eng
Выпуск #3/2018
Р. Бирбраер, Д. Курлов, М. Хазиев
Навигационная система управления производством «Навиман» на предприятиях космической отрасли
Навигационная система управления производством «Навиман» на предприятиях космической отрасли
Просмотры: 1703
Представлена разработанная компанией «Солвер» система навигационного управления производством «Навиман». Описан процесс внедрения системы на предприятиях АО «НПО Энергомаш» с целью повышения уровня времени полезной работы оборудования за счет устранения организационных и технологических простоев.
DOI: 10.22184/24999407.2018.12.03.68.77
DOI: 10.22184/24999407.2018.12.03.68.77
Теги: loss matrix monitoring organizational simple equipment production management system useful life time время полезной работы матрица потерь мониторинг организационный простой оборудования система управления производством
Известны многочисленные яркие истории, знакомые большинству специалистов предприятий, связанные с низкой эффективностью производственных процессов. Но очень редко эти истории бывают подкреплены неоспоримыми «цифровыми фактами», и совсем нечасто эти факты создают основу для направленных действий по улучшению процессов и росту производительности труда.
Производство в машиностроении – очень сложная и консервативная система отношений технологического оборудования и людей, которую улучшить совсем непросто, а испортить ‒ легко. Нужны выверенные процедуры таких улучшений. Исторически компания «Солвер» ориентирована на оптимизацию производственных систем машиностроительных предприятий: хорошо известна ее методология «Три проекта», подробно описанная в популярной книге «Основы инженерного консалтинга». Разработанная в «Солвер» система навигационного управления производством «Навиман» (от «Naviman» – NAVIgation for MANufacturing) – это, по существу, новое цифровое предложение в русле известной методологии для повышения эффективности производства.
Компания «Солвер» в августе 2016 года приступила к реализации масштабного проекта по оснащению системой «Навиман» ведущих отечественных предприятий-производителей ракетных двигателей для освоения космоса, входящих в интегрированную структуру АО «НПО Энергомаш» (г. Химки).
После установки «Навиман» на 120-ти единицах технологического оборудования, первые результаты цифрового мониторинга показали, что в среднем время полезной работы «со снятием стружки» составляет не более 40% от общего фонда. Все остальное время (60%!) занимали остановки оборудования по различным организационным и технологическим причинам. Основным целевым показателем проекта был установлен уровень времени полезной работы оборудования в 75%, характерный для большинства эффективных производств. Решение этой задачи на старте казалось нереализуемым, так как находились «веские аргументы» менеджеров предприятий в поддержание сложившихся производственных практик. И здесь трудно переоценить роль первых лиц предприятий, как правило, только при их активном участии можно добиться положительной динамики в достижении установленного целевого показателя.
Первые признаки положительной динамики проявились спустя месяц (обычный срок для получения первого эффекта), в течение которого операторы станков начали регулярно в автоматизированном режиме фиксировать на специальных промышленных планшетах, удобно закрепленных на станках, причины организационных остановов оборудования по трем видам потерь времени: «Регламентированные», «Нерегламентированные» и «Неопределенные» (рис. 1 а, в, г). При этом, начальник каждого цеха анализировал элементы данных видов потерь времени на сводном экране состояний (рис. 1б) и давал свои конкретные предложения по их возможному сокращению. Данные предложения регулярно обсуждались на Управляющих советах проекта с активным участием директоров предприятий.
Наилучшие решения закреплялись регламентами, исполнение которых исключало, например, такой вид потерь времени полезной работы, как многочасовой прогрев шпинделя станка или неоправданно длительную настройку инструмента. А чего стоили «неожиданно» обнаруженные запасы полезного времени, возникающие из-за сокращения «привычного» времени на уборку стружки и т.д.
В системе «Навиман» настроено меню для указания оператором видов потерь, характерных для большинства российских предприятий, но в нем можно отразить и индивидуальные особенности для конкретного цеха или конкретного станка. При этом, нельзя увлекаться неконтролируемым расширением этого меню. Практика показала, что здесь отлично действует принцип Парето – акцент на 20% от общего количества элементов потерь дает 80% результата по общему сокращению времени организационных простоев оборудования (рис. 2).
