Industry 4.0: завод в смартфоне

Инновации помогают наращивать продажи станков и итальянским компаниям. По данным итальянской Ассоциации производителей деревообрабатывающего оборудования Аcimall, в первом полугодии 2017 г. продажи станков за рубеж составили порядка 900 млн евро, что на 8% больше по сравнению с аналогичным периодом 2016 г. «Внутренний рынок, в том числе и благодаря Industry 4.0, показывает среднее увеличение на 20%, – отмечает директор Acimall Карло Альберто Страда. – Что касается российского рынка, то цифры здесь очень хорошие: за первые пять месяцев 2017 г. итальянские компании продали оборудования на 20 млн евро».

«Умное производство»

В Европе главными двигателями развития Industry 4.0 в деревообработке являются крупные немецкие и итальянские производители. Компания SCM Group (Италия) на выставке AWFS Fair (Association of Woodworking & Furnishings Suppliers) в Лас-Вегасе (США) выиграла премию Visionary New Product Award в категории Industry 4.0 за «инновации и лидерство в деревообрабатывающей промышленности». Новая разработка компании – Lean Robot Cell 4.0. Это полностью автоматизированная система производства компонентов шкафа с двумя антропоморфными роботами. Она состоит из обрабатывающего центра с ЧПУ Morbidelli M600, кромкооблицовочного станка Stefani, сверлильного центра и роботов, которые поднимают, перекладывают и группируют панели. Система использует высокопроизводительные и в то же время простые в использовании машины. В результате она может выполнять различные задачи на разных стадиях обработки и способна производить до 500 панелей для шкафов за смену. Чтобы управлять Lean Robot Cell 4.0, нужен всего один оператор.

Над идеей создания «умных фабрик» (smart factory) активно работает и другая итальянская компания – Cefla Finishing. «Умная фабрика» радикально меняет работу людей посредством непрерывной связи между цифровым и реальным миром», – считают в компании. И действительно, оцифровка может способствовать улучшению обслуживания клиентов благодаря большей гибкости в оптимизации производства и ресурсов. Руководство Cefla Finishing уверено, что «умные фабрики» будущего смогут идеально сочетать эффективность массового производства с индивидуальных подходом для удовлетворения конкретных потребностей клиентов. Передовые инструменты моделирования позволят создавать все более реалистичные модели и сценарии, и в результате оптимизация ресурсов превратит фабрики в эффективных игроков отрасли. Они смогут использовать информацию в реальном времени, балансировать потребности и доступные ресурсы. Именно поэтому Cefla Finishing на выставке Cefla Live в г. Имола (Италия) представила ряд разработок в области мониторинга и софта.

Одна из них – инструмент моделирования производственных процессов cCloner. Часто перед началом производства необходимо получить реалистичный обзор процесса: проверить логистику линий, оценить пункты погрузки и разгрузки, проанализировать производственный поток и решить, как осуществлять сервисные операции. cCloner позволяет настраивать и симулировать процессы, чтобы обеспечить в режиме реального времени их соответствие требованиям производства и предотвращение неэффективности. Симуляция дает возможность настраивать параметры и предотвращать потенциальные ошибки. cCloner имеет в своей библиотеке около 100 машин и воссоздает их до мельчайших деталей, применяя мехатронику. Похожий инструмент – программное обеспечение cTracker, которое осуществляет постоянный мониторинг линии, сбор и анализ данных, связанных с производительностью оборудования, в режиме реального времени. Это ПО предоставляет оператору широкие возможности, сводя к минимуму время простоя и постоянно повышая общую эффективность производства. При включении питания система cTracker отображает сводную панораму линии, с помощью которой оператор может просмотреть детали отдельных машин, а также отследить сигналы тревоги. Удобный интерфейс обеспечивает прослеживаемость обработки каждой отдельной заготовки на линии. Для интеграции данных cTracker с ERP компании используется инструмент cLink.

Постоянный мониторинг технологических линий осуществляется с помощью сервиса Smart Contract, который позволяет специалистам Cefla действовать там и тогда, когда это необходимо, благодаря постоянному мониторингу технологических линий. «После мирового экономического кризиса 2008 г. производители оборудования поняли, что для выживания и роста необходимо инвестировать в инновации, без которых нет будущего, – говорит менеджер по инновациям Cefla Finishing Стефано Бартолини. – Благодаря компьютеризации производственного сектора, цепочка создания стоимости тщательно обновляется и меняет методы работы и, как следствие, сущность организаций. Новая парадигма состоит в эволюции, ориентированной на продукт бизнес-логики в широкую перспективу развития услуг. Сервис, как ни странно, является более важным экономическим аспектом, чем производство». Заводская цифровая система, которую Cefla Finishing предлагает клиентам, тесно интегрирована с другими системами, будь то справочная служба Cefla, другие заводы или поставщики услуг. Промышленные решения в сфере IoT вносят свой вклад в интеллектуальное производство и интеллектуальные цепи поставок. Таким образом, физические процессы, относящиеся к продуктам, дополняются цифровыми, которые с информационными потоками, способными объединять между собой машины, машины с фабрикой, а фабрики с другими производственными площадками и т.д.

