Индустрия 4:0. Цифра

Цифровизация – это не просто один из глобальных современных трендов. Сегодня это уже необходимость, инструмент не только развития, но и выживания. О своем международном опыте внедрения цифровых технологий журналу «Новый оборонный заказ. Стратегии» рассказал генеральный директор компании «Цифра» (Zyfra) Игорь Богачев.

 

С Игорем Богачевым, генеральным директором компании «Цифра» (Zyfra), побеседовала Рим Мохамед.

Для начала объясните, пожалуйста, что вы вкладываете в понятие «цифровизация производства».

Цифровая трансформация – это внедрение современных технологий в бизнес-процессы предприятия. Если посмотреть на этапы цифровой трансформации, то на подготовительном уровне увидим датчики, диагностические системы, мы уже получаем приближенно результаты, а в отдельных случаях – диагностику технологических систем. Постепенно это перетекает в системный мониторинг оборудования, что повышает производительность. Высший уровень – это роботизированные системы, то есть «безлюдные технологии».

«Индустрия 4.0» начинается со сбора данных и интеллектуального планирования в реальном времени, а продолжается ежедневным контролем и донастройкой. Цель при этом вполне традиционна для бизнеса – произвести больше за меньшие деньги. Существующие на российских производствах цифровые решения пока, как правило, связаны с обнаружением проблемы, но не с ее решением. Предприятиям же для успешной конкуренции требуется цифровизация всех этапов производственного процесса, а желательно – и жизненного цикла продукта с целью увеличения производительности труда и прибыли от сервиса.

Цифровизация предприятий, использование элементов искусственного интеллекта на производствах – это ресурс для повышения производительности труда. Его логично задействовать, прежде чем начинать программы модернизации оборудования, в которые, может быть, потребуется вложить миллиарды рублей. Лучше сначала получить максимальный эффект от существующего парка оборудования за счет сокращения времени простоев и повышения производительности с помощью цифрового мониторинга. Когда вы занимаетесь цифровизацией, то не меняете оборудование. Это как в случае с Uber: на тех же машинах и с теми же водителями создается новая модель управления и потребления для этого же сервиса. То же самое можно сделать и в промышленности – изменить производственный уклад с тем же оборудованием, процессами и рабочими.

Мы работаем с заказчиками из нескольких ключевых отраслей: горнодобывающей промышленности, металлургии, добычи и переработки нефти и газа, химии и машиностроения. Функционально подходы к каждой отрасли разные, но везде есть три базовых элемента. Первый уровень – подключение промышленного оборудования, его мониторинг для анализа загрузки, причин простоя и наличия свободных ресурсов для дальнейшей оптимизации. Второй – цифровое управление производством с использованием данных первого уровня. Третий – добавление технологий машинного обучения для оптимизации производственных процессов в режиме реального времени и создание своего рода автопилотов, помогающих человеку принять верное решение.

 

Игорь Богачев, генеральный директор компании «Цифра» (Zyfra)

 

Какие возможности дает цифровизация производства для промышленности в целом и для ОПК в частности?

– Российский производственный сектор сегодня требует новых моделей управления и технологий, а не только значительных материальных ресурсов на модернизацию. Cуществующая инфраструктура может работать быстрее и эффективнее. Это глобальный вызов современности, в ответ на который мы должны предпринять усилия в направлении цифровизации, а не ждать, когда появятся отраслевые стандарты и готовые типовые решения, апробированные лидерами отрасли. Важно учитывать, что цифровая экономика – это не вещь в себе, и ее не стоит воспринимать лишь как модный тренд, подогреваемый пристальным вниманием государства и бизнеса. За этим стоят реальные экономические эффекты.

Если раньше решался вопрос о том, как на механическом уровне произвести массовый переход от ручных операций к машинным, то теперь на повестку становятся актуальные вопросы повышения эффективности работы оборудования, технологических процессов, делегирования рутинных или опасных операций роботам или искусственному интеллекту. Новая модель управления процессами на основе цифровой трансформации должна быть быстрой, точной и экологичной в широком смысле слова.