Параллельно в автоматическом режиме шло считывание с каждой стойки ЧПУ оборудования всех цифровых параметров обработки деталей по конкретным сменно-суточным заданиям – полный контроль элементов времени полезной работы. И эта информация, в частности, позволила оценить эффективность некоторых управляющих программ – исключить обработку «по воздуху», а не по металлу. Собрав, таким образом, контролируемую информацию (из автоматически формируемых в системе отчетов) по структуре времени полезной работы и по времени остановов оборудования и использовав эту информацию для направленного систематического управления изменениями, можно добиться реального движения к достижению принятого целевого показателя (75% времени полезной работы оборудования) уже за несколько месяцев (рис. 3).
Очень важно постоянно накапливать в системе не только данные по всем контролируемым элементам потерь времени полезной работы каждой единицы оборудования, но и связывать с этими данными предпринятые организационные решения по снижению этих потерь. В системе «Навиман» такой формат данных содержится в виде «Матрицы потерь» (рис. 4 а). Этот важнейший цифровой документ содержит накопленные практические конкретные решения по снижению потерь производительности оборудования на предприятии. Проникая «одним кликом» на экране компьютера рабочего места менеджера производства вглубь ячейки «Матрицы потерь» (ячейки «модель станка – элемент потери времени»), можно наглядно анализировать фактические изменения значения данного элемента потерь времени в контролируемом периоде работы и оценить влияние конкретных организационных решений, обеспечивающих это снижение потерь времени (рис. 4, 5 а, б).
На этом этапе большое значение приобретают решения, формируемые созданной совместной проектной группой, в которую входят специалисты «Солвер» и предприятия. В «Матрицу потерь» попадают только отобранные Проектной группой решения. В дальнейшем, после завершения проекта, «Матрица потерь» должна стать основой создания технических регламентов минимизации потерь времени полезной работы технологического оборудования. Ее наполнение данными тоже является предметом отдельного регламента.
Система «Навиман» позволяет получать данные и формировать различные необходимые виды отчетов. Наиболее наглядный вид отчета ‒ «Фонд времени» ‒ приведен на рис. 6 а. Это отчет за май 2017 года для 93-х единиц оборудования, который показывает структуру фонда времени работы оборудования за заданный период:
Ф средний процент времени полезной работы оборудования (61% – зеленый цвет);
Ф средний процент потерь времени на организационные остановы (21% – красный цвет);
Ф средний процент затрат времени на технологическую (наладочную) подготовку оборудования (18% – желтый цвет).
В отчете на рис. 6 б «красные потери» детализированы по видам:
Ф регламентированные потери ‒ 40%;
Ф нерегламентированные – 40%;
Ф неопределенные – 20%.
На основе такого детализированного отчета становятся понятны направления организационных решений по снижению потерь: за счет устранения элементов нерегламентированных и неопределенных статей, которые, как видно, составляют больше половины общей величины «красных потерь». Таким образом, они могут быть сокращены с 21% (рис. 6 а) до 9%. Тогда «зеленое время» полезной работы возрастет на эти устраненные 12% потерь с 61 до 73%. Понятно, что не всегда удается полностью исключить нерегламентированные и неопределенные потери, но к этому необходимо, безусловно, стремиться.
Для удобства наглядного анализа может быть представлена реальная картина состояния оборудования в реальном времени на планировке цеха, где каждый станок окрашен в соответствующий цвет текущего состояния его загрузки с указанием процентов «зеленого-красного-желтого» за истекший заданный период (месяц, неделю, день).
