На Выксунском металлургическом заводе (ВМЗ) запущен серьезный проект по созданию интегрированной автоматизированной системы оперативного управления производством. О проблемах внедрения решений класса MES мы беседуем с Юрием Сарапуловым, директором ВМЗ по информационным технологиям.

Intelligent Enterprise: С какими проблемами в области управления производством сталкивается ВМЗ? Каковы цели создания MES-системы?

Юрий Сарапулов: Прежде всего — обеспечение качества продукции. ВМЗ выпускает особые изделия, например трубы диаметром 1420 мм с толщиной стенки до 40 мм и допуском на отклонение овальности не более полутора миллиметров, а на отклонение линейности — не более четырёх миллиметров на метр; при этом предъявляются высочайшие требования к качеству сварки, необходимы несколько слоев наружного полимерного и внутреннее покрытие. Такая труба может работать под давлением в 200 атмосфер. Понятно, что в трубных цехах применяются уникальные технологии. Трубы ВМЗ используются для газопроводов и нефтепроводов, в том числе подводных, и поэтому инспекция и приемка на предприятии жесточайшая. Ведь одно дело — собственное ОТК, но внешняя приемка строже, чем военная.

Одна из важнейших задач обеспечения качества и организации производства — это прослеживаемость трубы. На складах трубных предприятий хранится по нескольку десятков тысяч тонн листа и готовых труб. И найти на таком складе размером с футбольное поле то, что нужно, не так-то просто. А стоимость трубы высока, соответственно высоки и замороженные деньги. Характерные для изготовления сварной трубы многостадийность технологии и вариантная маршрутизация движения трубы по участкам при больших производственных объёмах выдвигают требование однозначной идентификации изделия и определения его местоположения на технологических участках. Кроме того, жёсткие требования заказчиков к качеству продукции предполагают ведение архива данных с техническими характеристиками, технологическими режимами, результатами измерений параметров и испытаний свойств по каждой трубе. В этих условиях автоматизированная система слежения за трубой в масштабе реального времени — объективная необходимость. Кстати, когда я пришел на завод, то опросил специалистов, которые участвовали в подготовке к автоматизации цехов ТЭСЦ-3 и ТЭСЦ-4, что такое прослеживаемость трубной продукции. Ответы были интересные, но каждый вкладывал в этот термин свое представление. Поэтому я предложил выработать единое понимание задач и функций автоматизированной системы прослеживаемости и зафиксировать его документально.

Если же говорить в общем, то назначение MES-системы мы сформулировали следующим образом. Во-первых — это объединение разных уровней управления в единую информационную систему, решающую задачи управления производством цеха; сбора, обработки и хранения технологической и производственной информации; представления оперативной и актуальной информации диспетчерам, руководителям, менеджерам цехов и руководству ВМЗ.

Во-вторых — оперативное планирование производства. Другими словами, проект состоит из двух крупных частей. Первая — это уровень АСУТП, а также функции уровня MES: мониторинг, диспетчеризация, прослеживаемость трубы, анализ качества. И вторая часть — планирование производства. Если говорить более конкретно, то цели создания системы следующие:

  • автоматизация производственных и технологических процессов, замена «самописных» и устаревших систем типовыми проектными решениями;
  • обеспечение прозрачности производственной деятельности цеха;
  • повышение коэффициента использования производственных мощностей;
  • снижение простоев оборудования;
  • оптимальное распределение производственных заданий в соответствии с регламентами перевалок по сортаментам.

Какое место интегрированная система оперативного управления производством занимает в ИТ-инфраструктуре ВМЗ? Каковы состав и сроки проекта?

На верхнем уровне ИТ-пирамиды у нас находится ERP-система Oracle e-Business Suite. Понятно, что MES-уровень лежит между нею и АСУТП. Из ERP-системы в MES передаются месячное задание на производство, номер производственного заказа, количество труб в заказе и марка трубы. Снизу, с уровня SCADA-систем, в MES поступает следующая информация: идентификатор оператора агрегата, номер трубозаготовки или трубы, данные о том, что трубозаготовка передана на агрегат или отдана с агрегата, что начата или закончена операция обработки, сведения о состоянии агрегата (работа, перевалка, ремонт, простои и отказы), параметры режимов его работы и информация с испытательных установок. Эти данные позволяют решить задачи мониторинга, диспетчеризации, прослеживаемости трубы и анализа качества продукции.

В проекте создания интегрированной системы оперативного управления производством задействованы два цеха — по изготовлению труб большого и среднего диаметра. Срок выполнения — полтора года. Из них на уточнение ТЗ, проектирование и разработку пакета проектной и рабочей документации отводится пять месяцев, на разработку собственно MES-системы — семь с половиной и ещё два месяца на опытную эксплуатацию.

При производственном планировании вы планируете решение задач оптимизации?

Да, цель системы оперативного производственного планирования — организация последовательности труб, проходящих через агрегат, путем поиска оптимального баланса между потребностями и производственными возможностями с учетом ограничений из-за перевалок всего оборудования на линии. Исходными данными здесь служат производственные правила и ограничения из-за перевалок, справочники заказов, ограничения по производительности оборудования, а также планируемые даты отгрузки готовой продукции заказчику. Система будет автоматически определять время начала и завершения перевалок и настройки оборудования. Результатом ее работы станет расписание для каждого агрегата на линии. Кроме того, специальная подсистема корректировки позволит визуализировать и контролировать полученное расписание — выделять работы с высоким приоритетом, находить нарушения регламентов, определять расположение заказа на складе и индентифицировать заказы конкретных клиентов, окончательно проверять расписание перед реализацией в цехе и редактировать его в реальном времени.

