0%
Мир становится все более цифровым. Это не фраза из фантастического фильма, а реальность, к которой постепенно привыкаешь. Цифровые технологии очень активно проникают в нашу повседневную действительность, приводя к глубокому, зачастую радикальному переосмыслению социального взаимодействия, перестройке бизнеса и появлению совершенно новых направлений в экономике, основанных на аналитике больших данных.
«Цифра» стала неотъемлемой частью человеческой культуры и искусства. Современное сложное промышленное производство тем более невозможно представить без использования компьютерного «мозга», отвечающего за решение самых сложных задач.
Большая часть физических процессов переводится в цифровой вид, но от этого не теряет связи с реальностью. Цифровизация производства позволяет повысить его эффективность. Датчики и сенсоры уже сейчас собирают данные со станков и механизмов. Информация с каждого датчика анализируется, накапливается, и в результате уже заранее становится известно, когда станку потребуется ремонт или замена детали. Такая предиктивная аналитика дает возможность минимизировать простои оборудования и все связанные с этим риски.
О том, как идет переход к цифровому будущему в атомном машиностроении, читайте в этом спецпроекте.
1
3
Впервые о переводе промышленных технологий в цифровой формат заговорили еще в 1990-х. Теория довольно быстро стала применяться на практике, превратившись в концепцию единого цифрового пространства, объединяющего оборудование (станки и другую технику) и все системы обеспечения жизнедеятельности и безопасности предприятия, в том числе финансовую и организационную структуры.
Фундамент цифровизации — аналитика данных или преобразование, полученной информации в полезные знания, которые можно использовать в дальнейшем.
Физическое оборудование с помощью датчиков и сенсоров формирует единую сеть вместе с системами управления разных уровней, и все это взаимодействует между собой без постоянного вмешательства человека.
Не стоит путать цифровизацию с простой оцифровкой бизнес-процессов и автоматизацией производства. Оцифровку используют для упрощения и оптимизации бизнеса. Автоматические системы управления — лишь часть системы, предполагающей полную цифровую трансформацию предприятия.
Если коротко, то «цифровое производство» — это моделирование производственного цикла в виртуальной среде, сбор информации о функционировании его элементов в режиме реального времени и автоматизированное управление их параметрами.
Цифровизация — один из ключевых трендов в атомном машиностроении, позволяющий повысить производительность предприятия, оптимизировав ресурсы и сократив временные издержки на выпуск продукции.
Еще один плюс — снижение влияния человеческого фактора, который может привести к чувствительным паузам в работе или к аварии.
К примеру, подключив специальные датчики, можно понять время и объем загрузки работающих узлов оборудования, что позволит более эффективно эксплуатировать станки и системы и вовремя обнаружить потенциальные сбои без непосредственного участия работника.
Все более сложные новые устройства и крупномасштабные детали требуют работы, связанной с обработкой огромных массивов данных. Для этого этапа необходима уже не автоматизация отдельных процессов, а внедрение цифровых технологий в сквозное промышленное производство. Программные комплексы (цифровые системы) на основе тесной связки IT-систем и машин (станков) способны полноценно помогать человеку в управлении и создании других машин и оборудования. Специалист лишь задает и контролирует параметры.
«Цифровая экономика стремительно развивается. Те способы модернизации оборудования, которые сегодня кажутся адекватными, уже завтра могут сделать производство безнадежно устаревшим.
И дело не только в постоянном расширении технологических возможностей оборудования. Гонка за технологиями может оказаться бесполезным и дорогим занятием, если организация производственных процессов останется старой. Бессмысленно менять станки в ситуации, когда нужно менять технологическую платформу.
Прежде всего речь идет о цифровой трансформации компании и создании на наших площадках того, что мы условно называем „цифровым заводом“. Цифровые решения и технологии, по сути, меняют стратегию управления производством и всем жизненным циклом изготовления оборудования.
Это принципиально новая платформа, которая позволяет по-другому использовать уже существующие технологические возможности: планировать производственный поток в горизонте нескольких лет, обеспечивать оптимальную загрузку каждого станка, проводить ремонт тогда, когда этого требует состояние оборудования. Все применяемые нами цифровые решения — от имитационного моделирования до выдачи сменно-суточных заданий на смену через мобильное устройство — это разные части единой производственной системы».
1
2
3
Цифровизация процессов имеет ключевое значение для машиностроительного дивизиона Росатома — Атомэнергомаша.
Особенно в ней преуспели «АЭМ-технологии» и «ОКБМ Африкантов». Так, на базе этих площадок проходят тестирования инфостендов — больших мониторов в цехах, на которых рабочие могут изучать трехмерные модели изделий, фиксировать все этапы производственного процесса. А «АЭМ-технологии» уже протестировали мобильное приложение, интегрированное в информационные системы предприятий: оно позволяет просматривать сменно-суточные задания, подавать заявки (например, на доставку инструментов, уборку мусора) и многое другое.
АО «АЭМ-технологии» — одна из ведущих компаний России в области энергетического машиностроения. В ее состав входят крупнейшие производственные площадки атомной отрасли и инжиниринговый центр, расположенные в Волгодонске, Петрозаводске и Санкт-Петербурге.
Сегодня АО «АЭМ-технологии» — производитель ключевого оборудования так называемого «ядерного острова» для строительства атомных электростанций. В компании работает около 10 тысяч сотрудников.
«Ядерный остров» АЭС включает реактор, парогенераторы, циркуляционные насосы и трубопровод, системы безопасности и другие элементы. В соответствии с планами Росатома, компании предстоит изготовить оборудование для 25 ядерных энергоблоков до 2032 года. Кроме того, АО «АЭМ-технологии» обладает большим опытом производства крупногабаритного оборудования для нефтегазоперерабатывающих и добывающих предприятий.
