Возможности сервиса. Программа «Повышение эффективности сборочных линий». Часть 2

Сервисная программа называется «Повышение эффективности производства» и, разумеется, повышение эффективности является ее основной целью. Программа включает целый ряд услуг и видов обслуживания, как разовых, так и оказываемых в несколько этапов, и призвана помочь любому предприятию электроники повысить производственную эффективность. Программа является модульной, это значит, что в зависимости от целей и потребностей применяется комплекс только необходимых мер, заказчик может выбирать из набора услуг любые, нужные ему.

Методология программы

Методологию программы можно выразить словами: «измерить, чтобы понять; понять, чтобы управлять».

1. Базовый элемент программы — измерение показателей работы производства. Необходимо, чтобы непрерывно проводился мониторинг, велась запись данных о работе оборудования и процессах. Этот элемент работает на основе программно-аппаратных средств, внедряемых на предприятии. По исследованиям консалтинговой компании McKinsey1, до 99 % доступной производственной информации теряется и не используется при принятии решений. Однако анализ этой информации может дать ключ к пониманию причин неэффективного использования оборудования и повышению производительности и экономичности производства.
2. Обследование производства. Аудит производства позволяет качественно дополнить собираемые цифровые данные, расширить понимание процессов, сделать отпечаток «как есть» с производства. Кроме того, в рамках этого этапа совместно с руководством предприятия окончательно выявляются цели сервисной программы и «узкие места», т. е. проблемные области, требующие приоритетной оптимизации.
3. Собираемые данные анализируются (часть из них — автоматически), и в результате анализа определяются необходимые мероприятия для повышения эффективности.
4. Внедрение разработанных мер также занимает определенное время, после чего очень важно продолжать мониторинг данных, чтоб понимать динамику и контролировать изменения показателей.
5. Повышение эффективности — это не скачкообразный процесс, важно, чтобы он протекал плавно, планово и управляемо. Кроме того, по данной программе возможно повышение эффективности производства за несколько циклов.

Этапы программы

ЭТАП 1. СОЗДАНИЕ ЦИФРОВОЙ МОДЕЛИ ПРОИЗВОДСТВА

Используя возможности программно-аппаратного комплекса собственной разработки Остек-СМТ «Синтиз» («Система интеллектуальных измерений») и локализованной системы мониторинга производственных процессов СМАРТ-Мониторинг (о системе мы рассказывали в журналах «Вектор высоких технологий № 1(6) 2014, № 4(9) 2014 и № 8(13) 2014) можно оцифровать практически все процессы, связанные с производством. Описание систем выходит за рамки настоящей статьи, приведем лишь их характеристики и рассмотрим выгоды от их внедрения.

Программно-аппаратный учетный комплекс «Синтиз» — это уникальный продукт, контролирующий потребление энергии (не только электричества, но и при необходимости других ресурсов: сжатого воздуха, тепла и т. д.). Его основная особенность заключается в частоте и точности измерений — мониторинг энергопотребления 24/7 с частотой измерений до 1 Гц. Подобная частота дает возможность с невероятной точностью измерять режимы энергопотребления, на их основе создавать паттерны энергопотребления любого производственного оборудования. Это позволяет точно нормировать производство, понимать такт и ритм работы производственных линий, время переходов между операциями и т. д. Оборудование способно регистрировать малейшие потери и отклонения, а программное обеспечение — визуализировать циклограммы, на которых видны все режимы работы, включая холостой ход, брак, отсутствие оператора. Это, в свою очередь, поможет четко определить потери на непроизводительное время, а также усилить контроль энергопотребления.

Основные функции ПАК «Синтиз»:

• объективный аппаратный контроль эффективности производства 24/7;
• количественное измерение эффекта от технических мероприятий;
• борьба с нецелевым использованием ресурсов;
• нормирование выпуска изделий;
• профилактика отказов оборудования и брака из-за низкого качества электропитания;
• недопущение превышения установленной мощности;
• контроль технологической дисциплины.

На сборочно-монтажном производстве при использовании ПАК «Синтиз» можно повысить финансовые показатели за счет обозначенных результатов.