В данном проекте основными действующими лицами стали начальники участков, начальники цехов, цеховые технологи. Начальник участка формирует в системе сменно-суточное задание для каждой единицы оборудования, назначает исполнителя задания (исполнитель автоматически «привязывается» к соответствующему станку), определяет приоритеты исполнения производственного задания и отправляет информацию по сети на планшеты «Навиман», которыми оборудовано каждое станочное рабочее место. Система управляет подачей управляющих программ на ЧПУ-стойки станков. На экран планшета может передаваться маршрутная и операционная технология, чертежи деталей, инструкции по технике безопасности и т.д. Обратная связь от оператора станка, кроме указанной выше информации об остановах, сигнализирует о сроках и объемах выполнения сменно-суточного задания. Появляется реальная возможность построить действенные интерфейсы «Навиман» с системой производственного планирования. Такая задача в настоящее время реализуется в НПО «Энергомаш» при внедрении отечественной системы управления ресурсами предприятия «Галактика».
За счет постоянного активного контроля работы оборудования и персонала в системе «Навиман», рост времени полезной работы 93-х наиболее ответственных единиц современного оборудования с ЧПУ в годовом исчислении достиг и поддерживается на уровне 40 200 ч (это рост с 44 до 70%). Конечно, это стало возможным только при постоянно действующем контроле производства в системе «Навиман» и правильном использовании новых принципов мотивации персонала всех уровней, работающего с этой системой.
В ситуации, когда появился столь существенный свободный ресурс производственной мощности, была поставлена задача его безусловного использования. Проектная группа проанализировала номенклатуру деталей, производимых на устаревших универсальных станках НПО «Энергомаш». Перевод техпроцессов с этого универсального оборудования на современные станки с ЧПУ привел к сокращению машинного времени обработки в разы – от двух до семи раз по разным группам деталей. Появилась возможность реального высвобождения из производственных циклов до 72 устаревших универсальных станков с дозагрузкой их производственной номенклатурой 67 имеющихся современных станков с ЧПУ (рис. 7).
При этом будет возможно сокращение непроизводительно работающего персонала в количестве 108 чел. (станочников-универсалов) и экономия по фонду заработной платы до 85 млн руб. в год.
Достигнутый уровень времени полезной работы в 70% от общего фонда обеспечен управляющими действиями по минимизации «красных» потерь на организационные остановы, однако это не исчерпывает все возможности роста «зеленого» времени. На следующем этапе проекта активируется новая функция системы «Навиман», не имеющая мировых аналогов. Эта функция адресно направлена на минимизацию затрат времени на технологическую настройку оборудования (наладки на каждую деталь и переналадки при смене номенклатуры деталей). В НПО «Энергомаш» в бюро труда и зарплаты (БТЗ), как и на других машиностроительных предприятиях, хранятся гигантские архивы «нормативов времени» на выполнение операций технологических процессов для всей огромной номенклатуры изделий. И если за время операций обработки деталей отвечают запрограммированные цифровые инструкции в компьютерной стойке станка, то за «желтое» время операций технологических настроек отвечают только руки и навыки оператора. Нормативы на время технологических настроек традиционно определяются хронометрическим фиксированием конечного времени этих ручных операций без возможности содержательного анализа его оптимальности.
Система «Навиман» предоставляет возможность получить видеоизображение (видеоряд) процесса переналадки для каждой детали номенклатуры в процессе ее изготовления – операторы станков оснащены видеорегистраторами, встроенными в обычные защитные очки безопасности. Полученный видеоконтент операций переналадки автоматически разбивается на дискретные шаги с визуальной информационной поддержкой и выделенным из контента реальным временем каждого шага. Таким образом, постепенно формируются цифровые инструкции для устойчивого выполнения любым оператором процесса переналадки на каждую номенклатурную позицию по всей производственной программе. По существу, это своеобразные «ЧПУ-программы действий», но не для станка, а для оператора. На рис. 8 приведена полученная цифровая инструкция для одной из деталей производственной номенклатуры. Понятно, что формирование таких цифровых инструкций необходимо организовать с привлечением наиболее квалифицированных, «эталонных» операторов-наладчиков. Это новый цифровой подход к нормированию операций. При таком современном цифровом подходе невозможно «слукавить» ‒ при назначении времени исполнения того или иного шага процесса переналадки видеорегистратор даст объективную визуализацию и время каждого действия, а попытка «слукавить» будет выявлена при контрольном анализе цифровой видеоинструкции шага (намеренное замедление будет очевидным на визуализации и будет скорректировано повторной видеорегистрацией).
