Уральские машиностроительные и металлургические компании формируют на своих площадках стратегии по цифровизации производства и апробируют проекты. Перевод информации с физических носителей в «цифру», применение математических моделей и виртуального моделирования уже на первых этапах реализации позволяют предприятиям сокращать затраты.
Цифровизация охватывает ключевые отрасли промышленности
Фото: Олег Харсеев, Коммерсантъ / купить фото
Математика термообработки
Мировой рынок технологий «умного производства», позволяющих оцифровывать промышленные процессы, к 2025 году достигнет суммы в $395,2 млрд, рост будет обеспечен за счет повышения доступности технологий для компаний: 3D-печати, IT-решений по управлению предприятиями, анализа массивов данных в режиме реального времени и т.д. Как сообщают аналитики Grand View Research, Inc., в 2016 году объем рынка smart manufacturing («умное производство»), составлял $172,34 млрд.
На территории России запущены программы цифровизации экономики на федеральном уровне, отечественные предприятия на протяжении последних нескольких лет привлекают IT-технологии для автоматизации и ускорения работ на производстве, запускают «пилоты» для апробации цифровых решений.
Так, например, digital-проекты внедряют на своих площадках уральские металлурги. В группе ЧТПЗ цифровизация включена в стратегию развития, в частности на предприятиях холдинга планируется провести реинжиниринг бизнес-процессов: стандартизировать и автоматизировать планирование финансово-хозяйственной деятельности, управление производством, продажами, закупками, логистикой, персоналом. «На основе системы управления производством будет создан программный продукт для трубной отрасли. В 2018–2025 годы компания намерена унифицировать и повысить эффективность бизнес-процессов с помощью единой системы управления предприятием на базе SAP S/4HANA»,— уточняют в пресс-службе Первоуральского новотрубного завода, входящего в группу ЧТПЗ.
Компания привлекает к сотрудничеству ключевых игроков IT-рынка: в 2017 году Группа ЧТПЗ вместе с Yandex Data Factory (YDF) протестировала цифровые решения, которые позволяют оптимизировать процесс термической обработки труб. «Специалисты Яндекса разработали математическую модель для автоматического назначения оптимальных режимов термообработки труб. Для этого создана программа «YDF-Hardening Optimizer», позволяющая работать с рекомендациями по настройке режимов термообработки каждой партии труб. Тестовое применение показало возможность увеличения общей производительности участка на 3,5%»,— сообщили в пресс-службе завода. Проект реализуют в Финишном центре ПНТЗ.
ПАО «Трубная металлургическая компания» (ТМК) внедряет на своих площадках методы smart manufacturing («умное производство») и smart office («умный офис»). «На предприятиях ТМК начинается цифровая трансформация с выходом на новый уровень развития бизнес-процессов. Одним из первых станет проект по внедрению нового решения в области цифровизации управления цепочками поставок»,— рассказал заместитель генерального директора ПАО «ТМК» по цифровой трансформации Алексей Митенков. Также промышленная корпорация организовала подготовку кадров под IT-проекты: в корпоративном университетеТМК2U работает специализированный образовательный модуль для сотрудников, опирающийся, прежде всего, на применение цифровых технологий.
3D для инженера
Свердловские машиностроительные компании реализуют проекты по цифровизации производства, чтобы получить экономию и увеличить качество производства. Такая программа запущена на ПАО «Уралмашзавод» (основной акционер — Газпромбанк), работа по digital-направлению коснется всех блоков предприятия — от конструкторского до логистического. На заводе начата реорганизация инженерных служб в рамках цифровизации. «Мы обновили программное обеспечение, которое позволяет конструкторам и технологам осуществлять 3D-моделирование изделий любой сложности, упрощает расчеты и в целом улучшает качество конструкторской и технологической проработки изделий. Из-за тесных связей подразделений многие процессы по внедрению digital-проектов стартуют параллельно»,— рассказал директор по информационным технологиям ПАО «Уралмашзавод» Владимир Киселев. На заводе запускают новую систему циклового планирования, чтобы в автоматическом режиме рассчитывать плановую загрузку оборудования, получать реальные сроки выпуска готовой продукции.
Также на предприятии внедрят инструменты оперативного планирования и диспетчирования производства (сбор информации о ходе работ, выявление отклонений, координация текущих работ согласно графику). Принципы «умного производства» будут применять в службе закупок и на производстве. «В плане и инфраструктурные изменения всей группы компаний машиностроительного дивизиона Газпромбанка: на базе Уралмашзавода будет реализован проект по созданию единого центра информационных ресурсов»,— добавил господин Киселев. За счет цифровых проектов планируется повысить производительность труда и качество выпускаемого оборудования, уменьшить издержки производства и себестоимость продукции.
