Цифровая трансформация производственного предприятия

Романов Максим
экс-директор департамента автоматизации
технологических процессов ПАО АрселорМиттал Кривой Рог
директор по развитию ассоциации предприятий
промышленной автоматизации Украины

 

         

          Общим трендом в развитии как отдельных производственных предприятий, так и государств, в целом в мире на сегодня является “Четвертая индустриальная революция”.  Так в Германии существует государственная программа “Индустрия 4.0”, в США инициативы в этой области объединяет “Industrial Internet Consortium”. В Украине создано национальное движение “Индустрия 4.0 в Украине”. Переход предприятия к цифровой экономике, адаптация к миру где взаимодействуют кибер-физические системы уже не есть только вопрос повышения эффективности – но во многом – необходимость. Процесс перехода – цифровая трансформация предприятия – это не только программа проектов по автоматизации бизнес процессов и технологии. В силу высокой степени автоматизации, наличия и доступности цифровых технологий и систем,  трансформации подвержены не только и не столько процессы – сколько основные продукты компаний.

 

          Таким образом разговор о “Стратегии цифровизации” и продуктовой стратегии предприятия – как о отдельных независимых направлениях (документах, процессах) – признак недостаточной степени готовности предприятия, неполного понимания всех аспектов движения 4.0. Предложение “цифровых” продуктов сегодня становится необходимым условием эффективного взаимодействия с партнерами. Причем наиболее выразительно этот момент проявляется у предприятий которые следуют стратегии контроля затрат – предлагая рынку массовые продукты. Рыночные ниши для условно говоря “простых” в производстве продуктов, рассчитанных на массовое потребление, с низкой себестоимостью – стремительно сужаются. Примером может служить сегмент “металлургии для машиностроения” – явно просматривается смещение спроса от “тонн металлопроката с низкой стоимостью” к “высокотехнологичным продуктам с сопутствующими цифровыми сервисами”.  Для предприятий, выбравших фокусирование как основную продуктовую  стратегию,  основными драйверами цифровизации продуктов служат повышение эффективности процессов адаптации предложения под конкретного клиента, предложение клиенту добавленной ценности за счет цифровой составляющей продукта, снижение затрат на интеграцию продукта в процессы клиента. Можно привести ряд примеров из симметричного сегмента “машиностроение для металлургии” – как то цифровизация инженерно-конструкторских  задач; комплектация оборудования цифровыми системами учета, диагностики; обеспечение предлагаемого решения встроенными системами, совместимыми с принятыми на стороне клиента; обеспечение цифровыми сервисами сопутствующих процессов.  Для предприятий, которые придерживаются политики дифференциации своих продуктов набор инициатив по цифровизации направлен на усиление конкурентных преимуществ продукта, его качества.

 

          Продуктовая стратегия определяет драйверы ценности, которые в свою очередь ограничивают и диктуют набор технологий. Процесс формирования портфеля проектов по цифровой трансформации – во многом классический:  те же показатели, те же способы достижения эффективности.  Отличие на мой взгляд состоит во-первых в доступности больших объемов данных для анализа – что позволяет выявлять и оценивать влияние факторов, которые ранее не поддавались прямым методам измерения. Во-вторых – появление новых экономических моделей и подходов, таких как венчурное финансирование, энерго-сервисные контракты, различные грантовые программы технологического развития и поддержки. Эти инструменты оказывают существенное влияние как на процессы обоснования, так и на источники обеспечения финансированием программ.  Как результат следует отметить факт, что сегодня две, среди наиболее распространённых, причины отказа от реализации проектов – “не виден эффект” или “нет средств” – выглядят скорее как чья-то недоработка, чем как объективная оценка ситуации. “Недостаточно знаний и мотивации” – гораздо более честный ответ о причинах медленной цифровой трансформации.

