2024-01-22 13:50 Технологии

Зарубежный опыт цифровизации промышленности: про какие тренды в MES стоит знать российским компаниям

Технологии — важнейший инструмент конкурентной борьбы в производственной отрасли. Особенно сейчас, в условиях повышенного спроса на локализацию и импортозамещение, российским компаниям крайне важно понимать, какие тенденции и инновации существуют в области MES-систем. Рассказываем о мировых трендах в управлении производством, которые могут быть успешно внедрены на российских производствах уже сегодня.

Что такое MES

MES (Manufacturing Execution System) — это специализированная информационная система, которая обеспечивает контроль, мониторинг и оптимизацию производственных операций в реальном времени. MES-системы применяются в разнообразных отраслях промышленности: автомобильной, фармацевтической, пищевой, нефтегазовой, металлургической и многих других.

Тренд 1. Внедрение облачных MES

Облачные ресурсы помогают компаниям быстро развертывать и масштабировать свои MES-решения.

Избавляют от необходимости локальной инфраструктуры, снижают капитальные затраты и стоимость обслуживания.
Обеспечивают масштабируемость, позволяя легко расширять производство или подключать новые производственные линии в разных регионах.
Дают доступ к данным в режиме реального времени из любого места, что позволяет осуществлять удаленный мониторинг.
Дают расширенные возможности аналитики и отчетности. Благодаря этому производители получают наглядные данные для совершенствования производственных процессов.

🛠 Облачная MES способна обеспечить бесшовную интеграцию с другими системами, такими как системы планирования ресурсов предприятия (ERP), управления цепочками поставок (SCM) и, конечно, управления жизненным циклом изделия (PLM).

Минусы облачных MES-решений. Кому они могут не подойти

Для производственного предприятия крайне важен максимальный уровень безопасности сетевой инфраструктуры. Облачные MES-системы могут не отвечать этим требованиям — например, хоститься в небезопасной юрисдикции или иметь сетевые уязвимости.

Поэтому иногда надежнее реализовать систему во внутренней сети производства, закрытой от внешнего интернета. Но даже в этом случае нужно принять ряд контрмер, которые могут предотвратить возможные атаки. Например, имплементировать ролевую систему, которая позволит эффективно управлять доступом пользователей, а также внедрить решения для предотвращения CSRF атак.

Тренд 2. Интеграция Промышленного Интернета вещей (IIoT)

Интеграция IIoT (Industrial Internet of Things) в MES позволяет производителям собирать и анализировать данные от подключенных устройств, датчиков и оборудования в цехах. Данные обеспечивают прозрачность производственного процесса и помогают отслеживать ключевые показатели эффективности в реальном времени.

🛠 Обрабатывая полученные данные с помощью алгоритмов машинного обучения, можно оптимизировать производство, выявлять «узкие места», прогнозировать необходимость технического обслуживания.

Мониторинг технического состояния

Интеграция IIoT с MES открывает перед производителями возможности предиктивного технического обслуживания. Это значит, что с помощью собранных с датчиков данных, производители могут заранее выявлять потенциальные неисправности. Это помогает предотвратить дорогостоящие простои и повысить общую эффективность оборудования (OEE).

OEE (Overall Equipment Effectiveness) — это комплексный показатель производственной эффективности, который измеряет эффективность оборудования в производственном процессе.

Контроль качества

Сбор данных с датчиков и подключенных устройств в реальном времени позволяет осуществлять непрерывный мониторинг и проверку качества продукции на всех этапах производства.

🛠 Наш опыт

С 2021 года CosySoft создает ключевые модули для MES-системы Новолипецкого металлургического комбината, которые решают задачи диспетчеризации и контроля за производством.

На площадках уже используется IIoT для создания удобной системы мониторинга производства. С загружаемых данных операторы в реальном времени могут получать данные о:

расположении ковша;
маршруте ковша;
составе металла;
температуре металла.

Советы по внедрению IIoT

Используйте распределенную архитектуру и современные протоколы связи, чтобы оптимизировать сетевую нагрузку и добиться достаточной отзывчивости интерфейса. Высокая детализация данных критически важна для производственных процессов — даже доли секунды имеют значение.
Чтобы быть уверенным в исправности каждого датчика, встройте автоматическую проверку работоспособности каждого из них.
Уделите время разработке функционального и удобного интерфейса и исследуйте пользовательские потребности всех участников производства. В дизайне цвет и размер кнопок тоже важен, но со своей спецификой, учитывающей интуитивность и читаемость в «полевых условиях». Попадать по маленькой неконтрастной кнопке в средствах индивидуальной защиты будет сложновато…

Тренд 3. Искусственный интеллект и машинное обучение

MES-системы с применением ИИ помогают быстро адаптироваться к новым условиям, эффективно распределять ресурсы и принимать решения на основе больших данных.

Оптимизация производственных процессов

ML-алгоритмы позволяют анализировать огромные объемы данных для выявления закономерностей, оптимизации рабочих процессов и прогнозирования необходимости технического обслуживания.

От сборочных линий до управления цепочками поставок — системы на базе ИИ ускоряют производственные циклы, снижают затраты и увеличивают количество выпускаемой продукции.