СМАРТ-Мониторинг является составной частью MES-системы СМАРТ от Остек-СМТ. Сегодня системы управления производственными процессами все чаще внедряются на предприятиях, они призваны упорядочить производственные процессы согласно выбранным и настраиваемым показателям эффективности.

Функции СМАРТ-Мониторинга:

• полная прослеживаемость работы линии: сбор данных в реальном времени и вывод их на консоль;
• настройка режимов работы линии и каждой единицы оборудования;
• настройка мультилинейных показателей эффективности производства;
• актуальная система представления информации о режимах работы линий;
• уменьшение количества брака за счет отработки ошибок и мониторинга отказов;
• выравнивание производственного цикла и анализ узких мест в производственных процессах;
• автоматическая корректировка производственного плана в случае непредвиденных ситуаций;
• оптимизация логистики, Just-in-Time;
• уменьшение складских запасов (оптимизация оборачиваемости склада).

Для решения задач программы повышения эффективности важно, что в отличие от «Синтиз» СМАРТ выполняет мониторинг параметров работы оборудования через протоколы обмена данными и программные интерфейсы, получая доступ к характеристикам станков. Можно сказать, что «Синтиз» осуществляет измерение и контроль входных параметров электропитания, а СМАРТ-Мониторинг — рабочих параметров и выходных значений. Один комплекс контролирует энергию и потребление, а другой — работу, замыкая, таким образом, цикл мониторинга. Резюмируя выгоды, получаемые от применения на производстве программно-аппаратных средств измерения, можно вывести следующий их перечень:

• оцифровка всех производственных процессов;
• создание цифровой модели производства;
• накопление статистики по каждой единице оборудования и производству в целом;
• анализ паттернов работы и выявление скрытых взаимосвязей между элементами производственного процесса, построение циклограмм2;
• выявление ключевых драйверов потерь (приоритетов программы);
• фиксация отклонений;
• прогнозирование длительности простоев.

Основной ценностью от внедрения измерительной мониторинговой системы является именно возможность создания цифровой модели производства, на основе которой можно внедрить цифровую структуру управления. Цифровая модель производства представляет собой инструмент, похожий на финансовую модель организации: она точно так же оцифровывает значения различных важных переменных и позволяет осуществлять управление по целям. Отличие модели производства от финансовой модели заключается в том, что она больше ориентирована на процессы и содержит много информации о производственных и вспомогательных операциях. В нынешнем состоянии модели производства зачастую представляют собой разрозненные данные об оборудовании, технологии производства, конструкции изделия, квалификации и методах работы персонала, способах организации производства. Цифровая модель позволяет скоординировать и увязать воедино всю эту информацию, обеспечивая тем самым бóльшую слаженность протекания процессов. Наглядность модели наряду с аналитическими инструментами дает возможность тестировать гипотезы и наблюдать изменение параметров, в том числе и экономических, проверяя правильность решений. Информация об объектах обработки, операциях и состоянии оборудования движется параллельно с процессом производства или быстрее его, обеспечивая необходимую скорость принятия решений. Обеспечение ритмичного протекания процесса производства возможно благодаря выравниванию (сокращению) производственного цикла за счет сокращения складских запасов и ускорения оборачиваемости, прослеживаемости процесса и контроля технологической дисциплины. При этом более точно решаются задачи нормирования, оптимизации «узких мест».

Остек-СМТ разрабатывает целый ряд программно-аппаратных решений под общим названием «Цифровая фабрика», которое позволяет качественно дополнять цифровую модель производства новыми модулями данных и действительно «выстраивать» цифровую фабрику. Об этом мы расскажем в следующих номерах журнала.

Анализ и изменения в цифровой модели производства — суть цифровой структуры управления. Чтобы концептуально понять ее смысл, обратимся еще раз к анализу всеобщей эффективности оборудования. По существу, повышение данного коэффициента происходит за счет последовательного анализа и сокращения всевозможных потерь. В экономике и управлении существует понятие транзакционных издержек. Максимально широко они трактуются как всевозможные потери (временные, денежные, репутационные, издержки судебные, издержки неявных контрактов и асимметрия информации), связанные с обеспечением осуществления различных операций. Классические транзакционные потери — время на переход между производственными операциями. Экономия на транзакционных издержках является причиной возникновения фирм как таковых, а также появления различных форм контрактов, посредничества и отраслевых иерархий.

