Der Artikel untersucht ein riesiges Projekt, an dem mehrere Unternehmen beteiligt waren: die Erstellung und Implementierung eines MES-Systems im Werk Voronezhsintezkauchuk, das synthetische Kautschuke und thermoplastische Elastomere (TPE) herstellt. Es wird gezeigt, wie Sie mit dem MES-System Geschäftsprozesse in einem Unternehmen verbessern können.

Zeitschrift "ISUP", Moskau

MES-Systeme

Vor einigen Jahren erschienen in unserem Magazin Artikel über MES-Systeme, aber dieses Thema wurde damals noch nicht sonderlich weiterentwickelt. Irgendwann schien es sogar so, als ob sich MES-Systeme selbst in unserer Branche nicht gut durchsetzen würden. Allerdings war die Zeit für sie damals einfach nicht gekommen. Heute werden wir über eine Implementierung sprechen, die die Effizienz deutlich gesteigert hat Herstellungsprozesse bei einem der größten russischen Unternehmen zur Herstellung von Synthesekautschuk.

Beginnen wir mit der Hauptsache: Was ist MES? Dabei handelt es sich um eine Art Zwischenglied zwischen Produktionsplanungssystemen (ERP) und Prozessleitsystemen (APCS).

Der technologische Prozess in jedem Unternehmen ist einzigartig, und doch gibt es Gemeinsamkeiten: Alle Anlagen werden seit langem von automatisierten Prozessleitsystemen unterschiedlicher Art gesteuert, von SPS bis hin zu leistungsstarken DCS. Gleichzeitig gibt es in jedem Unternehmen eine Ebene, deren Fokus auf dem Kunden liegt – dem Verbraucher der hergestellten Produkte. Hier werden Produktion und Logistik geplant, Umsätze prognostiziert und Kosten kontrolliert. Bereits vor 15–20 Jahren nutzten sie auch, um bei der Arbeit auf dieser Ebene zu helfen automatisierte Systeme ERP ( aus dem Englischen Enterprise Resource Planning – „Unternehmensressourcenplanung“).

Zwischen den Ebenen des technologischen Prozesses und der Produktionsplanung gab es schon immer eine Zirkulation große Menge Papierberichte, die von Linemen, Betreibern, Ingenieuren, Disponenten und anderen Mitarbeitern verfasst wurden. Es wurden Papierprotokolle geführt, Berichte in Excel-Tabellen zusammengestellt, Regimeblätter aus dem Prozessleitsystem ausgedruckt, all diese Berichte wurden endlos vervielfältigt und wanderten von Büro zu Büro. Separate schwierige Arbeit Der Abbau der Materialbilanzen nahm viel Zeit in Anspruch. Doch nach und nach, später als auf anderen Ebenen, begann auch hier die Automatisierung von „Papier“. Handarbeit. Es entstanden Anwendungsprogramme zur Analyse und Verarbeitung von Daten im Zusammenhang mit technologischen Prozessen. Sie werden zusammenfassend als MES bezeichnet.

Heute MES ( aus dem Englischen Das Manufacturing Execution System – „Manufacturing Process Management System“) ist keine separaten Anwendungen mehr, sondern ein umfassendes System, das die Produktion vereint (Abb. 1). Mit Hilfe von MES können Anwender Informationen über alle Produktionsabläufe im Unternehmen erhalten. Dies geschieht in einem möglichst echtzeitnahen Zeitmodus. Und so können Sie die Produktion transparent und akzeptable gestalten Managemententscheidungen Mit hohe Geschwindigkeit und Mobilität.

Reis. 1. MES-Module

MES-Systeme sind besonders bei Unternehmen mit mehrstufigen technologischen Prozessen gefragt, die von vielen Faktoren abhängen: Temperatur, Druck, Energieverbrauch usw.

Genau das ist das Voronezh-Unternehmen der SIBUR-Gruppe „Voronezhsintezkauchuk“. Um die Effizienz der Produktionsprozesse am Produktionsstandort Woronesch zu steigern, wurde daher im Jahr 2012 ein Großprojekt zur Implementierung des MES-Systems gestartet.