Первостепенные условия устойчивого развития любого промышленного предприятия – это автоматический контроль производственных активов в режиме реального времени, прогнозируемость работы систем, а также снижение транзакционных издержек. Удовлетворение этих потребностей в современных реалиях обеспечивается с помощью управления на основе данных. Сбор данных сам по себе – все еще слабое место промышленности. В частности, в России и мире 90% промышленного оборудования не мониторится, параметры его работы не учитываются и не анализируются. При этом загрузка станочного парка по стране составляет в среднем 30%. Поэтому путь к цифровому производству начинается с подключения к промышленному интернету вещей.

Система мониторинга производства позволяет контролировать состояние станков и требует минимального времени на интеграцию в производственную инфраструктуру. Комплекс предоставляет достоверную информацию о простоях, загрузке, наработках на отказ и технологиях каждой машины. Со станков собираются сведения о времени работы и энергопотреблении, на основе которых формулируются выводы о полезной мощности и потерях на каждом станке, участке, в цехе.

Системы помогают определять пропускную способность каждого производственного звена в режиме реального времени и принимать решения об оптимальной загрузке оборудования. Выявление производственных резервов позволяет отказаться от приобретения нового дорогостоящего оборудования.

Оптимизация технологических процессов сокращает штучное и машинное время изготовления деталей. Подетальный контроль технологических операций позволяет сразу автоматически выявлять изготовление бракованных изделий, не допуская «серийного» выпуска брака.

Кроме того, система осуществляет автоматический учет всех изготовленных и бракованных деталей, не позволяя оператору станка скрывать брак и искусственно увеличивать временные нормы выполнения сменного задания. Получение достоверных данных со станка в режиме реального времени позволяет точно выявить причину выхода оборудования из строя и сразу приступить к ее устранению.

Система мониторинга производства также собирает данные от агрегатов в режиме реального времени и выявляет нецелевое потребление электроэнергии.

В машиностроении количество подключенного к разработанной компанией «Цифра» системе мониторинга оборудования и персонала «Диспетчер» увеличилось на 1700 единиц и на данный момент превысило 10 тысяч. В России рост происходил за счет расширения проектов у действующих заказчиков – предприятий Ростеха, Росатома, Концерна «Алмаз – Антей» и др. За рубежом ключевым заказчиком системы мониторинга «Диспетчер» стала Индия, где запущены проекты с ведущими промышленными предприятиями: Indian Railways (Индийские железные дороги), Godrej & Boyce, Shanthi Gears. В числе перспективных стран – Турция и Финляндия, где решение в пилотном режиме работает на нескольких крупных предприятиях.

Наша система «Диспетчер» успешно внедряется на предприятиях Объединенной двигателестроительной корпорации (ОДК) и позволяет получать исчерпывающую информацию о состоянии станочного парка и увеличить коэффициент прироста эффективности его работы в среднем на 15%.

Принцип работы системы мониторинга оборудования состоит в том, что каждый станок автоматически передает в единую цифровую систему данные о своей работе. От станков на компьютеры и другие устройства, оснащенные специальным программным обеспечением, поступают данные об исправности и загруженности оборудования, режиме его работы, что способствует оперативной ликвидации простоев, объективной оценке качества работы операторов станков.

На сегодняшний день система успешно работает в АО «ОДК-Авиадвигатель» и АО «ОДК-Климов». Ее внедрение в промышленном масштабе ведется в ПАО «ОДК-Сатурн» и на Производственном комплексе «Салют» АО «ОДК». В тестовом режиме АИС «Диспетчер» запущена в АО «ММП имени В.В. Чернышева». В этом году планируется начать работы по интеграции в систему станкового парка ПАО «ОДК-Кузнецов» и АО «ОДК-Пермские моторы». Всего на данный момент к системе подключено несколько сотен единиц оборудования самого разного класса.

Что мешает наращиванию темпов и объемов цифровизации?

