MES-системы: ключ к повышению эффективности и конкурентоспособности производственного бизнеса

Роль MES-системы в производстве

Любое производство - это применение физических воздействий и/или химических реакций к сырью. Они должны следовать строгой технологии, иногда ноу-хау, которые хранятся в строгом секрете. MES-система как раз отвечает за соблюдение этих технологий, нормативов/стандартов не только от производителя, но и регуляторов в отрасли.

Все MES-системы можно разделить на два типа: для дискретного/партионного производства и для непрерывного производства. В первом случае технологические процессы изменяют свои характеристики только при смене партии, для непрерывного же производства подстройка технологических процессов выполняется постоянно в режиме реального времени — автоматически или вручную.

Чем больше в MES-системе автоматических операций, тем высокотехнологичнее считается производство. Далее мы уделим внимание специфике непрерывного производства, которая считается наиболее сложной с технологической точки зрения.

1. Повышение качества продукции и снижение брака c помощью MES

MES-системы позволяют внедрить эффективный контроль качества от приемки сырья до выпуска готовой продукции на каждом этапе производства. Они собирают и анализируют данные о сырье, настройках оборудования, параметрах выпускаемой продукции и работе производственного персонала. Благодаря этому возможно:

• определять оптимальные настройки оборудования (установки) с учетом требуемых характеристик сырья;

• оперативно выявлять отклонения от установленных норм/режимов, напрямую влияющих на качество;

• своевременно предотвращать выпуск бракованной продукции;

• внедрять автоматические проверки качества, минимизируя человеческий фактор.

Например, MES может фиксировать нарушения технологических параметров и уведомлять ответственных лиц, позволяя оперативно предотвратить или устранить проблему. В результате доля брака снижается, а качество продукции остается стабильно высоким.

Важнейшей системой контроля качества в составе MES является лабораторная информационная система (ЛИМС). Данные системы специализированные под конкретные типы производства, как правило закупаются и внедряются отдельно от остальных решений. ЛИМС в обязательном порядке должна быть интегрированной, чтобы данные о качестве поступали другим решениям в составе MES в нужное время и с необходимой детализацией (например, время и место отбора проб). Среди решений MES, для которых критично иметь оперативные данные о качестве, выделим систему сведения материального баланса.

Модули TL. Solutions для повышения качества продукции

Модуль "Сведение материального баланса"

Сведение материального баланса в непрерывном производстве - это, по сути, контроль соблюдения физических и химических законов в режиме, приближенном к реальному времени. Наше решение предназначено для автоматизации расчета согласованных материальных балансов с соблюдением заданных норм технологических потерь по технологическим установкам и в целом по предприятию, для выявления грубых ошибок в измерениях, определения мест возникновения потерь, визуализации рассчитанных и согласованных значений.

В идеале сведение материального баланса должно выполняться в реальном времени, но в реальности это далеко не так, и сведение происходит с неким запозданием. Чем позднее по времени происходит сведение материального баланса, тем больше может вызвать потерь и снижения качества, в целом снижая эффективность производства.

Правильное использование знаний об потерях - не только самого продукта, но и компонентов для его производства, которые влияют на качество, а также температурных и других режимов, позволяет удерживать качество продукции в заданных пределах / допусках. При этом выпуск продукции выше заданных параметром качества также считается не эффективным.

Возможности модуля:

Автоматическое получение исходных данных из АСУ ТП. Обработка и загрузка данных в действующие локальные системы для производственного учета и сведения материального баланса предприятия. Формирование и наглядная визуализация согласованного сводного материального баланса на уровне предприятия и если требуется, то на уровне холдинга.

