9 - 2020

Система управления производственными процессами ДИПОЛЬ К.У.П.О.Л. открывает двери в Индустрию 4.0


Дмитрий Иванов, коммерческий директор АО «Диполь Технологии»

История цивилизации насчитывает три промышленные революции, без которых уже сложно представить жизнь современного человека.
В ходе первой революции был сделан шаг от аграрной экономики к промышленному производству и развитию транспорта. Прорывными в тот период стали водяные и паровые двигатели, ткацкие станки, механические устройства, появились металлургия и транспорт.
В следующую фазу развития человечества мы пришли с достижениями в области энергетики, нефтяной и химической промышленности, металлургии, а также с телефонией и телеграфом. В результате второй промышленной революции появилось поточное производство и разделение труда, организовано строительство железных дорог и всеобщая электрификация.
С инновациями в области электроники и цифровых технологий начался третий этап развития. Компьютеризация коснулась всех производственных процессов, повсеместно распространяются инфокоммуникационные технологии и внедряются программные среды для управления жизнедеятельностью предприятий и людей. Проводится автоматизация процессов с применением робототехники. Появился Интернет людей и социальные сети.
И наконец, сегодня, имея на руках огромный пул технологий, человечество вступает в эпоху четвертой промышленной революции, получившей название Индустрия 4.0.

В настоящее время ведется построение глобальных промышленных сетей, переориентация на возобновляемые источники энергии, наблюдается переход от металлургии к использованию композитных материалов, активно развиваются технологии 3D­печати и Интернета вещей. Люди обсуждают применение возможностей нейросетей, биотехнологий, генной инженерии. Строится самоуправляемый транспорт и исследуется искусственный интеллект. Современные разработки позволяют внедрить распределенное производство и энергетику; организовать сетевой коллективный доступ и потребление; исключить посредников на пути к производителю; построить экономику совместного потребления (рис. 1).

Рис. 1. Технологические компоненты Индустрии 4.0

Рис. 1. Технологические компоненты Индустрии 4.0

Индустрия 4.0 дает понимание причин и деталей происходящих производственных процессов, позволяет делать прогнозы на основании имеющихся цифровых данных и предвидеть реакцию систем в случае изменения условий внешней среды (рис. 2).

Рис. 2. Этапы развития Индустрии 4.0

Рис. 2. Этапы развития Индустрии 4.0

Конечно, подробно описать все компоненты Индустрии 4.0 в данной публикации нам не удастся — к этой теме мы еще вернемся в других наших статьях.

ДИПОЛЬ К.У.П.О.Л.: начало

В 2015 году, предвидя основные тенденции развития промышленности, в компании «Диполь Технологии» зародилась идея создать современную MES­систему и таким образом сделать ее составляющей Индустрии 4.0. Идея воплотилась в ДИПОЛЬ К.У.П.О.Л. — комплекс управления производством и организация логистики. На всем протяжении создания этого продукта его разработчики отслеживали тенденции развития рынка и пополняли систему новыми возможностями и функционалом, расширяя горизонты применения и доступный уровень интеграции. Система ДИПОЛЬ К.У.П.О.Л. стала олицетворением знаний и опыта специалистов компании «Диполь Технологии», а также решений отечественных разработчиков многопользовательских программных сред.

MES (Manufacturing Execution System) — производственная исполнительная система. MES — это специализированные программные комплексы, предназначенные для оперативного планирования, синхронизации, координации, анализа и оптимизации выпуска продукции в рамках какого­либо производства.

Другое ключевое событие для системы ДИПОЛЬ К.У.П.О.Л. — прохождение регистрации в Роспатенте и получение Свидетельства о регистрации программ ЭВМ № 2019618034 и № 2019618297 (рис. 3).

Рис. 3. Cвидетельства о регистрации программ ЭВМ: 
а — серверная часть; б — клиентская частьa

Рис. 3. Cвидетельства о регистрации программ ЭВМ: 
а — серверная часть; б — клиентская частьb

Рис. 3. Cвидетельства о регистрации программ ЭВМ:
а — серверная часть; б — клиентская часть

Что такое ДИПОЛЬ К.У.П.О.Л.