– Нехватка данных – одна из основных проблем, мешающих создавать цифровые модели на российских предприятиях. По моему опыту, для строительства такой модели необходимы данные о работе установки не менее чем за полгода. Нужно, чтобы на предприятии данные хранились в оцифрованном виде, а не на бумаге, и были легко извлекаемы. Из того, что не оцифровано, сложно получить информацию и использовать ее. По данным «Цифры», в России из 800 тысяч станков три четверти не оснащены числовым программным управлением, а это усложняет их подключение к системам промышленного мониторинга.

Прочие барьеры для цифровизации – консерватизм ряда предприятий плюс сопротивление менеджмента: иногда управленцы не хотят, чтобы процессы на заводе становились более прозрачными и стали очевидными их злоупотребления или недоделки.

Мешает и недостаток общих знаний о возможностях цифровых технологий на производстве.

Некоторые промышленники говорят: «Давайте попробуем цифровые технологии где-то на вспомогательном процессе, а там посмотрим». Но на маленьком производстве с минимальной экономикой невозможно увидеть значимый эффект.

Первое и главное актуальное правило для бизнеса – внедрять новые технологии. Второе – менять управление, интегрируя в него новые технологии. Помимо внедрения новых технологий, необходимо трансформировать систему управления, делая ее более гибкой, быстрее реагирующей на меняющиеся условия.

Как бы вы оценили цифровизацию в оборонном секторе России в сравнении с другими странами, где вы работаете?

– Если мы говорим о современном оборудовании, о современных системах управления производством, то, конечно, оборонные предприятия лучше оснащены, чем гражданские. Различные системы там были еще до того, как все стали говорить про цифровизацию. Предприятия оснащены более современными станками.

Важна подключаемость оборудования. Основа оптимизации производства – физическая возможность получения структурированной информации о работе оборудования. Минимально необходимое требование – наличие станков с числовым программным управлением (ЧПУ). Если в станке нет нужного провода и нельзя подключить его к Wi-Fi, то чудес не бывает: данных с этого станка у тебя не будет.

По нашим оценкам, около 14% заводов в России уже находятся на высокой стадии готовности к цифровой трансформации: более 50% их парка – станки с ЧПУ. Кроме того, согласно результатам нашего исследования, примерно 20% предприятий активно наращивают станочный парк – прирост оборудования в этих компаниях за последние три года превысил 20%; почти 80% опрошенных предприятий намерены приобрести станки в ближайшие три года.

Более продвинутые отрасли – авиапромышленность, автомобилестроение и станкостроение. Доля станков с ЧПУ в авиастроении составляла 30%, а за последние три года еще почти 40% приобретенных станков были именно с ЧПУ. На автозаводах около 60% нового оборудования уже содержат модули ЧПУ, но общая доля автоматизированного оборудования здесь не превышала 7%. В станкостроении автоматизирован 41% нового оборудования, текущий процент – чуть выше 10%.

Что касается сравнения с другими странами, этот вопрос я бы разделил на два. Первый – это производительность труда. Несмотря на положительные первые итоги реализации нацпроекта «Производительность труда и поддержка занятости», который ставит своей целью ускорить темпы роста производительности на средних и крупных предприятиях базовых несырьевых отраслей как минимум на 5% в год к 2024 году, по данным ОЭСР, производительность труда в России (ВВП на час отработанного времени) вдвое ниже аналогичного показателя по странам, входящим в организацию. Образно говоря, за одно и то же время в России строят один дом, а в Америке и ЕС – три.

Отставание России может быть преодолено с помощью сквозной цифровизации всех производственных отраслей. Технологии промышленного интернета вещей и искусственного интеллекта позволяют повысить продуктивность оборудования и персонала в среднем на 10%, а выпуск готовой продукции – до 15%.

