Автоматизация календарного планирования повышает эффективность работы

Компания Siemens Mobility внедрила решение Opcenter APS, что привело к росту производительности при обработке поверхностей кузовов железнодорожных вагонов.

Как ускорить обработку кузовов вагонов

На австрийском заводе компании Siemens Mobility в Вене выполняется нанесение всех видов покрытий на кузова железнодорожных вагонов. Кузов подвергается пескоструйной обработке, шпатлюется, шлифуется, покрывается грунтовкой и лакокрасочным материалом. Кузова вагонов на передвижном столе помещаются в покрасочную камеру, расположенную рядом с конвейером.

В настоящее время пескоструйная обработка и окраска в значительной степени автоматизированы и выполняются роботизированными системами. Однако в условиях высокого спроса компании Siemens Mobility потребовалось ускорить обработку поверхностей вагонов. Весь процесс занимал около 15 дней. «У нас гибкий производственный график, поэтому планировать на будущее очень сложно», — отмечает Герберт Диппольд (Herbert Dippold), начальник участка обработки поверхностей компании Siemens Mobility. Обработка поверхностей стала узким местом технологического процесса, способным привести к задержкам с выполнением заказов. Оптимизация состоящего из 29 операций процесса обработки вагона стала критически важной проблемой.

Необходимость расширения моделей обработки данных

Как правило, недостатки систем приходится устранять вручную уже в цехах. Поэтому отдел цифровых производственных технологий штаб­квартиры Siemens в Мюнхене и специалисты по автоматизации компании Siemens Mobility начали проект «Интегрированная автоматизация календарного планирования».

Его основная идея — непосредственная интеграция нескольких уровней планирования с целью своевременного выполнения заказов. Нулевой уровень — система управления данными об изделии (PDM), в которой представлена вся конструкторская информация, включая спецификации изделий. Первый уровень — система управления ресурсами предприятия (ERP), занимающаяся обработкой заказов, включая закупки и управление складским хозяйством. На втором уровне выполняется календарное планирование. Третий уровень — это цеха предприятия.

Интеграция системы управления участком обработки поверхностей с Opcenter APS обеспечивает оптимальное использование покрасочных камер

Цифровая идентификация изделий в производстве

Сотрудникам Siemens в Мюнхене требовалось разработать концепцию интеграции существующих процессов в системе управления проектами и ERP­системе с реальной работой производственных цехов. Завод должен реагировать на поступающие заказы в реальном времени, корректируя производственные графики. Зигфрид Индингер (Siegfried Indinger) — руководитель по дигитализации в компании Siemens Mobility. Его сотрудники развивают концепцию проекта на основе опыта работы конкретного предприятия, а также занимаются непосредственно внедрением новых технологий и оценкой их результативности. Первым этапом стала идентификация серийных номеров кузовов железнодорожных вагонов, поступающих на обработку.

Инженеры отдела цифровых производственных технологий Оливер Лохсе (Oliver Lohse) и Михаэль Мейер­Хеншель (Michael Meyer­Hentschel) занимаются календарным планированием заказов на основе информации, представленной в ERP­системе. Производственный график должен включать все необходимые операции.

Руководитель проекта «Цифровой завод» Патрик Солеа (Patrick Solea) и специалист по анализу данных компании Siemens Mobility Питер Смолик (Peter Smolik) при участии инженера­технолога Кристиана Гиллера (Christian Giller) переработали образец такого графика с учетом реальной ситуации в цехах. Один из важнейших аспектов календарного планирования — получение информации о ходе производственного процесса в реальном времени. При этом отклонения от графика сразу же выявляются и принимаются соответствующие меры.

Автоматизированное календарное планирование в системе Opcenter APS

Для раскрытия полного потенциала проекта дигитализации требовалось обеспечить обмен данными с существующей информационной инфраструктурой. Для интеграции календарного планирования в процессы цифрового производства было принято решение о внедрении системы Opcenter™ Advanced Planning and Scheduling (APS), входящей в Xcelerator™ — интегрированный пакет программных продуктов и услуг от компании Siemens Digital Industries Software. Сотрудники отдела цифровых производственных технологий Siemens под руководством Питера Робла (Peter Robl) из компании Siemens Technology (Германия) оказывали поддержку коллегам из Siemens Mobility при анализе производственных процессов на основе богатого опыта реализации аналогичных проектов. Была отмечена исключительная важность подготовки данных. «Нам требовалось изменить рабочие процессы в соответствии с логикой системы Opcenter APS, фиксировать все выполняемые работы в плане ERP­сиcтемы, поддерживать актуальность информации о складских запасах, а также обеспечить надежное получение информации о выполнении технологических операций в реальном времени и внедрить инструменты управления ресурсами (оборудованием и персоналом) и производственными графиками», — рассказывает г­н Робл.