Уральский турбинный завод (УТЗ, входит в холдинг «РОТЕК») на протяжении последних трех лет применяет 3D-моделирование при расчетах и проектировании турбин, на предприятии ведутся работы по внедрению проекта «Цифровой макет изделия» (ЦМИ) — совокупности чертежей, трехмерных моделей, технической и эксплуатационной документации. «Проект включает в себя как работы по приобретению и внедрению нового программного обеспечения, так и разработку технологии и новой методологии проектирования. Внедрение ЦМИ на текущий момент позволило сократить время обработки изделия в два раза. После окончания проекта на УТЗ будет полностью действовать цифровой макет изделия»,— пояснил главный конструктор завода Тарас Шибаев.
Справочники и модули
Три года назад в АО «Уралхиммаш» запустили проект по созданию единой цифровой среды для производственного процесса. «Сложность состояла в том, что предприятие выпускает не серийное оборудование, каждый заказ прорабатывается индивидуально для заказчика. Но повторяемость операций, технологий в изготовлении деталей и узлов присутствует, что и помогло создать базу для внедрения «цифрового производства»,— уточнили в пресс-службе компании.
На Уралхиммаше создали электронные справочники, в которые была собрана информация о применяемых материалах, оснастке, инструментах и технологических операциях. С одной стороны, это позволяет сократить рабочее время на поиск аналогов при разработке конструкторско-технологической документации. С другой стороны, перевод огромного объема информации в «цифру» стал заделом для того, чтобы внедрить систему автоматического проектирования на производстве. В первую очередь для предприятия были подготовлены digital-модули, связывающие воедино инженерную подготовку производства (конструирование и технологии) и обеспечение материалами (закупки) и само производство.
«Внедрение системы автоматического проектирования уже дало свои плоды: снижение сроков изготовления заказа составило 10%. Благодаря автоматизации инженерных служб сокращено время на согласование и тиражирование рабочей конструкторской документации»,— уточнили в пресс-службе Уралхиммаша. После внедрения технологий цифрового производства планируется в шесть раз уменьшить сроки на разработку рабочей конструкторской документации.
На данный момент на заводе полностью автоматизированы электронный документооборот, бухгалтерский учет, финансовое планирование, работа инженерных служб. Среди ближайших планов предприятия — создание проектного офиса, который будет сопровождать весь жизненный цикл заказов, снабжать сотрудников информацией об изготовлении, что позволит принимать решения и вносить корректировки в процессе производства.
Суперкомпьютер для «Буревестника»
Работы по цифровизации производства ведут оборонные предприятия. АО «НПК “Уралвагонзавод”» реализует digital-проекты на базе своего подразделения в Нижнем Новгороде —АО «Центральный научно-исследовательский институт «Буревестник» (ЦНИИ). На предприятии запущен в работу отраслевой центр высокопроизводительных вычислений (ЦОД АВ), ключевым оборудованием проекта является суперкомпьютер «Минин». Благодаря запуску проекта институт планирует выйти на новый уровень аналитического проектирования, снизить сроки разработки и освоения производства новых видов продукции. «Внедрение “Минина” позволит предприятию эффективно решать задачи динамики и прочности механизмов и систем, гидрогазодинамики, иные задачи функционирования изделий в целом при комплексном решении отраслевых задач. Пиковая производительность суперкомпьютера достигает более 57 Тфлопс (57 трлн операций с плавающей точкой в секунду— прим. авт.)»,— рассказали в пресс-службе корпорации.
В целом, применение цифровых технологий позволяет компаниям сокращать затраты на производстве: применение технологий виртуального проектирования позволяет сократить затраты на 10% и более. Аналитики Центра стратегических разработок (ЦСР) приводят в пример концепт, реализованный в General Electric, — создание единой интеллектуальной системы конструирования, проектирования, изготовления, поставки, распределения и сервисной поддержки продукта. «Умный завод», включающий в себя автоматизацию производства, цифровое прототипирование, информатизацию, управление, основанное на предсказательных моделях, обеспечивает четырехкратное сокращение времени технологических процессов, рост выводов новых продуктов на рынок на 50–70%, рост прибыли — в два раза»,— отмечают эксперты ЦСР.