Um uns den Produktionsumfang im Werk Woronesch vorzustellen, machen wir einen kleinen Exkurs. Öl enthält bekanntlich Begleitgas (APG), das bei der Verarbeitung von ihm abgetrennt wird. Viele Jahre lang wurde dieses Gas einfach verbrannt, aber APG hat eine andere, viel effektivere Verwendung: die Herstellung von Polymeren, die uns täglich umgeben. Alles – von Kunststofffenstern bis zu medizinischen Instrumenten, von Mineralwasserflaschen bis zu Autoteilen – ist ein Produkt der mehrstufigen Verarbeitung von Erdölbegleitgas.

Der wichtigste Rohstoff für die Herstellung von Synthesekautschuk ist Butadien, das wiederum aus APG hergestellt wird. Der SIBUR-Standort Woronesch erhält Butadien aus Togliatti sowie aus Tobolsk, jeweils von den Unternehmen Togliattikauchuk und Tobolsk-Neftekhim.

Bereits in Woronesch wird Butadien mithilfe zahlreicher technologischer Verfahren verarbeitet, wodurch nicht nur synthetischer Kautschuk, sondern auch thermoplastische Elastomere (TPE) entstehen – Materialien, die die Vorteile von Kunststoff und Gummi vereinen. Das Hauptanwendungssegment des ersten ist der Automobilsektor, das zweite das Baugewerbe.

Das am Industriestandort Woronesch von SIBUR implementierte MES-System ermöglicht Ihnen die Überwachung des gesamten technologischen Prozesses, von der Phase der Rohstoffannahme bis zum Versand der fertigen Produkte an das Lager.

GE Proficy Softwareplattform

Um ein MES aufzubauen, war eine Softwareplattform erforderlich. Die Wahl fiel auf ein Produkt von General Electric.

GE, ein riesiger Konzern, der vor 138 Jahren von Thomas Edison selbst gegründet wurde, war im Laufe seiner Geschichte als Hersteller elektrischer Geräte bekannt: Kompressoren, Turbinen, Umspannwerke, Kühlschränke, medizinische Einheiten und eine Vielzahl anderer Hardware. Allerdings in letzten Jahren Die Ambitionen des Unternehmens haben sich geändert: Jetzt ist es aktiv in der Softwareentwicklung tätig: Das Unternehmen hat fest vor, in die Top 10 der weltweit führenden Entwickler von Softwarelösungen aufzusteigen.

Eine dieser Lösungen ist das Softwareprodukt Proficy, das weltweit erfolgreich zum Aufbau von MES-Systemen eingesetzt wird.

Unter Berücksichtigung der Besonderheiten der Implementierung bei Voronezhsintezkauchka musste GE ermitteln, was genau der Kunde zum Aufbau einer Vorlagenlösung benötigte. Mithilfe einer proprietären Methodik digitalisierte die Enterprise Architect-Software von GE Kundenanforderungen und erstellte Szenarien für deren Verwendung. Diese Methodik ermöglichte es uns, jegliche Diskrepanzen zwischen SIBUR-Spezialisten und Softwareproduktentwicklern zu vermeiden. So entstand eine MES-Systemvorlage, die alle Wünsche des Kunden berücksichtigte.

Unternehmen „Voronezhsintezkauchuk“

Stellen wir dem Leser kurz das erste Unternehmen der Gruppe vor, in dem ein MES-System eingeführt werden sollte. Voronezhsintezkauchuk produziert seit 1932 synthetischen Kautschuk. Bis 1992 wurde Ethylalkohol als Rohstoff für die Kautschukproduktion verwendet, später stellte das Werk jedoch auf eine Technologie um, die auf der Verarbeitung des an das Werk gelieferten Butadiens basiert. Die ununterbrochene Versorgung mit Rohstoffen von anderen Unternehmen der SIBUR-Gruppe ermöglicht dem Standort Woronesch den Aufbau langfristiger Kundenbeziehungen. Die Bedeutung dieses Faktors kann kaum überschätzt werden: Ein erheblicher Teil der Unternehmen, die im Land synthetischen Kautschuk herstellen, wurde gerade wegen Rohstoffmangels geschlossen.

Wie oben erwähnt, produziert das Werk nicht nur synthetischen Kautschuk (der hauptsächlich zur Herstellung von Reifen verwendet wird), sondern auch thermoplastische Elastomere – TEP, Substanzen, die die Eigenschaften von Kunststoff und Gummi vereinen. Daher umfasst das Kundenportfolio des Werks beide Hersteller Autoreifen(Michelin, Bridgestone, Pirelli, Yokohama usw.) sowie Unternehmen, die Produkte an die Bauindustrie liefern.