При выполнении плановых сменно-суточных заданий, поддерживаемых созданными цифровыми инструкциями библиотеки системы «Навиман» (см. рис. 8), оператор пошагово следует им с фиксацией выполнения каждого шага путем нажатия сенсорной кнопки «Выполнено» на экране промышленного планшета рабочего места (рис. 9 а, б, в). При этом, работающий алгоритм «буфера опозданий» (по известной теории ограничений Элиаху Голдратта) покажет оператору на экране планшета степень ожидаемого на данном шаге превышения общего времени выполнения всей операции переналадки: зеленый буфер – превышение на финише будет 10%, желтый – на 20%, красный – на 30%. По этим сигналам оператор может контролировать свои действия во времени (скорость работы на каждом шаге) и стараться завершить текущий или корректирующий опоздание последующий шаг операции в зеленой зоне буфера опозданий, то есть в итоге не превысить установленный норматив времени выполнения всей операции переналадки (норматив «эталонного» оператора) больше, чем на 10%. Понятно, что желтый и красный цвета буфера опозданий на текущем шаге потребуют от оператора значительного ускорения при выполнении действий последующих шагов, с тем, чтобы выйти на зеленый цвет. Таким образом, система «Навиман» имеет общие черты с автомобильным навигатором, рекомендующим скорость движения для своевременного прибытия в финишный пункт назначения, и поэтому получила название навигационной системы управления производством.
По мере накопления таких цифровых инструкций в библиотеке «Навиман» по всей номенклатуре деталей появляется реальная возможность существенной минимизации времени на технологическую подготовку оборудования. В дальнейшем начальники участков и цехов, пользуясь визуализацией «буферов опозданий», смогут оперативно контролировать наладку и переналадку на рабочих местах в реальном времени, не допуская «красных» опозданий непосредственно в процессе выполнения работ (рис. 10), а сам оператор станка, воспользовавшись цифровой инструкцией в реальном времени, будет стабильно выполнять работу по переналадке в срок (оператору можно дать возможность изучить эти инструкции заранее – в процессе обучения).
За счет данного функционала системы «Навиман» время полезной работы оборудования на следующем этапе проекта может быть дополнительно увеличено на 20%: с уже достигнутых 70 до 90%, что будет соответствовать мировому уровню производительности труда. Кроме того, достигаемая цифровизация работы как оборудования (подготовка ЧПУ-программ в PLM-системах), так и оператора (пошаговые визуальные инструкции переналадки) позволяет повысить достоверность и исполняемость внедряемых на НПО «Энергомаш» информационных технологий производственного планирования в ERP «Галактика», а создаваемая цифровая эко-система предприятия становится действительно интегрированной.
ВЫВОДЫ
При разработке систем мониторинга состояния технологического оборудования следует делать акцент не только на аппаратной природе этих решений с пассивной иллюстрацией характеристик состояний (по этому пути идут конкуренты системы «Навиман»). Необходимо расширить функции мониторинга в направлении возможности активного управления изменениями бизнес-процессов на предприятии для целенаправленного достижения роста производительности труда.
Мониторинг состояний оборудования не позволяет в полной мере обеспечить решения по увеличению времени его полезной работы. Необходимо включить в периметр мониторинга действия оператора и снабдить его современной цифровой поддержкой исполнения ручных операций переналадки с контролем выполнения им установленных нормативов по времени работы.
Практики инженерно-консалтинговой компании «Солвер» в оптимизации машиностроительных производств дополнены системой «Навиман», как эффективным инструментом управления производственными процессами в режиме реального времени.
Внедрение системы «Навиман» в НПО «Энергомаш» позволило в течение первого года ее работы увеличить время полезной работы оборудования с 44 до 70% от общего фонда. При этом возможен дальнейший рост времени полезной работы до 90% за счет использования функционала системы по навигационной цифровой поддержке работы операторов.