Второй вопрос – уровень цифровизации. Глобальный промышленный рынок не сильно отличается от российского. Мы работаем в разных странах и видим примерно одну и ту же ситуацию. Везде люди пытаются внедрять технологии промышленного интернета и искусственного интеллекта в производстве. Везде идут пилотные проекты, но нельзя сказать, что какие-то страны сильно впереди. То есть у нас с вами есть возможность построить новую экономику и получить результаты одними из первых, потому что российская промышленность знаменита не только тем, что она большая, но и тем, что люди, которые у нас работают, высокообразованные, не боятся рисковать, умеют управлять изменениями.

 

Цифровизация

Игорь Богачев, генеральный директор компании «Цифра» (Zyfra)

 

Какие преимущества принесет развитие цифровых платформ непосредственно оборонному сектору?

– На ряде производств, где выпускаются, например, двигатели, не обязательно военного назначения, действуют повышенные требования к качеству. К военной продукции эти требования еще выше, в том числе к прослеживаемости деталей. Это сейчас актуальная для нас задача – проследить путь от металла до готовой детали. Это называется «цифровой паспорт изделия».

В гражданской промышленности не так важно, кто делал деталь для пылесоса, ее можно заменить, и все будет работать. А в оборонке это очень важно. Если ракета не взлетела – это не пылесос сломался. Важно знать все, вплоть до того, какое предприятие поставляло металл. Заготовка прошла 20 станков и 30 рук, но в результате с ней что-то случилось, и непонятно, кто виноват. Возможно – поставщик металла.

Также важно понимать технологические режимы при производстве детали. То есть для каждого изделия можно посмотреть все его переходы, все технологические операции, которые были сделаны, кто их выполнял и как. Кроме того, отражены технологические параметры при изготовлении. Это сложно, но мы к этому идем. Это также становится интересно и гражданским предприятиям, но все зависит от стоимости продукции, ответственности изготовителя перед клиентом.

В остальном польза от цифровых технологий схожа для гражданских и военных предприятий. Приведу конкретный пример. В 2018 году мы подключили 45 станков с ЧПУ в дочерней компании Магнитогорского металлургического комбината (ММК) к нашей системе мониторинга промышленного оборудования и персонала «Диспетчер». Система отслеживала основные состояния станков: «производство», «простой», «нет данных» и другие.

Система «Диспетчер» показала, что станки находились в выключенном состоянии 33% от фонда рабочего времени. Необоснованный простой составлял 22%. Здесь был колоссальный резерв для оптимизации, и принятые по итогам обследования ситуации решения позволили почти в два раза повысить загрузку оборудования. Контроль энергопотребления также выявил резервы в использовании оборудования, в результате чего был сокращен технологический цикл обработки деталей. Благодаря появившейся прозрачности производственных процессов стало возможным повысить трудовую дисциплину операторов.

Выявился и незадействованный резерв машинного времени в размере 3300 станкочасов в месяц. Каждый час простоя одного станка обходился предприятию почти в 20 долларов. Использование системы позволило повысить загрузку оборудования на 31%. Это привело к увеличению выпуска продукции более чем на 110 тысяч долларов в месяц. Весь проект окупился за 7,5 месяца.

Повсеместная цифровая трансформация выводит на рынок много новых игроков, IT-компаний, которые пытаются предоставлять актуальные услуги. Как бы вы оценили их соответствие фактическим потребностям рынка?

– Практика показывает, что подобные решения окупаются за полгода. Да и мы сами себе ставим цель, чтобы любой наш проект имел окупаемость не более полугода, и в этом, собственно, наше конкурентное преимущество.

Кроме того, эти системы не для суперпрофессионалов, это системы, позволяющие поднять производство на новый уровень, но при этом привлекать к работе кадры с небольшим опытом работы, которые за короткое время смогут выдавать высокие результаты. Все это в конечном счете влияет на производительность труда и на привлекательность рабочих мест для молодых профессионалов. Потому что человек, окончивший колледж или техникум, должен вообще хотеть идти на производство. Выпускнику со смартфоном в руках неинтересно идти на работу в цех, который застрял в прошлом веке.

Насколько жесткая конкуренция в сегменте IT-рынка, занимающемся цифровизацией промышленных предприятий?