Информационная структура управления позволяет получать информацию о производственных и иных процессах, а также распространять ее, анализировать, передавать почти без маржинальных издержек, обеспечивая кардинально новый подход к ведению производственной деятельности. Позволим себе пофантазировать и представим, что дальнейшее углубление анализа транзакционных издержек в какой-то области, в нашем случае — в производстве, ведет к сокращению производственных циклов, к появлению оптимальных форм организации, новых видов бизнеса, например, «облачное» производство (по аналогии с «облачным» хранением данных). Поэтому цифровая модель управления и концепция продуктов «Цифровая фабрика», на наш взгляд, лежат в области дальнейшего развития подтвержденных опытом экономических теорий, что оправдывает ее применение как концептуальной базы программы.

ЭТАП 2. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ АУДИТ

Обследования производства могут проводиться по следующим направлениям:

• техническое обследование оборудования и оснастки;
• технологическое обследование процесса производства;
• анализ бизнес-процессов (или административных процессов), относящихся к производству;
• анализ производственной инфраструктуры;
• аттестация персонала.

Результатом обследования становится отпечаток производственной эффективности «как есть», качественно дополняющий цифровые данные. Аудиты позволяют получить качественные данные о работе производства, уровне квалификации персонала, увидеть и зафиксировать условия эксплуатации оборудования, материалы, производственные компоненты, проследить организацию и управление процессом на месте. Далее логично следует третий этап — разработка рекомендаций по повышению эффективности производства.

ЭТАП 3. РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА МЕР ПО ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА

Одна из важнейших частей программы — анализ полученных данных, который должен проводиться только вместе с заказчиком. Заказчик должен знать и понимать, какие меры и для чего будут приняты, быть осведомлен о возможных результатах. Важно, чтобы итогом аналитических усилий явился понятный и простой документ — «план-график убывания потерь», включающий необходимые меры по повышению эффективности и календарный план выполнения действий, расставленных в порядке убывания приоритета, и совмещенный с результатом этих действий в процентах прироста эффективности.

Данный этап включает следующие стадии:

• анализ собранных материалов;
• расстановку приоритетов «узких мест» и проблемных активов/процессов (участков, островов);
• факторный анализ проблематики эффективности производства;
• разработку мер по улучшению каждого проблемного участка;
• разбиение комплекса на отдельные мероприятия;
• оценку времени на реализацию каждого мероприятия;
• выполнение задач в определенные с заказчиком интервалы.

Анализ и выявления ключевых точек приложения усилий уже является способом получения конкурентного преимущества, причем очень востребованным в наше время способом.

ЭТАП 4. РЕАЛИЗАЦИЯ КОМПЛЕКСА МЕР

Специалисты Остек-СМТ реализуют разработанный комплекс мер и проводят необходимые мероприятия. Если вернуться к проблемным областям производства, классифицированным по трем уровням всеобщей эффективности оборудования, то комплекс мер может выглядеть так, как представлено в Таблице 1.

Таблица 1. Потенциальный комплекс мер по повышению эффективности производства

Приведенный вариант мероприятий представляет собой неплохой задел для повышения эффективности производства и конкурентоспособности предприятия, а механизмы измерения эффекта («Синтиз» и СМАРТ) позволяют очень точно измерять эффект от внедрения. Этот эффект порой очень сложно измерить и, соответственно, оценить и принять корректирующие меры для получения максимального результата. Программное обеспечение позволяет измерять любые цифровые данные, что называется, «пощупать» и увидеть реальный эффект от действий.

Результаты внедрения программы «Повышение эффективности производства»

Результатами внедрения программы повышения эффективности производства должны стать результаты в производительности и экономичности:

• существенное снижение времени простоев оборудования;
• существенное снижение времени переналадки и запуска изделия в производство;
• увеличение межремонтного цикла;
• уменьшение количества производственного брака;
• снижение времени планово-предупредительных ремонтов;
• обеспечение необходимого уровня технической готовности оборудования;
• оптимизация технического обслуживания производственных активов;
• автоматический анализ конструкции изделий на стадии проектирования;
• учет и анализ показателей работы оборудования.