БИРБРАЕР Радислав –
доктор технических наук, генеральный конструктор инженерноконсалтинговой компании «Солвер»
КУРЛОВ Дмитрий –
руководитель департамента «Системы навигационного управления производством» инженерноконсалтинговой компании «Солвер»
ХАЗИЕВ Марат –
заместитель руководителя департамента «Системы навигационного управления производством» инженерноконсалтинговой компании «Солвер»
Производство в машиностроении – очень сложная и консервативная система отношений технологического оборудования и людей, которую улучшить совсем непросто, а испортить ‒ легко. Нужны выверенные процедуры таких улучшений. Исторически компания «Солвер» ориентирована на оптимизацию производственных систем машиностроительных предприятий: хорошо известна ее методология «Три проекта», подробно описанная в популярной книге «Основы инженерного консалтинга». Разработанная в «Солвер» система навигационного управления производством «Навиман» (от «Naviman» – NAVIgation for MANufacturing) – это, по существу, новое цифровое предложение в русле известной методологии для повышения эффективности производства.
Компания «Солвер» в августе 2016 года приступила к реализации масштабного проекта по оснащению системой «Навиман» ведущих отечественных предприятий-производителей ракетных двигателей для освоения космоса, входящих в интегрированную структуру АО «НПО Энергомаш» (г. Химки).
После установки «Навиман» на 120-ти единицах технологического оборудования, первые результаты цифрового мониторинга показали, что в среднем время полезной работы «со снятием стружки» составляет не более 40% от общего фонда. Все остальное время (60%!) занимали остановки оборудования по различным организационным и технологическим причинам. Основным целевым показателем проекта был установлен уровень времени полезной работы оборудования в 75%, характерный для большинства эффективных производств. Решение этой задачи на старте казалось нереализуемым, так как находились «веские аргументы» менеджеров предприятий в поддержание сложившихся производственных практик. И здесь трудно переоценить роль первых лиц предприятий, как правило, только при их активном участии можно добиться положительной динамики в достижении установленного целевого показателя.
Первые признаки положительной динамики проявились спустя месяц (обычный срок для получения первого эффекта), в течение которого операторы станков начали регулярно в автоматизированном режиме фиксировать на специальных промышленных планшетах, удобно закрепленных на станках, причины организационных остановов оборудования по трем видам потерь времени: «Регламентированные», «Нерегламентированные» и «Неопределенные» (рис. 1 а, в, г). При этом, начальник каждого цеха анализировал элементы данных видов потерь времени на сводном экране состояний (рис. 1б) и давал свои конкретные предложения по их возможному сокращению. Данные предложения регулярно обсуждались на Управляющих советах проекта с активным участием директоров предприятий.
Наилучшие решения закреплялись регламентами, исполнение которых исключало, например, такой вид потерь времени полезной работы, как многочасовой прогрев шпинделя станка или неоправданно длительную настройку инструмента. А чего стоили «неожиданно» обнаруженные запасы полезного времени, возникающие из-за сокращения «привычного» времени на уборку стружки и т.д.
В системе «Навиман» настроено меню для указания оператором видов потерь, характерных для большинства российских предприятий, но в нем можно отразить и индивидуальные особенности для конкретного цеха или конкретного станка. При этом, нельзя увлекаться неконтролируемым расширением этого меню. Практика показала, что здесь отлично действует принцип Парето – акцент на 20% от общего количества элементов потерь дает 80% результата по общему сокращению времени организационных простоев оборудования (рис. 2).
Параллельно в автоматическом режиме шло считывание с каждой стойки ЧПУ оборудования всех цифровых параметров обработки деталей по конкретным сменно-суточным заданиям – полный контроль элементов времени полезной работы. И эта информация, в частности, позволила оценить эффективность некоторых управляющих программ – исключить обработку «по воздуху», а не по металлу. Собрав, таким образом, контролируемую информацию (из автоматически формируемых в системе отчетов) по структуре времени полезной работы и по времени остановов оборудования и использовав эту информацию для направленного систематического управления изменениями, можно добиться реального движения к достижению принятого целевого показателя (75% времени полезной работы оборудования) уже за несколько месяцев (рис. 3).