Цифровая трансформация — одно из приоритетных направлений развития атомного машиностроения. Все внедряемые цифровые решения рассматриваются как различные части единой производственной системы.
Технологии меняют стратегию управления всем жизненным циклом изготовления продукции — от планирования производственного потока в перспективе нескольких лет до обеспечения оптимальной загрузки каждого отдельного станка и проведения ремонта станочного парка.
Для большого и сложного производства новые технологии — ключевой элемент развития и сохранения своих позиций на мировом рынке создания сложного технологического оборудования.
Так, например, разработка изделия ведется в 3D. Все выпускаемые чертежи ассоциативно связаны с моделями. Для доступа к электронному архиву конструкторской, технологической и нормативно-технической документации используется web-портал.
На основании разработанных 3D-моделей производятся инженерные расчеты: на прочность, устойчивость, сейсмику, гидрогазодинамику и т. д. В среднем за год осуществляется до 600 расчетов. Кроме того, 3D-модели используются для разработки управляющих программ для программируемых станков.
Разработка технологических процессов идет в CAPP-системе, ассоциируя их с элементами состава изделия, разработанного конструктором. Сами конструкторы и технологи работают в единой информационной среде.
Оценку доступности мощностей в перспективе пяти лет (долгосрочное производственное планирование) выполняют в специализированной программной среде имитационного моделирования производственных процессов.
Краткосрочное и среднесрочное планирование происходит на основании расчета в APS-системе с учетом загрузки мощностей оборудования. И даже задания для рабочих формируются и подтверждаются в учетной «цифровой среде».
Контроль качества продукции также проводится с использованием информационной системы, внутри которой хранятся все результаты. С помощью этих данных формируется отчетный паспорт на изделие в электронном виде.
Непосредственно на производстве применяется система мониторинга оборудования на основе концепции IoT, интернета вещей. Она позволяет в режиме реального времени отслеживать состояние его ключевых элементов и снимать основные параметры их работы.
В компании отмечают, что если еще пару лет назад мыслили категориями автоматизации ключевых бизнес-процессов, то сейчас выстраивают стратегию развития, основанную на создании полных цифровых двойников процессов и продуктов.
Звучит как фантастика, но современные компьютерные мощности уже позволяют создавать полноценные цифровые двойники самых сложных изделий и устройств.
Система точного позиционирования персонала и промышленных объектов позволяет наблюдать онлайн за работой специалистов, анализировать производительность рабочих и техники, следить за безопасностью на производстве. Она также графически отображает перемещение объектов в реальном времени и сохраняет эту историю для дальнейшей оптимизации трудовых процессов.
С помощью специального комплекса имитационного моделирования была проанализирована вся информация по имеющимся технологиям и человеческим ресурсам, а затем были найдены способы решения казавшихся невыполнимыми задач в рамках глобальной дорожной карты компании.
Ежедневные плановые задачи на промышленных площадках компании «АЭМ-технологии» выдаются в рамках системы управления сменно-суточными заданиями на основе мобильных решений. Оперативный персонал (мастер, начальник участка, диспетчер, кладовщик, лаборант) либо с помощью специальных киосков, либо в мобильных приложениях на своих смартфонах или планшетах решает текущие задачи на рабочих местах, прямо в цехах, а не ходит по кабинетам, теряя драгоценное время.
Для этого были внедрены мобильные приложения мастера производственного участка, начальника смены планово-диспетчерского управления, лаборанта центральной заводской лаборатории, работника склада, контролера ОТК и мастера ремонтной службы.
Это позволило почти в два раза сократить время на подтверждение выполнения операций и контролировать рабочий процесс в режиме реального времени.
2
3
3
Три основных параметра будут характеризовать промышленность будущего: цифровые двойники, цифровое производство и предиктивная аналитика.
Цифровой двойник — это полноценная цифровая копия физического объекта или процесса, позволяющая в виртуальной среде точно моделировать то, что будет происходить с оригиналом в различных условиях.
Цифровое производство — полноценное моделирование производственных процессов в виртуальной среде, автоматизированный сбор информации о протекании процесса в режиме реального времени, автоматизированное управление параметрами производственного процесса.
Предиктивная аналитика — анализ и прогнозирование влияния различных факторов на параметры выпускаемой продукции, прогноз возможных отказов оборудования.
Еще одно важное направление развития цифровизации — использование электронной версии паспортов изделий. В отрасли, в которой работает компания, полностью отказаться от бумажных документов нельзя. Но электронный паспорт — это возможность аккумуляции в едином пространстве и протоколе гораздо большего объема данных по любому изделию.
Производственные и проектные данные по отдельным узлам и целым изделиям могут быть востребованы в течение целого века, и электронная база — отличная замена бумажным архивам, в которых сложнее быстро отыскать нужные сведения.
Идея: ПЁТР РЯЗАНОВ
Текст: АНДРЕЙ РЕЗНИЧЕНКО
Корректор: ЕЛЕНА ЛУКЬЯНОВА
Дизайнер: АЛЕКСАНДРА ЦАРЕВА
Иллюстраторы: КСЕНИЯ РЫКОВА, АЛИНА ДРОБЯЗКО
3D-иллюстратор: АЛЕКСАНДР ВОЛКОВ
Аккаунт-менеджер: АННА МУСАТОВА
Продюсер: КАЛЕРИЯ АНДРЕЕВА
© ТАСС, 2022
ТАСС информационное агентство (свидетельство о регистрации СМИ № 03247 выдано 2 апреля 1999 г. Государственным комитетом Российской Федерации по печати). Отдельные публикации могут содержать информацию, не предназначенную для пользователей до 16 лет.