– Можно часто услышать от владельцев стартапов, что у них нет прямых конкурентов. Но на самом деле это иллюзия.

Когда мы выходили на рынок Индии со своим продуктом в сфере промышленного интернета вещей, то «познакомились» с конкурентами на тендере. У них не было даже сайта, но работала аналогичная нашей система, известная в узком кругу на локальном рынке.

Даже если ваш продукт или технология действительно не имеют аналогов сегодня, то никто не гарантирует вам, что завтра не появится компания, которая сможет реализовать вашу идею быстрее или дешевле. Поэтому необходимо искать потенциальных конкурентов и оценивать их возможности в той стране, где планируется работать.

Конкурентов и много, и мало. Причем есть конкуренты внутри самих компаний. Дело в том, что в России очень модно создавать собственные IT-подразделения, это такая чисто российская «фишка». У нас, видимо, слишком много программистов, которых нужно куда-то девать.

Поэтому есть конкуренция с людьми, которые работают внутри компаний, но разница в том, что они делают примерно то же самое, но в ограниченном масштабе и с ограниченным опытом. Мы же работаем с сотнями предприятий и можем переносить лучшие практики от одного к другому.

У вашей компании есть зарубежные партнеры. Расскажите, как выстраивается взаимодействие с ними?

– Выручка Группы компаний «Цифра», российского разработчика программных продуктов для цифровизации промышленности, по итогам 2019 года составила 2,4 млрд рублей, что на 37% больше по сравнению с прошлым годом. Экспортная выручка достигла 400 млн рублей, увеличившись на 21%.

В Казахстане на «АК Алтыналмас» запущен новый программный продукт Safety для управления безопасностью и заказ-нарядами на все виды работ. Впервые в России на двух карьерах в Абакане и Тугнуе начали работу робот-самосвал и робот буровой станок, а также «Умный экскаватор» с системой машинного зрения.

В нефтяной отрасли была впервые внедрена индустриальная платформа интернета вещей ZIIoT на предприятии ПАО «Газпромнефть». Она позволяет создать единый «цифровой слой», который объединяет все работающие системы автоматизации производственных процессов. Платформа сейчас также проходит пилотные испытания на заводах швейцарской компании Оerlikon и немецкой Sulzer.

В отраслевом разрезе большую часть выручки (68%) обеспечили проекты в горнодобывающей промышленности и металлургии. Продукты «Цифры» начали использовать 10 новых карьеров, а общее число их достигло 81. Запущены два новых зарубежных проекта. В Индии реализуется «Интеллектуальный карьер» с крупнейшим индийским оператором шахт Thriveni Earthmovers на угольном разрезе Пакри Барвади (один из крупнейших разрезов NTPC, ведущей энергетической корпорации в Индии). Перуанская горнодобывающая компания Cosapi Mineria внедрила систему управления горным производством «Карьер» на разрезе Shougang Hierro Peru. Инвестиции в проект составили 750 тыс. долларов.

Как такая компания, как «Цифра» (Zyfra), может помочь улучшить производство промышленным компаниям во время пандемии COVID-19?

– В эпоху «Индустрии 4.0» уже вполне правомерно задавать вопрос о том, как цифровизация поможет преодолеть кризис. Промышленники до сих пор не всегда готовы переходить на полную автоматизацию производства. Экономический эффект от внедрения современных контроллеров или появления роботизированной установки в цехе может составить на первом этапе доли процента, поэтому проще довериться старым проверенным станкам и рабочим. В условиях пандемии опасного вируса картина представляется уже совсем другой. Роботы не болеют и не заражают людей, поэтому карантин на предприятии может стать стимулом для внедрения робототехники. Актуальными становятся технологии промышленного интернета вещей (IIoT), благодаря которым различное оборудование может взаимодействовать одно с другим без участия человека. 

