Современные средства управления парком станков с числовым программным управлением

Системы мониторинга промышленного оборудования (или MDC-системы, Machine Data Collection) осуществляют непрерывный контроль за использованием всего оборудования, применяемого на производстве.

Обладая информацией о работе оборудования, администрация предприятия имеет возможность целенаправленно работать над повышением производительности, уменьшенной производительности и эффективности управления финансовыми средствами.​ Компания "Цифра".

При правильном подходе к цифровизации все предприятия имеют шансы на успех. В немалой степени этот успех зависти от количества и качества применяемых систем управления.

Мощность станочного парка является важным фактором конкурентоспособности предприятия и его готовности выполнять сложные по объему и качеству, срокам и гибкости переналадки оборудования заказы. Дорогостоящее оборудование не даст должный эффект без грамотного планирования его использования, рационального и, в идеале, равномерного распределения нагрузки, согласованности технологических потоков, оперативного диагностического и качественного контроля, своевременного технического ухода. То есть, без качественного управления парком оборудования в реальном времени.

Автоматизированное управление процессами формообразования деталей, обеспечиваемое станками с числовым программным управлением (ЧПУ), закрывает лишь часть проблем управления производственными процессами. Современные средства управления распространяются и на другие аспекты производства, поскольку лишь комплексный подход к проблемам надежного и качественного синхронного функционирования разных звеньев производственных и вспомогательных процессов дает возможность эффективной и конкурентоспособной работы предприятия.

Производство, подобно многим сложным системам; его можно представить в виде “черного ящика” со входящим и выходящими потоками разнообразных сущностей – материалов, изделий и деталей, энергии в разных формах, информации различного вида и предназначения. Именно обратная связь по информационным потокам позволяет такой системе устойчиво и эффективно функционировать даже в условиях быстро меняющихся внешних условий. Подобная обратная связь от производственных объектов к звеньям управления реализуется при помощи систем мониторинга.

Системы мониторинга промышленного оборудования (или MDC-системы, Machine Data Collection) осуществляют непрерывный контроль за использованием всего оборудования, применяемого на производстве. Их основная цель — повышение эффективности использования оборудования, но параллельно они решают и множество смежных проблем: позволяют выявлять узкие места в технологических цепочках, контролировать трудовую дисциплину и, самое главное, позволяют собирать максимально полную информацию обо всех производственных процессах. Именно эта информация составляет важнейшую часть данных в общем контуре управления. Кроме того, информация, собираемая и накапливаемая при помощи систем мониторинга, превращается в ценные сведения для дальнейшей цифровизации предприятия.

Какими же возможностями должна обладать современная система управления производствами, основанными на применении станков с ЧПУ? Для ответа на этот вопрос рассмотрим несколько аспектов управления, как естественно характерных для таких производств, так и менее явно, но реально влияющих на эффективность производственной деятельности.

Мониторинг работы оборудования. На диаграмме – работы станков в реальном времени, состояния, причины простоев, операторы-станочники и выполняемая работа.​ Компания "Цифра".

Управление интеграцией

Общая управляемость производственным подразделением на базе станков с ЧПУ в немалой степени зависит от наличия локальных управленческих звеньев – устройств ЧПУ, средств автоматизации вспомогательных операций, средств оперативной диагностики. Особенно важным при этом является звено человеко-машинного взаимодействия, при помощи которого работники, в первую очередь, операторы-станочники, вовлечены в процессы формирования первичной информации о ходе работы и ее результатах, а также получают информацию по текущим производственным заданиям, в том числе информацию технологического характера (чертежи, описания техпроцессов, управляющие программы для станков с ЧПУ).

Не менее важным свойством передовой производственной системы является наличие оперативного взаимодействия с внешними информационными системами уровня всего предприятия. Именно интеграционное взаимодействие с системами класса ERP, MES и другими позволяет наиболее эффективно учитывать на каждый момент времени максимально полную картину текущего состояния всех элементов производства, реагировать, заглядывать в будущее по имеющимся плановым и прогнозным данным. При этом разовое интеграционное взаимодействие (суточное или по фактам вынужденного обновления справочников) постепенно должно заменяться более оперативным взаимодействием, при котором как состав выполняемых производственных заданий, так и распределение привлекаемых для их выполнения ресурсов могут быть быстро скорректированы в соответствии с текущим состоянием производства и поступающей извне информацией.

Понимание важности интеграционного взаимодействия с заводскими информационными системами позволяет более четко представить, какие возможности это взаимодействие дает применительно к различным аспектам управления.

