IT.UA - home page

Меню
Aside section
Назад к списку

Smart Factory - умное производство

Понятия «умная фабрика» (Smart Factory), «умное производство» (Smart Manufacturing), «фабрика будущего» (Factory of the Feature) появились совсем недавно и пока не имеют строго определенных значений; сейчас они используются как синонимы, хотя понятие «фабрика будущего» более объемно и включает в себя не только «умные производства», но также виртуальные и цифровые предприятия (см. ниже).

Национальный институт стандартов и технологий США (NIST) определяет термин Smart Manufacturing так: это «полностью интегрированные корпоративные производственные системы, которые способны в реальном масштабе времени реагировать на изменяющиеся условия производства, требования сетей поставок и удовлетворять потребности клиентов».1 В этом определении главное: «в реальном масштабе времени», т.е. максимально оперативно. Достигаются названные цели за счет интенсивного и всеобъемлющего использования информационных технологий и киберфизических систем на всех этапах производства продукции и её поставки.

«Умное производство», наряду с Промышленным Интернетом Вещей, лежит в основе Индустрии 4.0 (Industrie 4.0). Такое название получила программа немецкого правительства по развитию высоких технологий. Характерная черта Индустрии 4.0 –полностью автоматизированные производства, на которых управление всеми процессами осуществляется в реальном масштабе времени и с учетом меняющихся внешних условий.

Поскольку понятие «умное производство» весьма расплывчато (иногда под ним понимают активную роботизацию, автоматизацию большинства производственных и управленческих процессов и даже просто инновации), а переход к нему совершается в несколько этапов, занимающих не один год, делаются попытки разделить это понятие на три. Так, Э. Филос, координатор ИКТ-проектов в седьмой рамочной программе Европейского союза по научно-техническому сотрудничеству, разделяет фабрики будущего на три основных типа — цифровые (Digital), «умные» (Smart) и виртуальные (Virtual).2

Цифровые, «умные» и виртуальные фабрики

Фабрики будущего (Factory of the Feature) принято подразделять на три основных типа — цифровые (Digital), «умные» (Smart) и виртуальные (Virtual).

Digital Factory

Основная задача Цифровой Фабрики – разработка моделей выпускаемых продуктов с использованием средств цифрового проектирования и моделирования. Названные средства начинают использовать еще на стадии исследований и разработок, а заканчивают созданием «цифрового макета» (Digital Mock-Up, DMU), «цифрового двойника» (Digital Twin), опытного образца, выпуском мелкой серии или отдельных изделий, кастомизированных под требования заказчика.

Основные системы и технологии:

  • Системы CAD/CAM/CAE, объединяемые русскоязычным термином САПР (система автоматизированного проектирования).
  • PDM (Product Data Management)— система управления данными об изделии.
  • PLM (Product Lifecycle Management) — прикладное программное обеспечениедля управления жизненным циклом продукции.
  • Станки с ЧПУ.
  • 3D-принтеры и другие аддитивные технологии.

Smart Factory

«Умные» фабрики нацелены на серийный выпуск изделий, но при сохранении максимальной гибкости производства. Обеспечивается это благодаря высокому уровню автоматизации и роботизации предприятия. Широко применяются автоматизированные системы управления технологическими и производственными процессами. Технологии Промышленного Интернета Вещей (IIoT) обеспечивают межмашинное взаимодействие оборудования. Производственные активы предприятия, снабженного датчиками и средствами связи, работающими по протоколу IPv6, способны выпускать продукцию почти (или вовсе) без участия человека. Справиться с резко возросшими потоками информации, поступающими от датчиков и автоматизированных систем управления, позволяют технологии обработки больших данных (Big Data).

Основные системы и технологии:

  • АСУТП – автоматизированная система управления технологическими процессами.
  • APS (Advanced Planning and Scheduling) — синхронное (усовершенствованное) планирования производства.
  • MES (Manufacturing Execution System) – система управления производственными процессами.
  • IIoT ((Industrial Internet of Things) – промышленный (индустриальный) интернет вещей.
  • Big Data – большие данные.