Очень важно постоянно накапливать в системе не только данные по всем контролируемым элементам потерь времени полезной работы каждой единицы оборудования, но и связывать с этими данными предпринятые организационные решения по снижению этих потерь. В системе «Навиман» такой формат данных содержится в виде «Матрицы потерь» (рис. 4 а). Этот важнейший цифровой документ содержит накопленные практические конкретные решения по снижению потерь производительности оборудования на предприятии. Проникая «одним кликом» на экране компьютера рабочего места менеджера производства вглубь ячейки «Матрицы потерь» (ячейки «модель станка – элемент потери времени»), можно наглядно анализировать фактические изменения значения данного элемента потерь времени в контролируемом периоде работы и оценить влияние конкретных организационных решений, обеспечивающих это снижение потерь времени (рис. 4, 5 а, б).
На этом этапе большое значение приобретают решения, формируемые созданной совместной проектной группой, в которую входят специалисты «Солвер» и предприятия. В «Матрицу потерь» попадают только отобранные Проектной группой решения. В дальнейшем, после завершения проекта, «Матрица потерь» должна стать основой создания технических регламентов минимизации потерь времени полезной работы технологического оборудования. Ее наполнение данными тоже является предметом отдельного регламента.
Система «Навиман» позволяет получать данные и формировать различные необходимые виды отчетов. Наиболее наглядный вид отчета ‒ «Фонд времени» ‒ приведен на рис. 6 а. Это отчет за май 2017 года для 93-х единиц оборудования, который показывает структуру фонда времени работы оборудования за заданный период:
Ф средний процент времени полезной работы оборудования (61% – зеленый цвет);
Ф средний процент потерь времени на организационные остановы (21% – красный цвет);
Ф средний процент затрат времени на технологическую (наладочную) подготовку оборудования (18% – желтый цвет).
В отчете на рис. 6 б «красные потери» детализированы по видам:
Ф регламентированные потери ‒ 40%;
Ф нерегламентированные – 40%;
Ф неопределенные – 20%.
На основе такого детализированного отчета становятся понятны направления организационных решений по снижению потерь: за счет устранения элементов нерегламентированных и неопределенных статей, которые, как видно, составляют больше половины общей величины «красных потерь». Таким образом, они могут быть сокращены с 21% (рис. 6 а) до 9%. Тогда «зеленое время» полезной работы возрастет на эти устраненные 12% потерь с 61 до 73%. Понятно, что не всегда удается полностью исключить нерегламентированные и неопределенные потери, но к этому необходимо, безусловно, стремиться.
Для удобства наглядного анализа может быть представлена реальная картина состояния оборудования в реальном времени на планировке цеха, где каждый станок окрашен в соответствующий цвет текущего состояния его загрузки с указанием процентов «зеленого-красного-желтого» за истекший заданный период (месяц, неделю, день).
В данном проекте основными действующими лицами стали начальники участков, начальники цехов, цеховые технологи. Начальник участка формирует в системе сменно-суточное задание для каждой единицы оборудования, назначает исполнителя задания (исполнитель автоматически «привязывается» к соответствующему станку), определяет приоритеты исполнения производственного задания и отправляет информацию по сети на планшеты «Навиман», которыми оборудовано каждое станочное рабочее место. Система управляет подачей управляющих программ на ЧПУ-стойки станков. На экран планшета может передаваться маршрутная и операционная технология, чертежи деталей, инструкции по технике безопасности и т.д. Обратная связь от оператора станка, кроме указанной выше информации об остановах, сигнализирует о сроках и объемах выполнения сменно-суточного задания. Появляется реальная возможность построить действенные интерфейсы «Навиман» с системой производственного планирования. Такая задача в настоящее время реализуется в НПО «Энергомаш» при внедрении отечественной системы управления ресурсами предприятия «Галактика».
