Индустрия 4.0 - это новый подход к промышленному производству, основанный на сборе и анализе данных, поступающих от оборудования. Решение на базе платформы «Диспетчер» от компании «Цифра» позволяет «оцифровать» даже старое промышленное оборудование и выявить причины и длительность его простоев
Интернет вещей — главная прорывная технология, способная изменить бизнес-модели компаний или целых индустрий. Это следует из всемирного исследования, которое провел PwC в 2017 году. По мнению опрошенных аналитиками менеджеров, эта технология опередила искусственный интеллект, дополненную реальность, дроны, блокчейн и другие передовые технологии.
В России промышленный интернет (IIoT) три года назад также был назван одной из «сквозных» цифровых технологий в национальной программе «Цифровая экономика». Однако в России рынок IIoT находится в самом начале пути.
Если мировой рынок IIoT в 2019 г. по данным консалтинговой компании IMARC group достиг $126 млрд, то российский рынок — только 7,92 млрд руб. ($122 млн) — подсчитали аналитики агентства iKS-Consulting. Таким образом, российский рынок занял лишь около 0,1% мирового рынка. Причем, по подсчетам аналитиков, его рост в 2019 году составил лишь 4%. По данным исследования, основная часть из 40 осуществленных в 2019 г. проектов пришлась на добычу полезных ископаемых и машиностроение.
В дорожной карте по развитию технологий «Промышленного интернета», подготовленной госкорпорацией Ростех в прошлом году, экономический эффект от внедрения технологии оценивается в 5,5 трлн руб., причем наибольшую ценность, по мнению авторов дорожной карты, даст внедрение IIoT в несырьевой промышленности и в добыче полезных ископаемых – в каждой отрасли более чем по 1 трлн руб.
Промышленный интернет вещей – это набор технологий, позволяющих соединять оборудование с разными приложениями, платформами и системами управления, собирать и обрабатывать данные о его состоянии, условиях работы и показателях, а также удаленно контролировать и управлять оборудованием. В основе технологии лежат данные, получаемые от различных датчиков и систем. Они собираются в автоматическом режиме и позволяют в режиме реального времени не только получать информацию о работе оборудования, но и анализировать эффективность его использования.
Спрос на платформенные решения и диспетчеризацию в промышленности будет расти — уверен гендиректор компании «Цифра» Игорь Богачев. IIoT-платформы позволяют предприятиям хранить данные и выстраивать вокруг производства экосистему открытых инноваций, которая позволит компаниям внедрять цифровые решения от различных поставщиков.
Сейчас на крупных предприятиях сбор, структурирование и обработка данных для их дальнейшего эффективного использования бывают затруднены, так как для этих целей зачастую используется до нескольких сотен цифровых систем. Кроме того, по словам Богачева, одна из ключевых проблем российских промышленных предприятий — устаревшее оборудование, на которое невозможно установить цифровые датчики. «Но, даже если оборудование очень старое, в качестве датчиков могут использоваться камеры, которые с помощью программного обеспечения смогут распознавать цифровые показатели», — объясняет он.
«Для крупных предприятий платформенность — это не самоцель, — рассуждает Игорь Богачев. — Это возможность объединить все что есть в единую систему и дать к системе доступ новым разработчикам и поставщикам технологических решений через этот новый цифровой слой». Данных становится все больше, а хранить — все дороже, поэтому перед компаниями встает вопрос: как выбрать из всего массива данных только нужные?
Для комплексного решения этих проблем «Цифра» разработала решение, которое состоит из платформы и различных систем диспетчеризации, цифровых помощников на основе технологии искусственного интеллекта. Платформа обеспечивает универсальный доступ через единый интерфейс к большому объему датчиков и данных и сводит результаты работы в общую систему. Платформа «Цифры» может принимать до 100 000 единиц данных в секунду. Поверх этой системы уже можно поставить прикладное программное обеспечение нового поколения, решающее более сложные задачи, например, рекомендательные системы на базе искусственного интеллекта. Эти системы могут быть от разных поставщиков, система мониторинга промышленного оборудования «Диспетчер» — лишь один из вариантов такого ПО.
«Диспетчер» — это система, которая позволяет мониторить показатели оборудования на предприятии, определять процент их полезного использования, сравнивая его с общим объемом машинного времени. «На основе полученных данных «Диспетчер» может обеспечить прослеживаемость производства изделий на различных типах оборудования и менять что-то в режиме реального времени, — объясняет Игорь Богачев. — Такое ПО может не только предупреждать о возможных поломках оборудования, но и выстраивать рекомендательные системы управления качеством, которые позволят повысить производительность труда».
В первую очередь, «Диспетчер» нужен для того, чтобы определить загруженность машин на производстве. По словам Богачева, на сегодняшний день в среднем на промышленных предприятиях станки загружены на 30-60%. Идеальные показатели — около 80%, так как остальное время уходит на наладку, замену деталей, ремонтные работы.
Например, внедрение «Диспетчера» на самолетостроительном предприятии «Авиастар-СП» позволило увеличить время работы станков по программе с 36,5% до 68%, и сократить их необоснованный простой с 24,7% времени до 0,9%. По словам Богачева, внедрение «Диспетчера» на «Авиастар-СП» окупилось за 3 месяца.
