Игорь Малакаев, 22/04/21
Новочеркасский электровозостроительный завод (ООО "ПК "НЭВЗ"), крупнейший российский производитель магистральных и промышленных электровозов, в 2018 г. приступил к реализации большого проекта комплексной цифровизации. В этой статье Игорь Малакаев, руководитель проекта "Цифровой завод НЭВЗ", рассказал, как все, что связано с производством, технологиями, людьми, движением материально-технических ресурсов и полуфабрикатов, будет оцифровано. Это позволит создать уникальную атмосферу и ИТ-среду, которая даст возможность осуществлять быстрое и глубокое исследование любых технологических изменений.
Более 80% всех перевозок на территории СНГ осуществляется при помощи локомотивов, созданных Новочеркасским электровозостроительным заводом, крупнейшим на территории СНГ. На протяжении своей истории завод уже прошел через этапы стабилизации процессов и устранения потерь, а с 2018 г. года мы приступили к проекту по цифровизации. Целью внедрения передовых производственных технологий в рамках Индустрии 4.0 было повышение эффективности производства (рис. 1), при этом взрывной рост цифровых решений неизбежно привел к росту угроз безопасности.
Рис. 1. Повышение эффективности производства ООО "ПК "НЭВЗ"
Цифровое моделирование
На текущий момент создана цифровая модель завода, в которой просчитываются различные варианты выполнения плана производства.
Конструкторско-технологическая подготовка производства включает в себя симуляцию технологических процессов, интеграцию с ERP/НСИ/PLM, интерактивные обучающие руководства и др. Полностью построена 3Dмодель завода. Идет внедрение BIM-платформы. С помощью инструментов промышленного Интернета вещей реализуется мониторинг:
- загрузки оборудования;
- технического состояния оборудования;
- перемещения объектов (людей, ТМЦ, тары);
- перемещения и состояния транспорта;
- состояния инфраструктуры.
Ведутся работы по внедрению умного инструмента, лазерной разметки больших изделий, контролю качества с помощью компьютерного зрения, системы внутрицехового производственного планирования (МЕС).
Чем больше проектов и инициатив мы рассматриваем (а их уже около 50), тем больше понимаем, что стратегия цифровизации предприятия неразрывно взаимосвязана с решениями в сфере безопасности.
Рис. 2. Функционально-продуктовая схема цифровизации
Система мониторинга работы транспорта
Одной из первых все этапы внедрения и опытную эксплуатацию на заводе прошла система мониторинга работы транспорта. Она представляет собой программно-аппаратный комплекс, обеспечивающий мониторинг и управление транспортом (железнодорожным и автомобильным) на и вне территории ООО "ПК "НЭВЗ", включая движение транспорта внутри зданий и сооружений. В область задач системы входят:
- контроль местоположения и параметров транспортных средств;
- осуществление диспетчеризации транспортных средств через единый диспетчерский центр;
- контроль за соблюдением скоростного режима как вне, так и внутри предприятия;
- контроль за расходом топлива;
- автоматическое оповещение о нештатных ситуациях (авария, простой, пробка внутри цеха).
Вся актуальная информация выводится на дашборд, и мы можем полностью разложить движение транспортного средства по скорости, потреблению топлива и другим характеристикам.
Такой подход наглядно показал, что часть машин мы используем неэффективно, а расход топлива требует корректировок. После внесения соответствующих управленческих воздействий система уже фактически окупилась. Кроме того, мы видим несанкционированные выезды и устраняем нештатные и незапланированные маршруты, незаконные движения за периметр предприятия. Все это положительно влияет как на корпоративную безопасность, так и на безопасность перевозок в целом.
Рис. 3. Подсистема электронной очереди на КПП
Рис. 4. Подсистема транспортных КПП
Система автоматического распределения потоков въезда стороннего транспорта + умный паркинг + автовесовая
Следующее решение, которое мы внедряем, – это комплексная система, охватывающая как въездные проходные по периметру завода, так и автовесовые. "НЭВЗ" – крупнейший потребитель очень широкого спектра продукции, и каждый день большое количество транспорта въезжает и выезжает в пределы периметра предприятия.
С помощью комплексной системы мы планируем минимизировать конкретные проблемы:
- пробки стороннего транспорта на КПП;
- большое время ожидания проезда на территорию завода транспортных средств;
- большие трудозатраты персонала завода по выполнению регистрационных действий въезжающего и выезжающего транспорта.
Для автоматического перераспределения потоков въезжающего на территорию предприятия транспорта реализуется проект "Умная парковка". На ней будет аккумулироваться только тот доверенный транспорт, который мы считаем необходимым пускать: он будет получать в рамках электронной очереди сигнал на въезд, а автовесовая – взвешивать его на въезде и на выезде. Это позволит исключить фактор незаконного ввоза/вывоза запрещенных грузов и материалов.
В результате мы получим единую систему контроля посредством интеграции смежных систем (ERP, автоматическая фиксация транспортного средства, управление светофорами, автоматическая рассылка тревожных событий и т.д.).
Рис. 5. Схема участка автовесового контроля
Автоматизация бюро пропусков предприятия
В настоящее время в бюро пропусков могут часто скапливаться очереди из посетителей и работников подрядчиков, которым нужно получить пропуск. Для решения этой проблемы будут установлены терминалы, выдающие разовые пропуска для посетителей. Заявки на посещение будут согласовываться службами по сети, а потребителю будет достаточно приложить к терминалу свой паспорт – в течение 20 секунд сформируется разовый пропуск, который исключит простаивание персонала в классических бюро пропусков.
