Единая PLM/MES-система для управления литейным производством: опыт внедрения на базе TechnologiCS

Артем Дзюбин,
руководитель группы цифровизации производств АО «СИЭС Групп»

Кто хочет сдвинуть мир, пусть сдвинет себя.
Сократ

Компания АО «СИЭС Групп» (ГК «СиСофт») — разработчик решений и системный интегратор с опытом внедрения инженерных программных продуктов для строительных и производственных предприятий. В статье рассматриваются особенности цифровизации литейных производств как специфической отрасли машиностроения, характеризующейся высокой изменчивостью технологических процессов и сильной зависимостью от параметров среды. Представлен опыт внедрения сквозной системы управления жизненным циклом продукции на базе отечественной платформы TechnologiCS (АО «СиСофт Девелопмент»). Описан подход к построению единого информационного контура, который охватывает конструкторско-технологическую подготовку, планирование производства, оперативный учет и контроль качества. Приведены количественные результаты внедрения и определены ключевые факторы успеха проектов данного класса.

Введение

Современное машиностроение находится на этапе системной трансформации, обусловленной необходимостью импортозамещения программного обеспечения и повышения операционной эффективности производственных процессов [1]. По данным Минцифры России, к началу 2026 года Единый реестр отечественного программного обеспечения насчитывает более 30 тыс. наименований, при этом наблюдается устойчивая тенденция роста спроса на отраслевые решения: PLM (более 90 записей) и MES (300 записей в реестре) [2].

Литейное производство представляет собой особую предметную область в контексте цифровизации. В отличие от предприятий, где встречается только механическая обработка, процессы плавки, формовки, заливки, охлаждения и термообработки характеризуются высокой степенью неопределенности из-за влияния температурных режимов, влажности формовочных смесей, химического состава шихты и прочих факторов. Опыт АО «СИЭС Групп» как системного интегратора показал, что типовые MES-системы, ориентированные на дискретное производство, зачастую не учитывают специфику литейных технологий, что приводит к необходимости дублирования данных вне автоматизированных систем и снижению эффективности цифровизации в целом.

Постановка проблемы

Анализ текущего состояния информационных систем нашими экспертами на ряде отечественных литейных предприятий выявил типичную картину: конструкторско-технологическая подготовка производства (КТПП) осуществляется с применением разрозненных инструментов — от специализированных самописных приложений до электронных таблиц Microsoft Excel. Результаты технологических расчетов фиксируются в печатном виде, оперативные изменения вносятся от руки непосредственно на маршрутных листах. Данная практика типична для литейных предприятий и приводит к утрате прослеживаемости изменений, затрудняет анализ причин брака и не позволяет осуществлять калькуляцию продукции по заказам.

Системы PLM (Product Lifecycle Management) и MES (Manufacturing Execution System) становятся не просто инновациями, а необходимыми инструментами для выживания предприятий. Однако внедрение «коробочных» решений без адаптации под отраслевую специфику литейного производства сопряжено с рисками: либо система не учитывает ключевые технологические параметры, либо требует от персонала значительных трудозатрат на ручной перенос данных между информационными средами.

Архитектура интегрированного решения

Выбор программной платформы

В качестве базовой платформы для построения единого информационного контура выбрана система TechnologiCS (АО «СиСофт Девелопмент») — специализированное программное обеспечение для управления производственными предприятиями. Программный продукт давно зарекомендовал себя на рынке, и представители ГК «СиСофт» регулярно делятся опытом построения «умных» производств [3] и подходами к достижению эффективности производства [4].

TechnologiCS обеспечивает цифровизацию и информационную поддержку процессов электронного документооборота, конструкторско-технологической подготовки, планирования и управления производством, контроля качества и сопровождения выпущенной продукции.

Ключевые архитектурные преимущества TechnologiCS включают:

• клиент-серверную архитектуру с единой базой данных, исключающую потерю информации при передаче между подразделениями;
• совместимость с отечественными операционными системами и системами управления базами данных;
• открытый интерфейс прикладного программирования (API) для интеграции с ERP и внешними IIoT-решениями (Industrial Internet of Things), обеспечивающий сбор данных с датчиков температуры, весовых систем, современных печей и станков с ЧПУ.

Структура информационного контура

Разработанное решение формирует сквозной цифровой контур производства, охватывающий четыре ключевых функциональных блока (рис. 1).

Рис. 1. Предлагаемый контур цифровизации

•  Конструкторско-технологическая подготовка. Реализована централизованная система нормативно-справочной информации (НСИ) как фундаментальная основа данных. Гибкий в настройке TechnologiCS позволил разработать специализированные формы (рис. 2) для расчета литниковой системы, прибылей, нормирования формовочных смесей и расчета отливок с учетом индивидуальных требований заказчиков. Ранее хранившиеся в памяти специалистов или в Excel данные теперь находятся в единой информационной среде. Внедрена версионность технологических процессов с фиксацией авторства изменений и возможностью отката к предыдущим версиям. Критически важным элементом является библиотека шаблонов технологических процессов. Для типовых заготовок, классифицированных по тоннажу и марке стали, система формирует предзаполненные техпроцессы, включающие состав шихты, режимы заливки и временные параметры охлаждения. Предусмотрены альтернативные маршруты обработки с автоматическим пересчетом параметров при переключении между группами оборудования. По результатам внедрений время подготовки технологической документации для типовых изделий сократилось с нескольких дней до минут.

Рис. 2. Пример специализированных форм для технологов

•  Планирование производства. На основании оцифрованных и пронормированных технологий система позволяет формировать планы литейного производства (рис. 3). Также стоит отметить, что совокупный контур производственного планирования объединяет литье и последующую механическую обработку, что позволяет формировать общие производственные планы в различных разрезах: объемно-календарное планирование, подетальное планирование, оперативное планирование до уровня смен и единиц оборудования. При необходимости возможен оперативный пересчет планов при изменении производственной программы с сохранением полной истории изменений.