Настройка оповещений. Настройка контролируемых событий позволяет оповещать ответственных сотрудников по электронной почте, сообщениями формата SMS и уведомлениями на рабочем компьютере о возникновении ситуаций, требующих оперативной реакции.​ Компания "Цифра".

Управление производственными заданиями

Для современной системы характерны такие возможности, как подача производственных заданий в электронном виде по всем уровням иерархии предприятия – от планово-производственных подразделений к цехам, станочным участкам и непосредственно на рабочие места. Это предполагает, что на всех этих уровнях развернуты и активно применяются средства цифровизации. В частности, для операторов-станочников устанавливаются диалоговые пульты на базе производственных ЭВМ, планшетов, киосков. Тем самым обеспечивается оперативная связь по всем основным аспектам работы – получение сменного задания и его корректировок, регистрация конкретных работников на рабочих местах, регистрация выполняемых операций, ввод сведений о результатах выполненной работы.

Системы при этом характеризуются возможностью оперативной корректировки заданий применительно к текущей обстановке и потребностям. Например, такие корректировки могут быть связаны с выявленными фактами ненормативной загрузки имеющегося оборудования, как в сторону недогрузки, так и в случаях образования “узких мест”, то есть непропорционально больших планов для тех или иных станков при наличии простоев или недогрузки другого оборудования.

Генератор отчетов. (КПЭ) – загрузка оборудования и операторов-станочников, формирует наглядные представления о потерях времени по различным причинам простоя станков.​ Компания "Цифра".

Управление загрузкой оборудования

Эта возможность может быть реализована в результате накопления подробных сведений о спектре состояния станков за прошлые периоды времени, а также сравнительного анализа по ключевым показателям эффективности (КПЭ). Выявление отклонений от нормативов загрузки должно учитываться при планировании и корректировке текущего и перспективного планов и формировании производственных заданий. Кроме того, анализ КПЭ по загрузке станков может быть использован для контроля производственной и технологической дисциплины и принятия соответствующих мер.

Аналитика. Динамическая аналитика используется для быстрой оценки КПЭ по всему предприятию, подразделениям, личным станкам и конкретным операторам, что позволяет своевременно выявлять проблемные места производства.​ Компания "Цифра".

Управление производственным персоналом

Важным условием для контроля эффективности конкретных работников, получения и накопления сведений об их дисциплине и производительности является требование персональной регистрации в информационной системе. При этом большинство показателей эффективности можно детализировать персонифицировано, появляются объективные основания для поощрений и наказаний, создается мощный импульс трудовой мотивации и предотвращения ошибок и проступков.

Другим важным качеством системы управления, включающей в себя средства управления производственным персоналом, может быть наличие средств автоматизированного учета базовых практических операций, выполняемых работниками. Это позволяет обоснованно и аргументированно проводить дополнительное обучение рациональным приемам работы, формировать предложения по совершенствованию технологических процессов и оснастки.

​Мониторинг аналоговых сигналов. Параметры энергопотребления, как и любые измеряемые параметры по станочному оборудованию, можно анализировать в графической и табличной формах. Компания "Цифра".

Управление технологическими данными

Точный контроль параметров выполнения технологических операций дает богатую пищу для постоянного совершенствования технологии изготовления продукции и приемов обработки деталей на конкретном оборудовании. Дополнительную ценность привносят в информационную систему данные, получаемые непосредственно из УЧПУ (устройства числового программного управления), а также от вспомогательных средств автоматизации, таких как измерительная оснастка, диагностические приборы, устройства виброконтроля. Результатом “управления по технологическим параметрам” становится повышение общей эффективности работы оборудования – по загрузке, производительности и качеству продукции.

Вибродиагностика позволяет в режиме реального времени отслеживать техническое состояние механических узлов станка. Компания "Цифра".

Управление инструментами

Сложность и специфика инструментального обеспечения, разнообразие инструментальных компонентов и сборок, относительная сложность контроля и учета не сразу находят адекватный ответ в системах управления станочным оборудованием. Однако именно инструменты в прямом и переносном смыслах находятся на переднем краю борьбы за качество и производительность. Наиболее передовые системы управления производственными ресурсами осуществляют контроль за обеспеченностью инструментом, его местонахождением, готовностью инструментальных сборок к выполнению текущей и перспективных производственных программ. Также решаются и наиболее сложные задачи автоматизированного распознавания инструментов, например, по штриховым кодам, а также учета их текущего износа. Очевидно, что превентивное выведение из эксплуатации изношенного инструмента способно радикально снизить экономические потери, поломку станочного оборудования, дефекты качества обрабатываемых деталей.