 

          Предложение новых цифровых или цифровизированных продуктов и сервисов, хоть и формирует основу цифровой стратегии предприятия, однако не единственное направление проектов типичной дорожной карты цифровой трансформации. Вторым, не менее значимым, является цифровая трансформация активов, оборудования в производственном процессе. Ну и конечно  цифровизация всех основных бизнес-процессов компании является необходимым компонентом для полной картины. Имеются ввиду не инициативы в области внедрения ERP систем (классический проект на стадии развития 3.0) – а реализация концепции Connected Enterprise – создание цифровых каналов взаимодействия, цифровизация процессов работы с основными поставщиками, подрядчиками и другими контрагентами предприятия. Эти три направления охватывают перечень проектов и программ, но также необходимо не забывать о двух аспектах этих программ – это применение новых экономических моделей и наличие соответствующим образом подготовленного персонала.

 

          Процессы кастомизации предложения, разработки новых видов продукции – цифровизация всех этапов жизненного цикла продуктов направлена на повышение эффективности взаимодействия с клиентами. Примером решений в этой области могут служить процессы в металлургическом комплексе Voestalpine в Линце, Австрия. В рамках одной территории сосредоточены как сталеплавильные мощности и станы листового проката, так и прессовочные мощности подразделения, обслуживающего автомобильную промышленность. Заявки от автомобильных заводов поступают в цифровой форме,  под них формируется техпроцесс, адаптируются производственные графики, выдаются задания на подготовку инструмента и т.п. Второй похожий пример – цех сортового проката в Катовице, Польша.  Благодаря полной автоматизации прокатного стана, “умным клетям” и другим цифровым технологиям происходит автоматическая адаптация режима работы к  новым требованиям заказа. Казалось бы классическая интеграция систем ERP, MES, CAD – ничего революционно нового. Но во-первых  результат внедрения изменил существенно сам процесс – нет традиционного освоения нового вида продукции – с его инженерной подготовкой, опытными партиями, затратами на эти этапы. Все происходит в виртуально-цифровом пространстве. По словам директора прокатного предприятия в Польше – необходимые параметры качества достигаются на середине первой заготовки, что для украинских прокатных мощностей недостижимо даже для серийного производства уже освоенной продукции. Во-вторых  – акценты ценности смещены с самих систем ERP, MES, CAD – на их интеграцию и взаимодействие. Технологическое отличие решений 4.0 от 3.0  на мой взгляд  заключается именно в этом – эффективность достигается не за счет внедрения “единой системы управления” и централизации принятия решений в ней на цифровой основе,  а за счет организации взаимодействия систем.  Математически алгоритмы оптимизации те-же, источники экономической эффективности такие же как и в решениях 3.0 – но реализация с помощью сервис-ориентированных архитектур в распределённой среде позволяет добиваться большего возврата на инвестиции от организации взаимодействия систем, чем от их унификации и централизации принятия решений. Последнее не всегда бывает возможно по организационным причинам.  Резюмируя, можно сформировать отличительную особенность решений 4.0 – “Эффективность от взаимодействия”.  Именно эта фраза часто является отправной точкой для оценки готовности/соответствия предприятия или продукта уровню 4.0. Способность взаимодействовать с другими участниками системы – быстро интегрироваться в … или адаптироваться под … (изменяющееся окружение),  открытость к такого рода взаимодействиям становятся существенными факторами конкурентоспособности продукта или предприятия.  По этой причине одной из ключевых тем при продвижении технологий 4.0 является тема стандартов взаимодействия и коммуникаций. Поддержка того или иного стандарта делает продукт, услугу, систему, предприятие открытым к взаимодействию для других участников. Последнее является не только источником эффективности но и порой новым предложением ценности на рынке.