ДИПОЛЬ К.У.П.О.Л. представляет собой программную среду, объединяющую инженерно­технические подразделения, снабжение, склад, рабочие места и технологическое оборудование посредством локальной вычислительной сети предприятия и позволяющую проводить оперативное управление производственным циклом изготовления изделий (рис. 4).

Рис. 4. Функциональная схема системы управления ДИПОЛЬ К.У.П.О.Л.

Рис. 4. Функциональная схема системы управления ДИПОЛЬ К.У.П.О.Л.

Система ДИПОЛЬ К.У.П.О.Л. позволяет:

  • вести каталоги конструкторской и технологической документации по изделиям, инструменту и оборудованию;
  • осуществлять подготовку производства изделий электронной радиопромышленности;
  • разрабатывать маршруты изготовления изделия между цехами, участками и рабочими местами;
  • регламентировать доступ к работе в системе согласно ролям и квалификации персонала предприятия;
  • обеспечивать следование маршрутам изготовления и соблюдение технологической дисциплины на предприятии;
  • проводить календарное планирование перед размещением изделия на производстве;
  • хранить информацию о каждом произведенном изделии и его комплектующих и извлекать ее для анализа причин отказов («прослеживаемость»);
  • вести складской учет изделий и комплектующих как в процессе подготовки производства, так и в процессе изготовления на рабочих местах (адресное хранение);
  • вести учет допустимых замен как самих комплектующих изделия, так и их поставщиков;
  • взаимодействовать с любым технологическим оборудованием напрямую. Отправлять готовые программы из файлового хранилища системы, проводить ревизии управляющих программ. Формировать задание для работы в программных средах оборудования (при наличии возможности в ПО оборудования). Осуществлять сбор данных по изготовлению изделий;
  • проводить интеграцию с существующими программными средами (имеет собственный API­интерфейс для взаимодействия с системой извне).

Высокий уровень интеграции ­ДИПОЛЬ К.У.П.О.Л. в программные среды предприятий обеспечивает бесшовное ведение баз данных систем, а также управление производственными процессами в сборочных цехах и на участках с контролем каждого рабочего места и всего технологического оборудования. Встроенная система технической поддержки отправляет отчеты в режиме онлайн, а наличие API предоставляет возможность взаимодействовать с системой из внешних программных сред без привлечения разработчиков.

В числе достоинств данной системы можно также отметить ее гибкую структуру, позволяющую применять только необходимый функционал, а по мере усложнения производственных задач задействовать новые функции системы.

Основные компоненты системы ДИПОЛЬ К.У.П.О.Л.

Подготовка производства

Главная цель этого этапа заключается в наполнении справочников информацией для ее применения в основном компоненте системы ­ДИПОЛЬ К.У.П.О.Л., в котором происходит построение технологического маршрута и передача всех необходимых данных по изготовлению изделий в программные оболочки автоматизированных рабочих мест исполнителей (сборщиков, монтажников, комплектовщиков и др.).

Загрузка в справочники выполняется на этапе внедрения системы и настройки взаимодействия системы ДИПОЛЬ К.У.П.О.Л. с внешним ПО предприятия (рис. 5).

Рис. 5. Основные справочники и каталоги системы ДИПОЛЬ К.У.П.О.Л.: 
а — структура предприятия, места хранения, контрагенты и другая информация о производстве; б — справочники материалов, инструмента, комплектации и оборудования, в — каталоги изделий и технологических процессов. Библиотеки операций и квалификаций сотрудниковa

Рис. 5. Основные справочники и каталоги системы ДИПОЛЬ К.У.П.О.Л.: 
а — структура предприятия, места хранения, контрагенты и другая информация о производстве; б — справочники материалов, инструмента, комплектации и оборудования, в — каталоги изделий и технологических процессов. Библиотеки операций и квалификаций сотрудниковb