Рис. 3. Формирование плана производства

•  Оперативный учет. После формирования производственного плана осуществляется запуск отливок в производство (рис. 4) через специальный модуль оперативного управления. Интерфейс модуля разделен на две части: в верхней отображаются отливки, в нижней — необходимые стержни и полуформы. Для каждой позиции система показывает: количество к запуску, уже запущенные партии, остаток на складе и выявленный дефицит. Все данные обновляются в режиме реального времени. Система автоматически формирует требования-накладные на материалы при запуске заказов, обеспечивая точную синхронизацию между планированием и материально-техническим снабжением. Интеграция со складским учетом позволяет автоматически составлять план обеспечения производства с учетом текущих остатков и запущенных заказов, что служит эффективным инструментом управления для служб снабжения. При обнаружении брака на этапе плавки запускается процесс согласования с участием мастера, технолога, начальника цеха и ОТК. Все изменения фиксируются цифровыми подписями и привязываются к конкретному заказу.

Рис. 4. План запуска отливок

•  Контроль производства плавки. TechnologiCS позволил реализовать такой инструмент, как электронный журнал плавок (рис. 5), включающий фиксацию фактической шихты, контроль химического состава с автоматическим сравнением с нормативными значениями и визуальной индикацией отклонений, а также ведение протоколов механических испытаний и актов ОТК. Эта функциональность обеспечивает полную прослеживаемость производственного процесса — от сырья до готовой отливки. Развитый модуль формирования отчетов и печатных форм позволяет собирать всю информацию о жизненном цикле изделия/отливки из единой базы данных и формировать цифровой паспорт (цифровой двойник) по форме, согласованной с заказчиком.

Рис. 5. Плавильный журнал (режим Плавильная карта)

Результаты внедрения и эффекты

Внедрение системы на действующем производстве с несколькими плавильными печами и формовочными линиями продемонстрировало следующие количественные и качественные эффекты:

• сокращение времени подготовки технологической документации — с нескольких дней до минут для типовых изделий благодаря использованию шаблонов;
• ускорение расследования рекламаций — с нескольких дней до нескольких минут за счет сквозной прослеживаемости;
• исключение дублирования данных — единая база данных устраняет необходимость ручного переноса информации между подразделениями и исключает ошибки интеграций между множественными информационными системами;
• повышение точности калькуляций — обеспечивается прямое отнесение расхода ТМЦ на конкретные заказы с возможностью план-фактного анализа;
• сквозной контроль качества предоставляет инструмент для оперативного выявления причин несоответствия продукции с прослеживанием вплоть до поставщика материала.

Критические факторы успеха внедрения

Анализ проектов СИЭС Групп по цифровизации литейных производств позволяет выделить следующие критические факторы успеха:

•  Управление организационными изменениями. Первичное сопротивление персонала, вызванное многолетней работой с бумажными документами, требует специальной работы по адаптации интерфейсов системы под привычные способы работы пользователей. Практика показывает, что наиболее эффективным является поэтапное внедрение: от простых режимов с базовым набором функций к расширенной функциональности по мере роста компетенций сотрудников.
•  Преодоление «эффекта незаменимого специалиста». Внедрение прозрачных процессов часто встречает сопротивление со стороны сотрудников, чья экспертиза хранится в неформализованных таблицах и самописных приложениях без документации. Успех проекта зависит от решительной позиции руководства и наличия четкой стратегии управления изменениями.
•  Адаптация под отраслевую специфику. Литейное производство требует специальных инструментов подготовки производства, которых нет в стандартных PLM-системах, а также уникальных алгоритмов учета технологических параметров, отсутствующих в универсальных MES-решениях. Успешное внедрение возможно только при условии настройки функционала под особенности отрасли, создания единого решения на общей базе данных, исключения промежуточных интеграций между системами.

Заключение

Цифровизация литейного производства на базе платформы TechnologiCS демонстрирует высокий потенциал отечественных решений для повышения операционной эффективности в консервативных отраслях промышленности. Ключевым условием успеха является отказ от промежуточных «мостов» между информационными системами в пользу единой базы данных, охватывающей полный жизненный цикл продукции — от заказа клиента до паспорта готовой отливки.

Полученный опыт подтверждает, что в условиях импортозамещения программного обеспечения российские промышленные предприятия располагают технологическими возможностями для построения конкурентоспособных систем управления производством, соответствующих отраслевым стандартам качества и требованиям информационной безопасности. Сегодня главным ограничением масштабной цифровизации становится не технологический потенциал программных платформ, а необходимость реинжиниринга бизнес-процессов с учетом современных цифровых решений. Успешная реализация таких изменений невозможна без активной поддержки руководства предприятий и их структурных подразделений.

Список литературы:

1. Цифровая трансформация машиностроения — Институт статистических исследований и экономики знаний (ИСИЭЗ) НИУ ВШЭ — Tекст электронный. URL: https://issek.hse.ru/news/1141343734.html (дата публикации 25.03.2026).
2. Реестр российского программного обеспечения — Минцифры России — Текст электронный. URL: https://reestr.digital.gov.ru/reestr/ (дата обращения 01.04.2026).
3. «Умный завод» — цифровой! — САПР и графика — Текст электронный. URL: https://sapr.ru/article/26468 (дата публикации октябрь 2022).
4. Для тех, кто хочет вырваться вперед — САПР и графика — Текст электронный. URL: https://sapr.ru/article/26723 (дата публикации сентябрь 2024).