За счет постоянного активного контроля работы оборудования и персонала в системе «Навиман», рост времени полезной работы 93-х наиболее ответственных единиц современного оборудования с ЧПУ в годовом исчислении достиг и поддерживается на уровне 40 200 ч (это рост с 44 до 70%). Конечно, это стало возможным только при постоянно действующем контроле производства в системе «Навиман» и правильном использовании новых принципов мотивации персонала всех уровней, работающего с этой системой.
В ситуации, когда появился столь существенный свободный ресурс производственной мощности, была поставлена задача его безусловного использования. Проектная группа проанализировала номенклатуру деталей, производимых на устаревших универсальных станках НПО «Энергомаш». Перевод техпроцессов с этого универсального оборудования на современные станки с ЧПУ привел к сокращению машинного времени обработки в разы – от двух до семи раз по разным группам деталей. Появилась возможность реального высвобождения из производственных циклов до 72 устаревших универсальных станков с дозагрузкой их производственной номенклатурой 67 имеющихся современных станков с ЧПУ (рис. 7).
При этом будет возможно сокращение непроизводительно работающего персонала в количестве 108 чел. (станочников-универсалов) и экономия по фонду заработной платы до 85 млн руб. в год.
Достигнутый уровень времени полезной работы в 70% от общего фонда обеспечен управляющими действиями по минимизации «красных» потерь на организационные остановы, однако это не исчерпывает все возможности роста «зеленого» времени. На следующем этапе проекта активируется новая функция системы «Навиман», не имеющая мировых аналогов. Эта функция адресно направлена на минимизацию затрат времени на технологическую настройку оборудования (наладки на каждую деталь и переналадки при смене номенклатуры деталей). В НПО «Энергомаш» в бюро труда и зарплаты (БТЗ), как и на других машиностроительных предприятиях, хранятся гигантские архивы «нормативов времени» на выполнение операций технологических процессов для всей огромной номенклатуры изделий. И если за время операций обработки деталей отвечают запрограммированные цифровые инструкции в компьютерной стойке станка, то за «желтое» время операций технологических настроек отвечают только руки и навыки оператора. Нормативы на время технологических настроек традиционно определяются хронометрическим фиксированием конечного времени этих ручных операций без возможности содержательного анализа его оптимальности.
Система «Навиман» предоставляет возможность получить видеоизображение (видеоряд) процесса переналадки для каждой детали номенклатуры в процессе ее изготовления – операторы станков оснащены видеорегистраторами, встроенными в обычные защитные очки безопасности. Полученный видеоконтент операций переналадки автоматически разбивается на дискретные шаги с визуальной информационной поддержкой и выделенным из контента реальным временем каждого шага. Таким образом, постепенно формируются цифровые инструкции для устойчивого выполнения любым оператором процесса переналадки на каждую номенклатурную позицию по всей производственной программе. По существу, это своеобразные «ЧПУ-программы действий», но не для станка, а для оператора. На рис. 8 приведена полученная цифровая инструкция для одной из деталей производственной номенклатуры. Понятно, что формирование таких цифровых инструкций необходимо организовать с привлечением наиболее квалифицированных, «эталонных» операторов-наладчиков. Это новый цифровой подход к нормированию операций. При таком современном цифровом подходе невозможно «слукавить» ‒ при назначении времени исполнения того или иного шага процесса переналадки видеорегистратор даст объективную визуализацию и время каждого действия, а попытка «слукавить» будет выявлена при контрольном анализе цифровой видеоинструкции шага (намеренное замедление будет очевидным на визуализации и будет скорректировано повторной видеорегистрацией).