Рис. 6. Интеграция решений в единую систему распределения потоков въезда стороннего транспорта, умный паркинг
Рис. 7. Автоматическая выдача пропусков
Система контроля персонала
В теме контроля персонала у нас пока "молодые" компетенции. Первый этап по отслеживанию персонала с помощью смарт-часов 1,5–2 года назад мы признали не особо удачным: техническое решение не позволяло использовать эти гаджеты в рамках одной 8-часовой смены, была большая дискретность перемещений персонала на карте перемещения. Мы добились отслеживания трекинга, перемещения по вертикали (работы, выполняемые на высоте, в кузове локомотива, ниже уровня пола, в осмотровой яме, под локомотивом), но есть определенные критерии, по которым в данный момент мы подбираем более зрелое техническое решение.
В перспективе оно должно обеспечить управление доступом персонала в определенные опасные зоны, например на мостовой кран или в камеру высоковольтных испытаний, чтобы при попадании человека с часами в эти зоны автоматически отключалось высокое напряжение либо блокировалась работа крана.
Система контроля на основе компьютерного зрения
В технологических целях планируется к внедрению система компьютерного зрения для контроля доступа в рабочие зоны в соответствии с допуском на работы, использования СИЗ (спецодежда, каска, очки) и т.д.
Видеонаблюдение периметра
Система видеонаблюдения – базовый инструмент контроля, интегрируемый с другими цифровыми системами. Она обеспечивает повышение безопасности и охраны периметра объекта, помещений, проходных и КПП посредством визуального наблюдения различных зон контроля в соответствии со стандартом безопасности ТМХ.
На данный момент на заводе используется аналоговая система, которая будет полностью заменена на цифровые решения.
"Обучение персонала цифровой грамотности гарантирует снижение киберугроз" читать >>
Система прослеживаемости ТМЦ с помощью RFID-технологий
В настоящий момент мы отслеживаем наши технологические узлы (рама кузова, рама тележки локомотива), видим технологический цикл и потери, формируем оперативные действия по их устранению. В рамках безопасности можем как контролировать перемещение товарно-материальных ценностей (ТМЦ) и историю хранения этих перемещений, так и создать основу для противодействия контрафакту. Обеспечение продукции RFID-метками позволит отслеживать, что в качестве запчастей для локомотивов используются именно оригинальные детали, а не контрафактные.
Рис. 8. Система прослеживаемости ТМЦ с помощью RFID-технологий
Учет станочного инструмента
Автоматизация идентификации и прослеживаемости дорогостоящего инструмента (фрезерного инструмента) металлообрабатывающих станков – смежная со сферой безопасности деятельность. Центральная база данных об инструменте, на который мы ежегодно тратим очень большие суммы, обеспечит прозрачность инструментального хозяйства и решит задачи:
- создания прозрачной отчетности расхода инструмента;
- сокращения всех расходов, связанных с инструментооборотом;
- борьбы с хищениями.
Планируется внедрить автоматизированные инструментальные шкафы для контролируемой выдачи и хранения инструмента, а особо дорогой инструмент оснащать RFID-метками.
Кибербезопасность
На заводе действует подразделение, отвечающее за кибербезопасность и имеющее конкретное видение и дорожные карты по внедрению решений, направленных на предотвращение утечек информации, ее резервное копирование, категоризацию, блокирование несанкционированного доступа и т.д.
Ситуационный центр
Единый ситуационный диспетчерский центр осуществляет контроль всех систем информационных систем предприятия, включая системы безопасности:
- видеонаблюдения;
- отслеживания объектов (RFID-метки);
- отслеживания работы оборудования, сборочных линий, транспорта;
- планирования и т.д.
Мониторинг инцидентов позволяет оперативно просматривать сводную информацию о нарушениях, их динамику и в кратчайшие сроки реагировать на наиболее критические события.
Экономический эффект
Цифровизация процессов и внедрение современных технологических решений на заводе позволяет достигнуть экономического эффекта за счет следующих факторов:
- обеспечение экономической и антитеррористической безопасности предприятия;
- дистанционный контроль хозяйственных операций (прием/отгрузка/перемещение сырья или продукции);
- получение достоверных данных из ERP в режиме реального времени;
- увеличение пропускной способности транспортных систем предприятия в 2–3 раза;
- снижение потерь за счет устранения фактов нарушений, хищений, сливов;
- устранение убытков от контрафактной продукции;
- снижение издержек на персонал;
- предотвращение ошибок, махинаций, попыток хищения ТМЦ.
Мы отдаем приоритет топовым и уже проверенным системам на рынке, чтобы сразу внедрить их на периметре и дальше тиражировать. Важно отметить, что готовых решений по цифровизации много в банковской сфере, интернет-услугах, но для промышленных предприятий существуют определенные ограничения. Например, хранение информации в облаке для нас неактуально, компьютерное зрение не всегда эффективно в специфических условиях наших технологических процессов (задымленность, загазованность и т.д.). Поэтому мы всегда готовы рассмотреть комплексные программы и законченные взрослые решения по безопасности и цифровизации основных производственных процессов для промышленных предприятий и настроены на продуктивное сотрудничество с поставщиками и разработчиками.