Один наш европейский заказчик, производитель подъемно-транспортного оборудования, с помощью системы мониторинга станков смог снизить негативный эффект от пандемии COVID-19 и своевременно завершить стратегически важные заказы. Предприятие сумело расставить приоритеты и перераспределить заказы в зависимости от срочности, отключив при этом часть станков, что помогло перевести на удаленную работу 25% рабочих с сохранением общего объема производства.

Конечно, всегда есть возможность остановить работу завода или фабрики. Но в металлургической промышленности такое решение равно закрытию. Доменная печь в силу особенностей процесса выплавки стали работает непрерывно в течение всего своего срока службы – от строительства до капитального ремонта или закрытия. Поэтому теперь не столь фантастическими кажутся проекты по строительству автономных заводов или шахт, где участие людей в производственном процессе сведено к минимуму, по заводу или горному карьеру ездят беспилотные автомобили, а операторы технического оборудования могут находиться в нескольких десятках или сотнях километров от предприятия. 

Кризисное время всегда характеризуется недостатком проверенной информации, поэтому становится жизненно необходимо иметь точное представление о положении дел на собственном предприятии. Сегодня данные об объемах производства, состоянии оборудования, вынужденных простоях уже успешно собирают автоматизированные системы управления технологическими и производственными процессами на основе технологий искусственного интеллекта. После этого технологии обработки больших данных (Big Data) помогают проанализировать собранную информацию и принять необходимое управленческое решение, находясь при этом где угодно.

Цифровой мониторинг оборудования банально повышает производительность предприятия. При этом, что немаловажно в условиях кризиса, выпуск продукции можно точно контролировать с учетом внешних условий.

Как нынешний глобальный кризис повлияет на будущее цифровизации отраслей, особенно военной промышленности?

– Эпидемия коронавируса ускорит развитие цифровых технологий, стимулирует их более активное применение в обычной жизни. Многие технологии, которые планировалось внедрить в практической жизни в течение 10 лет, будут реализованы в течение трех-пяти лет. Это коснется, в том числе, и оборонных предприятий.

Кроме того, мы считаем, что ускорится переход на «малолюдное производство». Система мониторинга оборудования и персонала фактически выполняет задачи дистанционного общения людей друг с другом. Если мы пройдемся по всем задачам, то это увидим. Возьмем, например, оператора станка. У него сейчас есть «цифровое место». Он может вызвать любую службу, получить сменное задание, отчитаться о сменном задании. Для этого мастеру не надо, как раньше, собирать вокруг себя всех операторов, каждому раздавать письменное или устное задание. Мастеру не нужно ходить вокруг станков и всех контролировать. Ему сейчас не надо бегать, он сидит на своем рабочем месте и смотрит, какой рабочий как работал, выполняет он план или нет. Мастер имеет возможность связаться с рабочим. То же самое относится и к начальнику цеха, и к администрации, и к генеральному директору. Благодаря цифровизации видно, кто, как и где работает.

Мы анализировали, почему до сих пор не было реально глубокого внедрения. Потому что жизнь пока не заставляла! Конечно, начальнику цеха вместо того, чтобы разбираться в круговой или линейной диаграмме, гораздо проще и приятнее собрать ребят, с которыми целый день не виделся, и два часа на планерке проговорить про жизнь. Но сегодня это невозможно, и у него уже есть инструмент, которым можно воспользоваться, не собирая никого вообще. И даже сидя дома, в конце концов. Это у нас уже есть.

То же самое можно сказать о службах: технологических, энергетических. Конечно, станок не отремонтировать, сидя дома, но тот же руководитель или ремонтник, оставаясь на своем рабочем месте, уже видит, что случилось на станке. Ему не нужно подробно общаться с оператором, спрашивать, что было и что стало. Он дистанционно «видит» и может взять то, что нужно, чтобы пойти и выполнить работу по ремонту. Например, управляющий персонал уровня начальника цеха может практически не контактировать с рабочими.

Беседовала Рим Мохамед

©«Новый оборонный заказ. Стратегии» 
№ 4 (63), 2020 г., Санкт-Петербург

Партнеры