 

          Аналогичная ситуация наблюдается и в области управления активами предприятия – каждый ОЕМ производитель, интегратор, да и любой подрядчик в рамках ремонтной или инвестиционной деятельности, добавляет  к существующим активам не только прямую оговоренную ценность в рамках контракта, но и свою компетенцию в предметной области причем, последнее время всё чаще, в цифровой форме – в виде цифровой инженерной документации, встроенных в оборудование систем автоматизации технологического процесса, встроенных систем мониторинга, диагностики; систем обеспечения безопасности.  Таким образом предприятие оказывается в ситуации когда любая, даже малая модернизация, не говоря о больших капремонтах или инвестиционных проектах приводит к необходимости реализации  проекта по интеграции нового оборудования в систему ЕАМ. Нет возможности не выполнять эту работу – т.к. ЕАМ как правило является частью ERP системы и неполное отражение параметров нового оборудования в системе приведет к его фактической остановке. Решение этой задачи своими силами недешево, требует участия высококвалифицированных специалистов, знания специфики оборудования и технологии. Часто возникает ситуация когда полный функционал оборудования и встроенных систем не используется – а утилизируется конфигурация минимально соответствующая требованиям. Передача этого объема работ поставщику оборудования или третьей стороне  никак не повышает эффективность его реализации, и не приводит к снижению затрат.  В силу этих обстоятельств решения из областей, например, таких как Predictive Maintenance, Virtual Commissioning, Machine2Machine Interaction воспринимаются со смесью энтузиазма и разочарования. С одной стороны очевидна выгода и практическая полезность технологии в действии, с другой стороны очевидна их практическая невозможность применения на заданном производственном контексте. На этом примере наиболее явно видны преимущества технологий 4.0 – выходом служит приведение ЕАМ системы в соответствие ряду стандартов обмена данными, с последующим требованием их соблюдения всеми поставщиками оборудования. Затраты на интеграцию вместо многоразовых при каждой инсталляции становятся одномоментными – при разработки нового вида продукта – оборудования или системы.  Конечный заказчик заведомо уверен в отсутствии дополнительных затрат на интеграцию, что позволяет организовывать более гибкие технологические процессы и вести более эффективную инвестиционную деятельность. На этом примере мы видим как переплетаются стратегия цифровой трансформации и техническая политика предприятия (политика в области оборудования).

 

          Третьим направлением цифровой трансформации является переход к концепции Connected Enterprise. Действительно объединяя информационные системы своего предприятия с системами контрагентов, по которым количество транзакций максимально, можно добиться повышения эффективности не только за счет снижения затрат, но и за счет гибкости и оперативности. В этой области явно видны эффекты от своевременного поступления информации, позволяющего грамотное планирование. Интеграция с Укрзализницей тому хороший пример. Практически все современные системы ERP поддерживают стандарты интеграции принятые в этой области. Соответственно, в этом направлении  основным препятствием является готовность контрагента к взаимодействию  в цифровом формате. Этот аспект содержит в себе два слагаемых, это внутренний уровень цифровой зрелости контрагента и вопрос доверия между партнерами.  Вопрос доверия во многом нивелируется применением технологий на базе Blockchain – Smart Contracts.

 

          Познакомившись с возможностями и определив цели и приоритеты  по каждому из направлений можно приступать к оценке применимости технологий 4.0 к процессам конкретного производственного предприятия. Например в последние месяцы активно популяризируется концепция Digital Twins – цифровые двойники продуктов и сервисов. Её применение возможно практически во всех направлениях – от цифровизации процессов разработки новых видов продукции и далее в процессе производства – формирование электронного паспорта продукта; применение Digital Twins в процессах EAM; использование открытых форматов для создания цифровых двойников и обмена информацией с клиентами, поставщиками.  Также стоит отметить отдельное от энергоэффективности направление интегрированной энергетики. Под этим концепцией обычно предлагают технологии 4.0 в области энергетики – с “эффектом от взаимодействия”.  Концепция Cobots – Collaborative Robots – технологии обеспечения безопасного и эффективного взаимодействия человека и машин – ответ на переживания о полной автоматизации ручного труда.

 

          Одним из мифов или стереотипов эпохи 3.0 является тезис о невозможности интеграции и высоких затратах на неё. Устоявшимися негативными мемами в практике являются такие как “Зоопарк оборудования”, “Зоопарк программного обеспечения”, “Лоскутная автоматизация”  и т.п.  Напротив – мемы “единая система”, “унификация оборудования” воспринимаются как позитивные, несмотря на очевидные риски зависимости от одного производителя или подрядчика. Решения класса 4.0 обычно разрабатываются с требованиями по открытости взаимодействия и совместимости со стандартами индустрии. В этой ситуации разговор о затратах на интеграцию и попытки обосновать унификацию оборудования техническими причинами – во многом воспринимается как несоответствие предлагаемого решения требованиям.