Eine separate Produktionsanlage, TEP-50, produziert Rohstoffe für Weichdächer, Dichtstoffe und Klebstoffe. Auch im Straßenbau haben die Produkte der TEP-50-Anlage breite Anwendung gefunden. Aus thermoplastischen Elastomeren gewonnene Polymer-Bitumen-Bindemittel können die Verschleißfestigkeit der Deckschicht des Straßenbelags deutlich erhöhen und insgesamt die Lebensdauer des Straßenbelags verlängern. Es ist zu beachten, dass der Standort Woronesch von SIBUR der einzige TEC-Hersteller in Russland ist. Mehr als 80 % der im Inland verbrauchten thermoplastischen Elastomere werden in Woronesch hergestellt.

„IndaSoft“ – Systemintegration

Im Jahr 2012 wurde das russische Integratorunternehmen IndaSoft eingeladen, ein MES-System im Werk Woronesch zu implementieren. Erstens, weil die Hauptrichtung seiner Tätigkeit die schlüsselfertige Implementierung von MES ist. Und zweitens, weil IndaSoft-Spezialisten für diese Aufgabe entwickelt wurden Softwareprodukte, entsprechend der russischen Realität und Gesetzgebung, enthalten im Register russischer Software:
- Materialbilanzsystem (I-DRMS);
- Energiebuchhaltungssystem (I-EMS);
- Überwachungskontrollsystem (I-DS/P).

Das Unternehmen IndaSoft hat über 100 Projekte bei verschiedenen Unternehmen abgeschlossen, aber dies war das erste Mal, dass wir mit den Besonderheiten der Gummiproduktion in Berührung kamen. Tatsache ist, dass diese Produktion eine sehr komplexe Abrechnung hat: Synthesekautschuke bestehen aus einer Vielzahl von Komponenten, außerdem sind bei der Produktion 19 Energieressourcen beteiligt.

Reis. 2. Integration von MES mit SAP

Deshalb stellte der Kunde dem Integrator die Aufgabe, das MES-System nicht nur zu implementieren, sondern es auch damit zu kombinieren SAP-System, Automatisierung der Arbeit von Buchhaltern, Finanz-, Personal- und anderen Dienstleistungen. Dieses System wurde parallel im Werk Voronezhsintezkauchuk implementiert. Durch die Integration von MES und SAP mussten Probleme im Zusammenhang mit dem Vergleich von Plan und tatsächlicher Produktion, der Übertragung technischer Aufträge, Testergebnissen, dem Problem der Bilanzen und der Koordination der Produktion von Materialien und Ressourcen gelöst werden.

Für die Aufgaben der Integration von MES mit anderen im Werk implementierten Systemen (SAP und LIMS) wurden Softwareprodukte von GE Digital ausgewählt. Allerdings war das MES von Anfang an in das Prozessleitsystem integriert – ein Versandmodul wurde implementiert.

Reis. 3. Mnemonisches Diagramm im Kontrollraum, das die im Unternehmen ablaufenden technologischen Prozesse widerspiegelt

Bereits 2014 sah der Werksdisponent die gesamte Produktion auf dem Monitor (Abb. 3): Welche Linien funktionieren und welche stehen, wie effizient läuft die Arbeit. Zuvor erfuhr der Disponent diese Informationen telefonisch: Bediener und andere Mitarbeiter, die das automatisierte Prozessleitsystem bedienten, riefen ihn an und berichteten über das Geschehen. Somit hingen die Informationen des Disponenten von den Mitarbeitern ab, alles musste in Papierprotokollen festgehalten werden und die Entscheidungsfindung nahm viel Zeit in Anspruch. Jetzt kommen die Informationen möglichst echtzeitnah direkt von den Sensoren des automatisierten Prozessleitsystems. Und die Anrufe laufen jetzt im umgekehrten Modus: Der Dispatcher ruft den Operator an und weist darauf hin, dass seine Leitung nicht effizient genug arbeitet oder eine Störung vorliegt. Entscheidungen werden sehr schnell getroffen. Darüber hinaus entfällt das Ausfüllen von Papierprotokollen vollständig, was Sie von unnötiger Arbeit befreit und menschliches Versagen eliminiert, da alle Informationen über den technologischen Prozess automatisch in das MES gelangen.