Немецкая деревообрабатывающая промышленность также развивает технологии Industry 4.0, делая акцент на сервис и на клиентоориентированность. «Только простая цифровизация производства не приносит никаких конкурентных преимуществ, – отмечает директор по сбыту и маркетингу компании Weinig Group Грегор Баумбуш. – Наши решения всегда нацелены на получение пользы клиентами». Поэтому эффективное и ресурсосберегающее проектирование и производство, а также интеллектуальное обслуживание и ремонт являются основой сетевого производства под названием W 4.0 Digital, которое продвигает концерн Weinig Group. Все решения нацелены на то, чтобы клиент получал нужную информацию в нужное время и в удобном для работы виде. Это относится как к крупным, так и малым предприятиям, границы между которыми все больше стираются». Помимо многочисленных решений в области автоматизации, интеграции и оптимизации, Weinig занимается разработкой инструментов для контроля состояния станка и системы поддержания в исправном состоянии. Например, система мониторинга шпинделей. Она контролирует температуру шпинделей и сообщает о превышении предельных значений. Кроме того, Weinig имеет собственное сервисное программное обеспечение. Интегрированный онлайновый интерфейс позволяет определять проблемы в оборудовании на смартфоне независимо от местонахождения, отправлять сервисные запросы, тем самым уменьшая время простоя.

По прогнозам шведской компании Sandvik Coromant, к 2025 г. программное обеспечение будет составлять 50% стоимости рынка инструментального оборудования. В подтверждение этой тенденции крупные производители станков уже сегодня стараются конкурировать не только конструкционными особенностями оборудования, но и прилагаемым к нему софтом. В 2017 г. компания Homag вывела на североамериканский рынок новую облачную платформу для цепочки создания стоимости в деревообрабатывающей промышленности Tapio. Инновация обеспечивает динамический доступ к данным с каждого этапа производственного процесса. Пользователи Tapio могут не только получать данные в режиме реального времени с любой машины и в любое время, но и контролировать весь процесс производства со смартфона или iPad. Наряду с Tapio можно отметить такие инструменты, как Salvador SuperPush 200 и Optimizing Cross-Cut, которые предоставляют широкий спектр решений в области обработки древесины и панелей, а также интеллектуальную систему помощи оператору в контурной обработке – intelliGuide. Система поддерживает оператора визуально, направляя его посредством световой дорожки. Она также включает в себя новую лазерную технологию, которая проецирует на детали специальные индикаторы, помогающие оператору в работе. Это достигается благодаря уникальной системе камер, расположенной на верхней части машины, которая контролирует точное движение оператора и реагирует в реальном времени.

Американская компания Komo разработала программное обеспечение Komo Machine Manager 4.0 (KMM), которое позволяет отслеживать производительность и срок службы оборудования. Помимо этого, для быстрой настройки инструмента и высококачественной отделки деталей Komo создала автоматизированную сенсорную систему для калибровки инструментов. Другое американское ПО для деревообрабатывающих станков, которое появилось в 2017 г., – Osync Machine Analytics от компании Onsrud. Его особенность в том, что, помимо мониторинга оборудования, оно использует сложные алгоритмы для предоставления прогностической аналитики. «Есть и другие компании, которые работают над внедрением своих собственных программ мониторинга, но большинство из них по-прежнему концептуальны и ограничены основными функциями мониторинга, – считают в Onsrud. – Osync тоже была такой программой в течение двух лет, но теперь она переходит на новый уровень».

«Это может показаться парадоксальным, но Industry 4.0 делает нашу продукцию гораздо больше похожей на смартфон, – считает Стефано Бартолини. – Как и смартфон, который среди прочего позволяет совершать и принимать вызовы, деревообрабатывающее оборудование, помимо производства товара, выполняет новые функции, гарантируя многонаправленный информационный поток, который является основой «умного производства»: оптимизация производства, эффективная настройка, статистика, обслуживание, интеграция с транспортными системами и т.д.». Речь идет о наборе технологий, создающих киберфизическую систему, которая является автономной, взаимосвязанной и интеллектуальной и, следовательно, способна к интеграции между различными физически удаленными субъектами. По мнению Стефано Бартолини, инвестиции в такие инновации дадут компании существенные конкурентные преимущества. «Однако необходимо стратегическое долгосрочное видение и мужество для того, чтобы отказаться от концепции «владения технологией» и перейти к концепции улучшения предлагаемых услуг», – сказал Стефано Бартолини.