При выполнении плановых сменно-суточных заданий, поддерживаемых созданными цифровыми инструкциями библиотеки системы «Навиман» (см. рис. 8), оператор пошагово следует им с фиксацией выполнения каждого шага путем нажатия сенсорной кнопки «Выполнено» на экране промышленного планшета рабочего места (рис. 9 а, б, в). При этом, работающий алгоритм «буфера опозданий» (по известной теории ограничений Элиаху Голдратта) покажет оператору на экране планшета степень ожидаемого на данном шаге превышения общего времени выполнения всей операции переналадки: зеленый буфер – превышение на финише будет 10%, желтый – на 20%, красный – на 30%. По этим сигналам оператор может контролировать свои действия во времени (скорость работы на каждом шаге) и стараться завершить текущий или корректирующий опоздание последующий шаг операции в зеленой зоне буфера опозданий, то есть в итоге не превысить установленный норматив времени выполнения всей операции переналадки (норматив «эталонного» оператора) больше, чем на 10%. Понятно, что желтый и красный цвета буфера опозданий на текущем шаге потребуют от оператора значительного ускорения при выполнении действий последующих шагов, с тем, чтобы выйти на зеленый цвет. Таким образом, система «Навиман» имеет общие черты с автомобильным навигатором, рекомендующим скорость движения для своевременного прибытия в финишный пункт назначения, и поэтому получила название навигационной системы управления производством.
По мере накопления таких цифровых инструкций в библиотеке «Навиман» по всей номенклатуре деталей появляется реальная возможность существенной минимизации времени на технологическую подготовку оборудования. В дальнейшем начальники участков и цехов, пользуясь визуализацией «буферов опозданий», смогут оперативно контролировать наладку и переналадку на рабочих местах в реальном времени, не допуская «красных» опозданий непосредственно в процессе выполнения работ (рис. 10), а сам оператор станка, воспользовавшись цифровой инструкцией в реальном времени, будет стабильно выполнять работу по переналадке в срок (оператору можно дать возможность изучить эти инструкции заранее – в процессе обучения).
За счет данного функционала системы «Навиман» время полезной работы оборудования на следующем этапе проекта может быть дополнительно увеличено на 20%: с уже достигнутых 70 до 90%, что будет соответствовать мировому уровню производительности труда. Кроме того, достигаемая цифровизация работы как оборудования (подготовка ЧПУ-программ в PLM-системах), так и оператора (пошаговые визуальные инструкции переналадки) позволяет повысить достоверность и исполняемость внедряемых на НПО «Энергомаш» информационных технологий производственного планирования в ERP «Галактика», а создаваемая цифровая эко-система предприятия становится действительно интегрированной.
ВЫВОДЫ
При разработке систем мониторинга состояния технологического оборудования следует делать акцент не только на аппаратной природе этих решений с пассивной иллюстрацией характеристик состояний (по этому пути идут конкуренты системы «Навиман»). Необходимо расширить функции мониторинга в направлении возможности активного управления изменениями бизнес-процессов на предприятии для целенаправленного достижения роста производительности труда.
Мониторинг состояний оборудования не позволяет в полной мере обеспечить решения по увеличению времени его полезной работы. Необходимо включить в периметр мониторинга действия оператора и снабдить его современной цифровой поддержкой исполнения ручных операций переналадки с контролем выполнения им установленных нормативов по времени работы.
Практики инженерно-консалтинговой компании «Солвер» в оптимизации машиностроительных производств дополнены системой «Навиман», как эффективным инструментом управления производственными процессами в режиме реального времени.
Внедрение системы «Навиман» в НПО «Энергомаш» позволило в течение первого года ее работы увеличить время полезной работы оборудования с 44 до 70% от общего фонда. При этом возможен дальнейший рост времени полезной работы до 90% за счет использования функционала системы по навигационной цифровой поддержке работы операторов.
БИРБРАЕР Радислав –
доктор технических наук, генеральный конструктор инженерноконсалтинговой компании «Солвер»
КУРЛОВ Дмитрий –
руководитель департамента «Системы навигационного управления производством» инженерноконсалтинговой компании «Солвер»
ХАЗИЕВ Марат –
заместитель руководителя департамента «Системы навигационного управления производством» инженерноконсалтинговой компании «Солвер»
Отзывы читателей