Предоставление консолидированной достоверной информации о работе предприятий холдинга, загрузке оборудования и его состоянии для принятия управленческих решений по повышению эффективности производственных процессов.​ Компания "Цифра".

Управление потоками заготовок, деталей и изделий

Пожалуй, еще более сложной, с точки зрения подробного учета жизненного цикла, является проблема отслеживания конкретных экземпляров компонентов продукции. На всех этапах прохождения по технологической цепочке задача распознавания экземпляров, их учета и агрегирования в узлы и сборочные единицы налагает дополнительную нагрузку на все или большинство систем управления. Однако целый спектр преимуществ столь подробного учета вполне оправдывает инвестиции в системы автоматизированного управления потоками деталей. Среди таких преимуществ можно отметить экономию материальных ресурсов, снижение брака, рост коэффициента взаимозаменяемости, сокращение неликвидов и даже анализ совокупного и подетального качества полуфабрикатов от различных поставщиков.

Журнал изготовления деталей накапливает и обобщает результаты выполнения производственных заданий с точностью до технологических операций и позволяет контролировать, корректировать и утверждать достигнутые показатели.​ Компания "Цифра".

Управление техническим состоянием оборудования

Cистемы обеспечивают “здоровье” дорогостоящего производственного оборудования. Опираясь на подробный оперативный контроль технических и технологических параметров непосредственно в процессе обработки деталей, используя данные текущего диагностического контроля, в том числе при помощи средств вибрационной диагностики, такие системы способствуют устранению опасности выхода из строя станков и их наиболее ответственных узлов, а также дают информацию, позволяющую оптимально спланировать профилактическое обслуживание. В последнее время соответствующие задачи, далеко не тривиально решаемые, получают алгоритмическую поддержку посредством методов искусственного интеллекта и предиктивного анализа.

Управление контролируемыми событиями

Нельзя не упомянуть и о таком классе систем управления, как средства прогнозирования и оповещения о нежелательных ситуациях и состояниях. В какой-то мере любая из упомянутых выше систем управления, “курирующих” благополучие и бесперебойность работы производственного оборудования может и даже должна иметь возможности уведомлять ответственных сотрудников и службы предприятия о неблагоприятных событиях, тенденциях и отклонении важных показателей эффективности. Разнообразие видов контролируемых событий, содержательность уведомлений, способы их доведения до потребителей и наличие средств обратной связи и статистического анализа делают такие системы неоценимым инструментом для оперативного управления станочным парком в реальных условиях.

Как мы нашли на производстве "пропавшие" 3,3 тыс. часов в месяц

В 2018 году мы подключили 45 станков с ЧПУ в дочерней компании “Магнитогорского металлургического комбината” (ММК) к нашей системе мониторинга промышленного оборудования и персонала. Система отслеживала основные состояния станков: “производство”, “простой”, “нет данных” и другие.

Система 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 незадействованный резерв машинного времени в размере 3,3 тыс. станкочасов в месяц. Каждый час простоя одного станка обходился предприятию почти в $20. Использование системы позволило повысить загрузку оборудования на 31%. Это привело к увеличению выпуска продукции более чем на $110 тыс. в месяц. Весь проект окупился за 7,5 месяцев.

0
8 комментариев
Написать комментарий...
Алексей Варламов

Как связаться с автором этой статьи по вопросу такого ПО?

Ответить
Развернуть ветку
Цифра
Автор

Напишите, пожалуйста: 

[email protected] и в копию [email protected].

Ответить
Развернуть ветку
Anton Chigaev

Подскажите пожалуйста, бывают ли у вас проекты с RFID?

Ответить
Развернуть ветку
Цифра
Автор

По RFID картам авторизацию пользователей делаем, а также отслеживаем детали в процессе производства. Напишите нам на почту, ответит команда специалистов.

Ответить
Развернуть ветку
Khabib96

На каждую пару датчиков найдется хитрая наладчицкая мысль...

Ответить
Развернуть ветку
Цифра
Автор

Согласны

Ответить
Развернуть ветку
Svetlana Troitskaya

поменьше формальных оборотов и канцеляризмов (тяжеловато читается), а продукт интересный

Ответить
Развернуть ветку
Цифра
Автор

Спасибо. Будем стараться.

Ответить
Развернуть ветку
5 комментариев
Раскрывать всегда