Рис. 5. Основные справочники и каталоги системы ДИПОЛЬ К.У.П.О.Л.: 
а — структура предприятия, места хранения, контрагенты и другая информация о производстве; б — справочники материалов, инструмента, комплектации и оборудования, в — каталоги изделий и технологических процессов. Библиотеки операций и квалификаций сотрудниковv

Рис. 5. Основные справочники и каталоги системы ДИПОЛЬ К.У.П.О.Л.:
а — структура предприятия, места хранения, контрагенты и другая информация о производстве; б — справочники материалов, инструмента, комплектации и оборудования, в — каталоги изделий и технологических процессов. Библиотеки операций и квалификаций сотрудников

Основой системы ДИПОЛЬ К.У.П.О.Л. является редактор технологических процессов с визуальным построением маршрута и расширенными настройками каждой операции (рис. 6).

Рис. 6. Вид редактора технологического процесса

Рис. 6. Вид редактора технологического процесса

Рис. 6. Вид редактора технологического процесса

На данном этапе подготовки производства в каждой операции объединяется информация из всех справочников и прописывается вся технологическая цепочка изготовления изделия. Для каждой операции система предоставляет возможность прикрепить электронную сопроводительную документацию, технологические инструкции для исполнителя, описать основные требования и условия выполнения операции.

После запуска данных об изготовлении изделия по технологическому маршруту информация из операций маршрута доставляется исполнителям непосредственно на рабочие места, в программную оболочку автоматизированного рабочего места.

Управление производством

В этом компоненте на основании технологического маршрута изготовления изделия проводится формирование заказа, планирование работы производства и запуск партий в работу.

Далее задача поступает на рабочее место диспетчера, где проводится распределение производственных мощностей по каждой конкретной операции технологического процесса. На основании данных диспетчеризации задание на изготовление вместе с сопроводительной документацией переводится в программную оболочку рабочего места исполнителя (рис. 7).

Рис. 7. Формирование заказов и партий и запуск их 
в производство через АРМ диспетчера

Рис. 7. Формирование заказов и партий и запуск их в производство через АРМ диспетчера

В распоряжение сотрудников предоставлен календарный планировщик, предназначенный для планирования производства и выявления узких мест. После старта партии есть возможность провести анализ, позволяющий оценить загрузку оборудования и рабочих мест. Полученные данные характеризуют временные затраты, необходимые для исполнения отдельной операции или всего заказа (рис. 8).

Рис. 8. Календарное планирование производства, распределение производственных мощностей по операциям

Рис. 8. Календарное планирование производства, распределение производственных мощностей по операциям

Рис. 8. Календарное планирование производства, распределение производственных мощностей по операциям

Управление складом

Основная задача складского учета в системе ДИПОЛЬ К.У.П.О.Л. — это сбор статистики по текущей ситуации с комплектацией и организация адресного хранения комплектующих и готовых изделий.

Опираясь на структуру предприятия и информацию по местам хранения, склад имеет возможность распределять выданную производству комплектацию по рабочим местам, оборудованию и вести учет готовых изделий с привязкой их к местам хранения. Таким образом, организуется адресное хранение выданной комплектации и учет ее расхода по мере выполнения операций при изготовлении продукта (рис. 9 и 10).

Рис. 9. Функционал складского учета в системе ДИПОЛЬ К.У.П.О.Л.

Рис. 9. Функционал складского учета в системе ДИПОЛЬ К.У.П.О.Л.

Рис. 10. Основные журналы и справочники складской системы 
ДИПОЛЬ К.У.П.О.Л.

Рис. 10. Основные журналы и справочники складской системы
ДИПОЛЬ К.У.П.О.Л.

***

В статье рассмотрен основной функционал системы управления ДИПОЛЬ К.У.П.О.Л.. Безусловно, в дальнейшем эта разработка будет совершенствоваться. Параллельно с ее внедрением на действующие производства компанией «Диполь Технологии» будут организованы семинары и вебинары, посвященные системе ДИПОЛЬ К.У.П.О.Л.