Модуль "Управление сменами/бригадами"

Управление сменами и бригадами — ключевой процесс, влияющий на эффективность работы современного предприятия. В рамках MES-систем этот процесс должен отвечать ряду требований, чтобы обеспечивать прозрачность, гибкость и точность планирования смен/бригад, а именно:

• автоматизированным, чтобы минимизировать ошибки, связанные с ручным вводом данных, и упростить контроль за выполнением сменных заданий,

• гибким, то есть учитывать срочные изменения в производственном графике, незапланированные простои, больничные или пропуски сотрудников,

• прозрачным, т.е. вся информация о сменах, задачах и статусе работ должна быть доступна в режиме реального времени, включая исторические сведения.

Наше решение для автоматизации процесса ведения и передачи смен на производстве позволяет без заполнения бумажных журналов фиксировать все распоряжения по производственному процессу. Соответственно, при необходимости произвести оперативный ремонт или исправление ошибки модуль управления сменами помогает сделать это быстро и качественно, что положительно влияет на качество продукции.

Возможности модуля:

Автоматизация процесса - уход от ведения бумажных сменных журналов и переход на автоматизированный процесс ведения и передачи смен на производстве. Повышение промышленной безопасности за счёт минимизации сроков реагирования персоналом на производственные отклонения/события. Формирование смен на дату в режиме online для производственного объекта. Удобный поиск и анализ событий, которые происходили за смену и передавались последующим сменам. По сути, система автоматизации работы смен становится “цифровым сотрудником бригады”.

2. Повышение эффективности производства с помощью MES

MES-системы оптимизируют использование производственных мощностей, рабочей силы и сырья. Особенно необходимы они в разрезе энергоэффективности. Такие решения играют ключевую роль в оптимизации использования доступных энергоресурсов, что особенно важно в условиях роста цен на энергоносители и требований к устойчивому развитию производства. Они позволяют:

• контролировать энергопотребление на каждом этапе производства в режиме реального времени;

• следить за тем, чтобы энергоносители (топливо, вода, пар, электричество и т.д.) использовались максимально эффективно и без потерь/перерасхода;

• выявлять энергоемкие процессы и внедрять меры для их оптимизации;

• исключать избыточное использование ресурсов за счет точного планирования работ и операций;

• учитывать сезонность и климатические изменения;

• выявлять утечки и разливы энергоресурсов.

Все это позволяет оптимизировать энергозатраты и выпускать большее количество продукции за единицу времени, повышая эффективность производства.

Модули TL. Solutions для повышения эффективности производства

Модуль "Еженедельный отчет по энергоресурсам"

Эффективное управление энергоресурсами снижает затраты, повышает устойчивость производства и минимизирует его влияние на окружающую среду. MES-системы позволяют минимизировать потери и сделать энергопотребление управляемым и прогнозируемым, отслеживать потребление в реальном времени, анализировать пики нагрузки, выявлять скачки и неэффективные зоны.

На практике оснащенность приборами учета энергоресурсов ниже оснащенности основного технологического производства, поэтому при формировании отчетности по энергоресурсам нужно учитывать влияние человеческого фактора.

Наше решение для автоматизированного сбора, агрегации и анализа данных по типам энергоресурсов помогает сократить объем трудозатрат, ошибок и времени персонала на сбор, агрегацию данных и подготовку отчетности. Повысить качество данных в основе аналитики. Обеспечить наличие достоверной и актуальной информации в необходимых аналитических разрезах для принятия управленческих решений. С его помощью можно производить мониторинг сводной информации по энергоэффективности производственных процессов на уровне установки/ производства/ предприятия/ холдинга с возможностью декомпозиции по составляющим.

Возможности:

• сбор информации по различным типам ресурсов ТЭК (топливно-энергетического комплекса);

• автоматизация набора информеров с основными отраслевыми показателями;

• инструменты визуального представления и мониторинг контролируемых отраслевых показателей;

• планшет руководителя с удобным и визуально современным интерфейсом.