 Virtual Factory

Виртуальная фабрика – это сеть цифровых и «умных» фабрик, в которую включены также поставщики материалов, компонентов и услуг. Для управления глобальными цепочками поставок и распределенными производственными активами на такой фабрике используется ряд автоматизированных систем управления предприятием. При должной степени интеграции они позволяют разрабатывать и использовать виртуальную модель всех организационных, технологических, логистических и прочих процессов, проходящих не только на предприятии, но на уровне распределенных производственных активов и глобальных цепочек поставок, вплоть до послепродажного обслуживания.

Основные системы и технологии:

  • ERP (Enterprise Resource Planning) – планирование ресурсов предприятия. 
  • CRM (Customer Relationship Management) – система управления взаимоотношениями с клиентами.
  • SCM (Supply Chain Management) – управление цепочками поставок.3

Финансовые перспективы и этапы внедрения

Потенциал роста мирового рынка «фабрик будущего» огромен. Объем рынка цифровых фабрик (PLM-системы, аддитивные технологии, аппаратное и числовое программное обеспечение, станки и т.д.) достигнет, по разным оценкам, 260 млрд. долларов к 2020 году и 740 млрд. долларов к 2035 году. Объем рынка «умных фабрик» — соответственно 490 млрд. долларов и 1,35 трлн. долларов. По виртуальным фабрикам эксперты ожидают роста в 690 млрд. долларов к 2020 году и почти 1,5 трлн. долларов через 20 лет.4

Возможно, уже реализуются проекты построения новых предприятий, максимально приближенных к реализации концепции Smart Factory и даже Virtual Factory, однако перевод уже работающих предприятий на новые принципы планирования, производства, поставок и послепродажного обслуживания продукции будет осуществляться постепенно и с максимальным использованием уже имеющихся производственных активов. Последовательность перехода существенно зависит от специфики работы предприятия и доступности новых технологий.

В компании IT-Enterprise выделяют следующие этапы, которые нужно пройти для того, чтобы реализовать концепцию Smart Factory и заложить основы для дальнейшего перехода к Virtual Factory.5

  • Цифровизация производства. Обеспечение персонала мобильными платформами, установка на оборудование датчиков и промышленных контроллеров. Установка нового оборудования, которое уже изначально оснащено цифровыми интерфейсами. Идентификация физических объектов предприятия.
  • Обеспечение сетевого взаимодействия. Задачу сбора данных с датчиков в реальном масштабе времени можно решить за счет подключения всех устройств и датчиков к платформе IT-Enterprise.IIoT. Оперативный обмен информацией между сотрудниками обеспечивает корпоративная социальная сеть IT-Enterprise.Hubber.
  • Построение цифрового двойника предприятия (digital twin). Решение задачи визуализации реального состояния дел на предприятии. Выработка четких правил, по которым можно выявить отклонения от нормы, произошедшие при выполнении производственных и бизнес-процессов. ERP-система IT-Enterprise позволяет очень детально и оперативно визуализировать и отслеживать состояние производства по всему холдингу, по предприятию, показатели работы подразделений и конкретного оборудования.
  • Обеспечение, посредством мобильных платформ, синхронизации данных автоматизированной системы планирования и данных, полученных от оборудования, оперативная корректировка планов. Обеспечение достоверности и полезности оперативной информации.
  • Переход к задачам планирования в реальном масштабе времени на основе достоверной информации о ходе производственных процессов.
  • Обеспечение автоматической реакции системы управления на большинство производственных ситуаций. То есть это решение, которое выработано индивидуально для конкретного оборудования, которое индивидуально настраивается и благодаря этому система сможет запускать автоматические реакции на производственные события из производства.

Компания IT-Enterprise предлагает не только развитую ERP-систему, но также и другие решения, позволяющие начать переход к технологиям Virtual Factory: CRM, SCM и др.

Ссылки:

1. https://www.manufacturingtomorrow.com/article/2017/02/what-is-smart-manufacturing--the-smart-factory/9166
2. https://books.google.com.ua/books?id=oeEVAwAAQBAJ&num=8&source=gbs_slider_cls_metadata_9_mylibrary
3. https://technet-nti.ru/article/fabriki-buducshego
4. http://www.ng.ru/science/2018-02-27/100_industry270218.html?id_user=Y
5. https://www.youtube.com/watch?v=5EWh1icuS0M&feature=youtu.be

  • Предыдущая
  • следующая
Get in touch

Получить
наше бизнес предложение
Получить
наше бизнес предложение
Заполнить форму