С какими проблемами вам пришлось столкнуться?

Какие вопросы имеют первоочередное значение для любого предприятия, которое вступило на тропу создания MES? Прежде всего — формулировка технического задания. По моему мнению, в России нет таких консультантов, которые могли бы грамотно сформулировать ТЗ. Есть только отдельные эксперты — например, Игорь Суковатин, ИТ-директор ОАО «НТМК» (интервью с ним читайте в этом номере. — Прим. ред.). Техническое задание должно быть кратким, лаконичным и при этом совершенно понятным для всех. Можно написать документ на 270 страниц, но на мой взгляд, если ты написал много, значит, тебе нечего сказать. И все, от цеховиков до топ-менеджеров, должны четко понимать, для чего делается проект и что в результате будет получено.

Важный момент — предварительная проработка проекта. Её целью должно быть определение не только состава, но и сроков работ, а также оценка бюджета.

Вторая крупная задача — это построение взаимоотношений с подрядчиками и составление договора. С подрядчиками нужно сразу вести себя очень четко. Надо конкретно, вплоть до запятой, сформулировать условия их работы и на стадии тендера, и на стадии договора. Эти условия должны обсуждаться и подписываться всеми внешними поставщиками и исполнителями проекта.

Подрядчиками в нашем проекте выступают английская компания Broner Metals Solutions и московский Тяжпромэлектропроект. И когда подошел срок заключения договора с первым из них как генеральным подрядчиком, то начались, мягко говоря, «откровения». Я бы в книгу рекордов Гиннеса занес «достижение», когда договор формулировали три месяца. Поэтому еще раз подчеркиваю: формировать базовые формулировки, критерии, график финансирования и условия договора необходимо до проведения тендера, а не по его окончании. Увы, только сейчас, по прошествии пяти месяцев после заключения договора, я увидел, что подрядчик наконец начал понимать, какую работу он на себя взвалил.

Кроме того, в условиях проведения тендера надо четко зафиксировать, что срок реализации проекта отсчитывается не с момента подписания договора (в этом случае его можно годами составлять), а с момента объявления результатов тендера: сегодня выиграли, и с этого дня отчитывается срок реализации проекта.

Есть и еще одна проблема, которую надо предусмотреть заранее, — подготовка данных. Этот вопрос мы уже проходили, когда внедряли ERP-систему. Но и в MES-проектах происходит то же самое: приходит консультант, говорит, что все умеет, а потом, уже в процессе работы, начинает выдвигать такие дополнительные требования, что нужно еще три таких проекта выполнить, чтобы подготовить данные. Причем в области MES это даже еще страшнее — проекты новые, опыта нет, правила игры никто не может толком сформулировать.

А некоторые зарубежные (да и отечественные тоже) консультанты четко это понимают; они хорошо знают наше российское разгильдяйство, и когда проект пошел, начинают выдвигать какие-то условия, особенно в отношении данных. И я снова повторяю: очень важно сразу сформулировать правила — какие данные, в какие сроки, в какой форме и в каком виде должны быть представлены, как проверять предъявленную к сдаче систему и т. д. Консультанты знают, что такое, например, тестирование и приемка системы, и стараются обходить эти сложные места. Соответственно на этих этапах проекта должны быть определены четкие экономические рычаги. Естественно, нужен механизм контроля подрядчика и мониторинга хода проекта, необходимо, чтобы была обратная связь, причём на политическом уровне.

У нас есть некоторый опыт решения подобных проблем. Например, от поставщика агрегата, который сваривает трубу, мы сейчас требуем не только соблюдения технологических стандартов, но и передачи исходных кодов программ, подробного перечня параметров, отслеживаемых системой, процедуры формирования таблицы данных для передачи в цеховую информационную сеть. Требуем также, чтобы был дистанционный мониторинг программного обеспечения, чтобы программисты изготовителя агрегата могли в удаленном режиме видеть работу своей программы и корректировать ее. И всё это мы формулируем в каждом техническом задании.

Наконец, последний важный момент касается команды. В MES-проекте должна быть собственная проектная команда, никакая внешняя компания самостоятельно ничего здесь не сделает. Формировать проектную команду нужно очень тщательно и не жалеть средства на обучение её членов.

Каков планируемый эффект от внедрения MES?

Прежде всего — снижение издержек производства за счет его мониторинга, выявления отклонений и принятия оперативных мер по их устранению. Например, благодаря более четкому формированию планов работ в системе оперативного планирования и расстановки очередей производственных заказов мы рассчитываем на 10% снизить простои при перевалках. Еще один ощутимый эффект ожидается в области управления производственными фондами. Это переход от эпизодических проверок к систематической диагностике оборудования в реальном времени, к контролю остановов агрегатов и определению причин остановок или задержек в работе и, соответственно, к более быстрому принятию решений по их устранению.