По словам начальника управления инвестиционных проектов “Авиастар-СП” Алексея Пирогова, на сегодняшний день на «Авиастар-СП» (ОАК) «Диспетчер» мониторит работу 151 станка, и предприятие рассматривает возможность расширения проекта как по количеству оборудования, так и по функционалу. Помимо того, что данные, собранные «Диспетчером», показали длительное время необоснованного простоя станков, система также позволила детализировать его причины, что позволило предприятию сэкономить на одном производственном участке более 18 млн руб за год работы. Также Пирогов отметил, что для дальнейшего развития возможностей «Диспетчера» специалисты завода и «Цифры» совместно разработали техзадания для других производственных участков.
В среднем, «Диспетчер» позволяет, по словам Игоря Богачева, повысить производительность на 15% без учета внедрения дополнительных инструментов. Он также позволяет увидеть реальную картину производства, существенно экономит время поиска ошибок и поломок оборудования, а также позволяет контролировать качество.
Также система позволяет проводить цифровые испытания изделий: она снимает цифровые сигналы и сопоставляет их с математической моделью изделия (цифровым двойником). Богачев объясняет, что эта технология востребована в оборонно-промышленном комплексе и самолетостроении, например, для испытания авиационных двигателей или оружия .
Такое программное обеспечение было установлено на одной из структур Ростеха, «Объединенной двигателестроительной корпорации» (ОДК), где данные по испытаниям до сих пор вносились вручную. Для ОДК «Цифра» разработала программу, которая позволяет проследить полный процесс изготовления каждой детали и ведет паспорт изделия в автоматическом режиме.
По словам директора по производству Валерия Теплова, «Диспетчер» применяется на всех основных производственных площадках ОДК, а всего к системе подключено 874 станка. После внедрения системы, в среднем эффективность оборудования выросла на 20%. На каждом предприятии свой эффект: это позволило где-то увеличить объемы производства или скорость выполнения заказов на тех же мощностях, а где-то оптимизировать нагрузку на оборудование, продлевая тем самым срок его эксплуатации. «Благодаря непрерывному контролю станков на производстве мы увидели, что у нас есть производственный резерв, который мы можем использовать. Например, на одном из предприятий на 22 станках мы обнаружили 900 недоиспользованных часов», — говорит Теплов.
«Качество любого изделия зависит от опыта специалиста. Сейчас на заводах не принято работать по 30-40 лет. Работники меняются быстро, и качество начинает плавать, — объясняет Богачев. — В металлургии, например, качество изделия зависит от исходного сырья — от руды. Цифровые решения могут определять состав сырья, соотносить его с базами данных и давать рекомендации по его дальнейшему применению. Это позволяет снизить уровень брака и отходов производства».
«Цифра» предлагает различные модели использования своего ПО. Если предприятие ранее не занималось цифровизацией производства, то полное оснащение одной единицы оборудования обойдется в 150 000 рублей. Лицензия на годовое подключение «Диспетчера» может стоить от 120 000 до 240 000 рублей в зависимости от сложности оборудования, а с учетом дополнительного оснащения модулями — от 287 000 до 414 000 рублей.
Для небольших предприятий текстильной или пищевой промышленности «Цифра» совместно с «Яндекс.Облаком» готовит более экономичное решение (на рынке оно появится до конца лета). Его можно будет получить по подписке, а стоимость составит от 2000 до 5000 руб. в месяц на станок (без учета установки датчиков), рассказал представитель «Цифры». Применение облачного решения может в 10 раз сократить затраты на покупку собственной IT-инфраструктуры. Это решение становится доступным для 2500 промышленных предприятий среднего и малого бизнеса.
На сегодняшний день различные системы цифровизации, разработанные «Цифрой», стоят на 290 промышленных предприятиях. Самые крупные из них — «Объединенная двигателестроительная корпорация», Трансмашхолдинг, «Вертолеты России», «Росатом».. Всего к системе «Диспетчер» подключено более 3000 станков и другого промышленного оборудования. Системой для диспетчеризации горных работ “Карьер” оснащено более 80-ти карьеров таких компаний, как СУЭК, ЕВРАЗ, Полюс Золото и другие.
По оценке Богачева, на российском рынке есть более 1000 компаний, которым может быть интересно внедрение таких решений. Помимо того «Цифра» уже сегодня продает свои решения диспетчеризации производства за рубеж. Они внедряются в Индийских железных дорогах, в индийской компании Shanthi Gears, которая производит коробки передач для Suzuki, в горнодобывающих компаниях в Латинской Америке и Африке. Международная версия «Диспетчера» называется MDCplus.
На глобальном рынке конкуренты «Диспетчера» — Dassault Systemes и Schneider Electric, а также отраслевые компании-разработчики. Однако на российском рынке в силу того, что проводится политика по импортозамещению, и того, что он занимает лишь около 1% от мирового, иностранным разработчикам довольно трудно конкурировать здесь за внимание крупных промышленных корпораций.
На российском рынке промышленного интернета вещей существует несколько платформенных решений от крупных интернет- и телеком-компаний, однако они не имеют «рекомендательных» функций.
Например, на базе платформы Mail.ru IoT Platform можно организовать полный цикл управления данными: сбор, хранение, обработка, анализ и автоматизация принятия решений. Открытый API позволяет заказчикам интегрировать в платформу различные решения и использовать собранные данные для внедрения различных методик предиктивного анализа- рассказал представитель Mail.ru Group.
У оператора МТС также есть платформа для сбора данных с датчиков IoT, которая применима в ЖКХ, энергетике, транспорте, сельском хозяйстве и промышленности. Также у МТС есть специальные интернет-тарифы, сим-карты и датчики для IoT. Однако своих решений, аналогичных «Диспетчеру», у этих компаний нет.