Как было сказано в начале статьи, нашей целью является экономическая эффективность. В этой области результатами внедрения программы станут:

• значительное снижение издержек, перенос части капитальных затрат в область операционных издержек;
• быстрый запуск продукции в производство — увеличение скорости запуска в производство достигает 30-50 %;
• снижение себестоимости производства изделий;
• применение современных методов управления активами и организации процесса производства;
• повышение качества изделий;
• выпуск конкурентоспособной продукции;
• увеличение производительности до 50 %;
• увеличение рентабельности инвестиций: активы начинают приносить больший доход;
• уменьшение периода окупаемости вложений.

Конечно, эти результаты опосредованы улучшением технических параметров производства, однако именно производство обеспечивает саму возможность получения прибыли и экономическую эффективность. Поэтому важно не только обеспечить эту возможность, но также открыть новые способы снижения затрат и создания ценности.

В заключение, подытожим информацию, рассмотренную в двух частях статьи.

Остек-СМТ, как специалист в оказании сервисных услуг по классам высокоточного оборудования, отмечает нарастающий интерес и потребность в сервисных программах нового типа — в комплексных программах на основе мониторинга и диагностики состояния оборудования специальными техническими средствами. Спрос на данный вид услуг обусловлен изменившейся структурой конкуренции на конечных для заказчиков рынках и возросшей динамикой изменений, а также самой возможностью применять информационные технологии для анализа работы оборудования и характеристиками этих технологий.

Проблемы, с которыми сталкиваются производства, в целом являются типовыми. Существуют методики классификации проблем и повышения эффективности производства. Одной из таких методик является расчет и оптимизация коэффициента общей эффективности оборудования на основе трех групп: доступности оборудования для выполнения рабочих операций, производительности или скорости выполнения этих операций и, наконец, качества производства изделий.

Остек-СМТ на основе анализа возможностей для повышения эффективности работы монтажно-сборочного оборудования, собственной экспертизы, методик расчета и собственных программно-аппаратных разработок представляет сервисную программу, основанную на постоянном мониторинге работы оборудования техническими средствами и дополненную качественными шагами: аудитом, разработкой мер повышения эффективности по трем упомянутым выше категориям. Данная программа помогает решать большинство проблем, возникающих на монтажно-сборочном производстве.

Однако не только в возрастающей эффективности производства лежит вся ценность мониторинга и учета параметров работы оборудования, а также использования для этого программно-аппаратных средств. Остек предлагает взглянуть на производство с позиции полного перевода всех информационных потоков в цифровую форму — построить цифровую модель производства. Это предоставляет ряд неоспоримых выгод, ценность которых может показаться небольшой, однако в реальности несет глубокие структурные изменения в производстве и дополнительные знания для принятия решений. Это — экспертные системы принятия решений по технологии производства, накопление статистических данных, позволяющих проводить анализ взаимозависимостей и решать задачи нормирования и прогнозирования производства. Существуют решения, позволяющие снижать время на запуск изделия в производство и переналадку, а также анализировать транзакционные данные и еще глубже вникать в вопросы повышения эффективности оборудования или принимать решения относительно управления активами.

Данные направления развития выходят за рамки настоящей статьи, но мы вернемся к ним в новом цикле статей, посвященных «Цифровой фабрике».

1 Hartmann B., Narayanan S. and King W.P. Digital manufacturing: The revolution will be virtualized [Электронный ресурс] // McKinsey.com: сервер исследовательской компании. 2015. URL: http://www.mckinsey.com/insights/operations/digital_manufacturing_the_revolution_will_be_virtualized (дата обращения: 22.10.2015)

2 Исследования показывают, что ежедневный анализ данных, собираемых с оборудования, может увеличить производительность на 10-50 % — по данным исследовательской компании McKinsey. URL: Digital manufacturing: The revolution willbe virtualized. http://www.mckinsey.com/insights/operations/digital_manufacturing_the_revolution_will_be_virtualized (дата обращения 10.10.2015); Taming manufacturing complexity with advanced analytics. URL: http://www.mckinsey.com/insights/operations/taming_manufacturing_complexity_with_advanced_analytics (дата обращения: 10.10.2015); Manufacturing’s next act URL: http://www.mckinsey.com/insights/manufacturing/manufacturings_next_act (дата обращения: 10.10.2015)