Программное обеспечение разрабатывают не только производители станков, но и инструментов. Например, шведская компания Husqvarna разработала облачную систему Fleet Services, которая собирает информацию о работе пилы и производительности конкретного оператора. Для этого пилы Husqvarna оснащены специальными датчиками. Информация передается на базовую станцию, которая, в свою очередь, загружает ее на сервер. «Связь между работником и его инструментами станет более интенсивной в будущем, – считает профессор Университета прикладных наук и искусств г. Геттингена (Германия) Фридберт Бомбош. – Для обслуживания, логистики, планирования вы собираете данные и создаете базовые знания с помощью уже существующей технологии».

По мнению производителей оборудования, существует несколько факторов, сдерживающих наступление четвертой промышленной революции. Один из них – отсутствие единых стандартов. По словам Доминика Вольфшутца, целью Industry 4.0 является цифровая интеграция продуктов, процессов и ресурсов без разрывов в медиа и интерфейсах. «Компании сегодня видят некую абстрактную концепцию Industry 4.0, – делится он. – Она обещает им высокую эффективность и прочие блага, но не имеет конкретных рекомендаций к действиям. Эта проблема возрастает, поэтому отрасли нужны стандарты, которые работают во всем мире».

Доминик Вольфшутц подчеркивает, что Industry 4.0 не является еще одним промышленным коммуникационным решением для управления в режиме реального времени и контроля данных. Коммуникации Industry 4.0 упрощают интеграцию компонентов, машин и установок и позволяют повысить эффективность на основе простых соединений с системами мониторинга и оптимизации состояния оборудования. По словам Фридберта Бомбоша, основная проблема заключается в том, чтобы наладить тесное сотрудничество между менеджерами и специалистами в области ИТ. «Менеджеры должны сделать технологии Industry 4.0 приоритетными, – считает он. – Кроме того, необходимо объединить всех участников цепочки поставок, чтобы построить из существующих компонентов функциональный поток данных. На это нужны будут инвестиции, программное обеспечение должно быть стандартизировано, желательно во всем мире». По словам Фридберта Бомбоша, единственный способ решить проблему недоверия между участниками производственного процесса – это популяризация основных целей Industry 4.0. «В России это будет осуществить проще, чем в Центральной Европе, – отмечает он. – В России есть один владелец леса – государство. В Германии их, к примеру, 2 млн. Сотрудничество между государством как владельцем леса и пользователями ограничено сроком в 49 лет, и это благоприятная ситуация для устойчивого лесопользования и развития Industry 4.0».

Однако пока в российской лесной промышленности внедрение Industry 4.0 происходит не очень активно, считает генеральный директор Первой мебельной фабрики Александр Шестаков. «Industry 4.0 предполагает полную автоматизацию производства – а это дорого, – объясняет он. – Для этого нужны серьезные инвестиции, а для них в России сейчас не самое лучшее время: банки выдают кредиты по слишком высокой ставке, рынок находится внизу, спрос на мебельную продукцию очень низкий. Обновленный завод в г. Санкт-Петербурге, производство на котором полностью автоматизировано, – это наше совместное предприятие с концерном ALNO AG (Германия). Таких фабрик по стране немного. За последние два года мы инвестировали в этот завод 50 млн евро. В смену там работает 800 человек. Для сравнения: на обычном предприятии такого типа трудится 1000–1800 человек». Генеральный директор компании «Техпромплит» Елена Смирнова тоже считает, что в России реализовывать Industry 4.0 в производстве сейчас способны только совместные предприятия с зарубежным капиталом. «Для Industry 4.0 в деревообработке нужны большие капиталовложения, кадры и инфраструктура, – говорит она. – Для регионов эти технологии неподъемны – их бюджет преимущественно дефицитный. В России необходимые инфраструктура и ресурсы для этих целей находятся в Москве, Санкт-Петербурге, Казани и Калуге, и там возможно внедрение таких технологий при соответствующих условиях. То есть это не малый и не средний бизнес в деревообработке, для которого, например, банковские кредиты труднодоступны. В совокупности с нестабильной экономической и политической ситуацией развитие Industry 4.0 становится затруднительным. Можно, конечно, внедрять какие-то элементы из этой области, но для этого необходимо модернизированное оборудование, потому что на старые станки новейший софт не поставишь».