 

          В такой же приблизительно ситуации находится концепция иерархической архитектуры сетей. Речь идет не только о информационных сетях, но и о сетях систем АСУТП, в некоторых случаях и о электросетях. Реальные условия ведения бизнеса диктуют не просто пересечение, но переплетение иерархий различных юрлиц и их систем.  Соответственно идет речь о “сетевых архитектурах”, “шинах данных предприятия”, “интернете вещей” и сервис ориентированных решениях. В этих условиях логично возникают вопросы обеспечения безопасности.  Технологии её обеспечения существуют и достаточно развиты в том числе и для сетей АСУТП, однако их применение сталкивается с одной стороны с недостатком  квалификации в силу их новизны на рынке, с другой с некоторыми противоречиями при имплементации с “предыдущим опытом”.

 

          Сегодня говорят о четвертой индустриальной революции, именно как о новой революционной модели в том числе и экономических отношений. Это экономика сервисов, широкого использования схем аутсорсинга. Например в направлении эксплуатации оборудования возможна схема когда эксплуатация интеллектуальных систем ложится на плечи производителя оборудования, предприятие – конечный заказчик получает только результаты работы систем диагностики, мониторинга и безопасности.  Назвать подобного рода модель взаимодействия можно как “Diagnostic As Service” – по аналогии с распространёнными сегодня в ИТ услугами PaaS, SaaS, IaaS. Предложение такого рода услуг сегодня присутствует со стороны крупных вендоров систем АСУТП – Siemens, Schneider Elecrtric, GE. В идеальном случае эта модель превращается в модель “Product As Service” – когда клиенту предлагается результат работы системы, а все вопросы эксплуатации и технического обслуживания берет на себя поставщик. Примером такого подхода является предложение со стороны немецкого поставщика компрессорного оборудования Kaeser Kompressoren – услуга Sigma Air по которой имеете возможность приобрести кубометры сжатого воздуха в необходимом вам месте по заранее согласованному графику. Мониторинг и диагностика, управление работой компрессора происходит удаленно в “облаке” – в штаб квартире компании в Германии. Периодически инженер компании проводит ТО, организован ServiceDesk устраняющий инциденты в работе оборудования и обеспечивающий взаимодействие с клиентом. Данный пример – классика применения цифровых технологий и изменения бизнес модели в компании.  Другими подобными примерами является продажа “Часов работы двигателя” от Rolls-Royse и “километров пробега” от Michelin.

 

          Последним по порядку – но пожалуй первым по важности является вопрос доступности персонала необходимой квалификации как для реализации программы цифровой трансформации, так и для последующей операционной деятельности в условиях цифрового окружения. В сегодняшних реалиях просто нанять необходимый персонал практически невозможно, поэтому многие компании идут по пути самостоятельной его подготовки. Процесс подготовки также претерпел изменения – в первую очередь в области управления контентом и оценки. Примеров онлайн-курсов, тестов, симуляторов на сегодня достаточно. Цифровое управление компетенциями и планирование обучения не так распространено в готовых решениях – но активно обсуждается на уровне концепций и форматов.  Таким образом с вопросом “как будет организовано обучение 4.0” все в общих чертах ожидаемо и понятно. Гораздо сложнее вопрос “чему необходимо обучать” в эпоху 4.0, особенно в области Soft Skills – учитывая что диджитализация касается не только бизнеса, но активно внедряется во всех сферах жизни, изменяя социальные установки и правила. Комплексное видение каким должно быть будущее общество, было представлено в программе Society 5.0 – анаонсированной Японией в 2016 году и активно представленой на CeBIT 2017.

Editor
Нет Комментариев

Коментувати

Коментар
ім’я
Email
Web-cайт:

Підпишіться на новини руху 4.0