3. Compliance, или соответствие требованиям Ростехнадзора с помощью MES

Для производственных предприятий соблюдение норм и требований Ростехнадзора является критически важным. При этом Ростехнадзор регулярно выпускает дополнительные требования и уточнения, которые необходимо оперативно учитывать в своей работе и отчетности. В этой области современные MES-системы обеспечивают:

• автоматический сбор данных по оборудованию, необходимых для отчетности перед надзорными органами;

• хранение в требуемом горизонте направленной ранее отчетности регуляторам, а также исходных данных, на основе которых она была сформирована;

• возможность отслеживания и документирования всех этапов производства;

• соответствие стандартам безопасности и качества продукции.

Благодаря этому предприятие не только избегает штрафов и административных рисков, но и укрепляет доверие со стороны партнеров и клиентов. MES-системы помогают создать прозрачную и безопасную производственную среду, соответствующую законодательным требованиям.

Модули TL. Solutions для соответствия требованиям эксплуатации оборудования

Модуль диагностики и мониторинга

Данный модуль позволяет прозрачно вести мониторинг работы динамического и статического оборудования, осуществлять должный уход за оборудованием, особенно опасным или критичным для производства, вовремя проводить ТО и отслеживать ключевые параметры. Все это помогает бизнесу избежать серьезных поломок, дополнительных внеплановых операций, а также повысить безопасность и эффективность производства.

С его помощью можно обеспечить:

• повышение эксплуатационной готовности технологических объектов за счет минимизации количества внеплановых остановок технических устройств и сооружений;

• повышение уровня надежности и промышленной безопасности активов за счет внедрения автоматизированных бизнес-процессов on-line мониторинга и диагностики ключевых производственных объектов предприятия;

• прогнозирование потенциальных отказов в режиме реального времени;

• совместную работу команды специалистов по оперативному управлению производственными активами в части следующих направлений работы: надежность, производственная безопасность, экология.

Модуль управления производственными событиями (TL Events)

Модуль представляет собой единое окно для всех производственных событий, необходимых для эффективного функционирования технологического объекта (например, установки, парка и т.д.), независимо от их происхождения и формы. Ключевая особенность модуля — возможность объединять несколько событий для последующего мониторинга и контроля отклонений. Это позволяет быстро реагировать на сбои и несоответствия в производственных процессах, сводя к минимуму возможные последствия.

Кроме того, модуль интегрируется с различными системами-источниками, обеспечивая круглосуточный сбор и обработку данных о событиях и отклонениях в едином информационном пространстве. Это способствует улучшению взаимодействия между элементами производственной инфраструктуры.

Модуль сокращает время реагирования персонала на события и отклонения, позволяет оперативно выявлять и устранять проблемы, повышает прозрачность управления и обеспечивая быстрый доступ к актуальной информации о состоянии производства и его результатах.

Модуль предиктивной аналитики (TL Predictive Analytics)

В модуле реализованы алгоритмы прогнозирования и предотвращения отказов. В режиме реального времени модуль анализирует паттерны работы оборудования, выявляет отклонения от нормы, фиксирует нестандартные тенденции и помечает их.

Перед использованием аналитические алгоритмы требуют предварительного обучения на основе накопленных данных не менее чем за год. Первоначально система отфильтровывает некачественные данные и устраняет «шумы», неизбежные при эксплуатации промышленного оборудования в различных условиях, включая климатические. После очистки данных проводится обучение моделей.

Благодаря этому предиктивная аналитика может обнаруживать состояния, при которых оборудование уже работает с отклонениями от штатного режима, но еще не достигло предаварийного состояния, отправляя соответствующие уведомления операторам оборудования. При этом система предлагает рекомендации для персонала по оптимизации работы конкретного узла или детали.

Вывод

Внедрение MES-систем позволяет производственному бизнесу достичь значительных результатов. Они помогают улучшить качество продукции, повысить эффективность процессов и гарантировать соответствие нормативным требованиям. Эти три эффекта делают MES-системы стратегически важным инструментом для развития и укрепления позиций производственных компаний на рынке.

Подробнее об экосистеме TL.Solutions