Качественные данные — качественное календарное планирование

«Благодаря поддержке со стороны отдела цифровых производственных технологий систему календарного планирования удалось успешно встроить в существующие процессы и информационную инфраструктуру, что позволило в полной мере воспользоваться всеми возможностями решения Opcenter APS, — отмечает г­н Солеа. — Внедрение инструментов подготовки производства упрощает, ускоряет и повышает точность планирования всех технологических ресурсов».

На участке обработки поверхностей завода компании Siemens Mobility в Вене роботы окрашивают стальные и металлические кузова железнодорожных вагонов

Потребовалось применить средство цифрового календарного планирования (DPS) нового поколения — Opcenter APS. Для эффективного использования Opcenter APS необходимо выполнить ряд условий. Нужно иметь полную и актуальную информацию о складских запасах, реальном времени выполнения технологических операций, обеспечить надежный сбор информации о ходе производственных процессов, а также выделить все необходимые ресурсы. Патрик Солеа подчеркивает, что для соблюдения сроков важно подготовить все необходимые материалы до начала выполнения заказа.

По словам г­на Смолика, надежные данные — «это самая логичная вещь в мире». Однако во многих случаях приходится иметь дело с устаревшей или неверной информацией. Иногда нужные данные просто отсутствуют.

Такие данные непригодны для использования. Как говорит Мейер­Хеншель, данные бывают не только «сырыми», но и «мусорными». В проекте дигитализации IDT, чтобы завоевать доверие пользователей, потребовалось выполнять начальную очистку данных.

С целью загрузки всех необходимых данных Opcenter APS был интегрирован с ERP­системой и средством планирования работы персонала. Экспериментальное внедрение подтвердило возможность эффективного календарного планирования всех производственных ресурсов. Любые изменения и несоответствия отслеживаются в реальном времени и учитываются при планировании.

Питер Смолик, инженер­технолог, и Герхард Вагнер (Gerhard Wagner), пользователь Opcenter APS в компании Siemens Mobility, используют данное решение в отделе подготовки производства для контроля календарных планов. При этом применяется специально разработанный шаблон, позволяющий внедрить систему на всех рабочих местах участка обработки поверхностей.

В будущем специалисты отдела цифровых производственных технологий Siemens в Мюнхене займутся задачей распределения кузовов железнодорожных вагонов по 32 технологическим операциям. Сложность заключается в учете длительности выполнения отдельных операций и времени сушки.

Потребуется разработать целый набор правил обработки кузовов железнодорожных вагонов на участке. В правилах должны отражаться время сушки отдельных слоев лакокрасочного покрытия, даты регулярного контроля качества и требования конкретного заказчика.

По словам г­на Лохсе, еще один шаг на пути к дигитализации — разработка инструмента контроля брака, основанного на принципах искусственного интеллекта. Такой инструмент своевременно выявляет проблемы в технологическом процессе. Отдел цифровых производственных технологий в Мюнхене работает над системами искусственного интеллекта, которые выявляют отказы оборудования, а также отклонения, вызванные нехваткой персонала и колебаниями условий окружающей среды (например, влажности).

Преимущества

Директор завода компании Siemens Mobility Михаэль Лейсланг утверждает, что «надежное и реалистичное календарное планирование позволило сократить непроизводительную работу на величину, достигающую 60%, а сроки подготовки производства уменьшились на 10%». Повышение точности календарного планирования привело к снижению затрат на устранение брака. Срок окупаемости проекта составил около двух лет. Высокое качество исходных данных поможет повысить эффективность последующих проектов. «Внедрение системы автоматизированного календарного планирования станет примером для других подразделений, например кузовного цеха», — отмечает Зигфрид Идингер.