🛠 Роботы и автоматизированные системы, работающие на базе ИИ, могут с высокой точностью выполнять сложные задачи, повышая эффективность и снижая количество человеческих ошибок.

Контроль в реальном времени

Используя компьютерное зрение и распознавание образов, системы ИИ могут обнаруживать дефекты и аномалии в режиме реального времени, обеспечивая стабильное качество продукции.

🛠 Наш опыт

Для контроля за наливом металла может быть реализована технология на основе компьютерного зрения.
Алгоритм распознает элементы в кадре — ковш или струю металла — и уведомляет об этом оператора. Оператор в реальном времени может видеть заполненность ковша в процентах, что помогает избежать перелива.

Принятие решений на основе данных

ИИ позволяет производителям использовать силу данных для принятия обоснованных решений. Аналитические инструменты в связке с ML-алгоритмами могут анализировать огромные объемы данных, извлекая ценные сведения для оптимизации процессов, управления складом, прогнозирования спроса и оценки многих других параметров.

Тренд 4. AR-технологии

Устройства дополненной реальности (AR) преобразуют производственную отрасль, предлагая инновационные решения для повышения эффективности, производительности и безопасности.

Улучшенное обучение и поддержка сотрудников

Благодаря наложению цифровой информации и инструкций на реальную обстановку AR-устройства позволяют сотрудникам:

изучать и отрабатывать сложные задачи на практике,
получать поддержку на рабочем месте в реальном времени.

С помощью дополненной реальности работники могут получать рекомендации и информацию в процессе сборки. Это снижает количество ошибок, повышает производительность и сокращает время обучения.

Эффективное техническое обслуживание

AR-устройства расширяют возможности технических специалистов и обслуживающего персонала, накладывая цифровые данные на нуждающиеся в ремонте машины или системы. Такие визуальные подсказки помогают выявить неисправные компоненты, получить доступ к рекомендациям о ремонте и выполнить его точно и эффективно. Эта технология улучшает процесс обслуживания и сокращает время простоя.

🧑‍💻 AR-устройства также могут отображать пошаговые инструкции для ремонта, выделять критические зоны и визуализировать процент износа узла в реальном времени.

Инструмент для инспекции производства

Дополняя физические объекты виртуальными контрольными списками, измерениями или спецификации, AR-устройства помогают сотрудникам ОТК (технического контроля) выявлять дефекты. Это позволяет повысить скорость и точность контроля качества, сократить количество брака и повысить общее качество продукции.

Тренд 5. Интеграция с корпоративными системами (ERP)

Интеграция MES с системами ERP обеспечивает сквозную видимость и бесперебойный обмен данными.

ERP (Enterprise Resource Planning) — это интегрированная информационная система, разработанная для управления бизнес-процессами и ресурсами организации. Она состоит из набора инструментов для управления финансами, учетом, логистикой, кадрами и другими аспектами деятельности компании. На российском рынке популярны решения от 1С, СБИС, Мой Склад, Галактика и другие.

Обмен данными

Обмениваясь данными о заказах, уровнях запасов, графиках производства и требованиях заказчиков, производители могут мониторить цепочку поставок как единую матрицу параметров.

🛠 Наш опыт

С помощью MES-системы на НЛМК происходит синхронизация, координация и анализ движения всех видов сырья, полуфабрикатов, готовой продукции. Модуль мониторинга производственных и технологических данных помогает анализировать процессы и принимать своевременные и информированные решения.
Инструменты анализа — графики, таблицы, тренды — дают возможность строить гипотезы и отслеживать эффективность тех или иных решений.

Совместное планирование

Производители могут согласовывать производственные планы с прогнозами покупательского спроса, оптимизировать заводские мощности и синхронизировать рабочие процессы. Такое совместное планирование поможет принимать предиктивные решения, эффективно распределять ресурсы и координировать работу производственных подразделений и цепочек поставок.

Аналитика в реальном времени

Интеграция MES с SCM-системами обеспечивает доступ к аналитике в режиме реального времени, что позволяет производителям отслеживать ключевые показатели эффективности и принимать решения на основе данных.

SCM-подход (Supply Chain Management) — это стратегический и операционный метод управления цепями поставок, который ориентирован на оптимизацию всех аспектов и этапов поставки товаров или услуг от начального поставщика до конечного потребителя.

Такая информация позволяет быстро реагировать на изменение рыночной конъюнктуры, колебания спроса или сбои в поставках.

🛠 Совет по мониторингу производства
Добавьте модуль для мониторинга ошибок и простоев. MES-система будет отслеживать технологические процессы, выявлять отклонения и логировать их. Такая фиксация поможет контролировать качество продукции и своевременно назначать профилактические действия.

Заключение

Для сохранения конкурентоспособности производствам важно пользоваться всеми технологическими возможностями и перспективами. В условиях повышенного спроса на развитие локального производства понимание ключевых тенденций MES-системах позволит занять в долгосрочной перспективе лидирующее положение. Используйте возможности IT-технологий, чтобы занять свое место в эпоху очередной промышленной революции.

CosySoft