Hierbei ist gesondert zu beachten, dass die Verbindung zwischen dem Prozessleitsystem und dem MES-System einseitig erfolgt. Das MES-System erhält Informationen über den Fluss technologische Prozesse von verschiedenen automatisierten Prozessleitsystemen der Anlage, aber keine Informationen und keine Steuersignale können über das Netzwerk zum automatisierten Prozessleitsystem zurückkommen. Rückkopplung nur durch Personen durchgeführt: zum Beispiel durch dasselbe Telefon. Dies ist vor allem aus Sicherheitsgründen wichtig.

Reis. 4. In der TEP-50-Bedienerinstallation: an der Wand - Videoinformationen aus der Werkstatt; auf dem Monitor des Bedieners – ein Gedächtnisdiagramm des Arbeitsprozesses

Die „heißeste Zeit“ bei der Arbeit an der MES-Implementierung kam jedoch in der zweiten Jahreshälfte 2014. Bis zum Sommer waren alle notwendigen Bewerbungen geschrieben, alles vorbereitet notwendige Ausrüstung. Bis zum neuen Jahr blieben noch sechs Monate. In diesen sechs Monaten war die Implementierung des Systems notwendig, da das neue Geschäftsjahr am 1. Januar beginnt und MES parallel zu SAP arbeiten musste. Diese rekordverdächtige Implementierung wurde pünktlich abgeschlossen.

Wie es funktioniert

Das Projekt zur Implementierung von MES am SIBUR-Standort Woronesch ist wirklich einzigartig, da hier erstmals in Russland die Integration zweier Systeme – MES und SAP – möglich war. Dank der Integration war es möglich, den Stoffhaushalt der Anlage schnellstmöglich zu reduzieren. Daten über den Bestand an Fertigprodukten im Lager werden täglich im MES aktualisiert und an SAP übermittelt.

Erklären wir es weiter klares Beispiel: Sobald der Lagerhalter einen Teil der Gummilieferung erhält, zeichnet er dieses Ereignis im Computer auf. Die Informationen werden sofort in das System eingegeben und an SAP gesendet, wo sie auch sichtbar sind.

Auch diese Charge wird zur Qualitätskontrolle an das Labor geschickt. Synthetische Kautschuke können eine unterschiedliche Zusammensetzung haben. Unterschiedliche Kunden benötigen unterschiedlichen Gummi. Die Qualität der Charge wird von Mitarbeitern im LIMS-Laborsystem erfasst, von dort gelangen diese Informationen in das MES, das sie sortiert Endprodukte für einen bestimmten Kunden. Passiert monatlich große Menge Sortierung, daher ist es klar, dass die Automatisierung den Arbeitsprozess erheblich erleichtert, beschleunigt und optimiert hat. Darüber hinaus können Sie Produkte jetzt schnell an den Kunden versenden, ohne sie in einem Lager lagern zu müssen.

Auf der Grundlage aller gewonnenen Daten wird einmal täglich eine Materialbilanz sowie eine Wirtschaftsbilanz erstellt – eine Ausnahmesituation für unsere Branche, in der die Bilanzen einmal im Monat erstellt werden und sehr hohe Arbeitskosten erfordern. Heutzutage ist der Saldenausgleich bei Voronezhsintezkauchuk zu einer sehr praktischen Funktion geworden, die das Unternehmen benötigt.

Für jede Energieressource erfolgt die gleiche Bilanzierung.

Und alle diese Daten (wir betonen – verlässliche Daten!) sind für alle Mitarbeiter des Unternehmens in Echtzeit einsehbar verschiedene Level: Ingenieure, Disponenten, Abteilungsleiter, Generaldirektor usw.

Beachten wir die wichtigsten Geschäftsergebnisse der MES-Implementierung und der SAP/MES-Integration:
- Empfangen von Primärdaten von Messgeräten mit einer prüfbaren Änderung in SAP (über MES);
- ein transparenter Algorithmus zur Bildung aggregierter und vereinbarter Indikatoren der Anlagenleistung auf der Grundlage gemessener Daten;
- Zugriff auf Primärmessungen automatisierter Prozesskontrollsysteme auf allen Ebenen des Produktionsmanagements, Qualitätskontrolle automatisierter Prozesskontrolldaten;
- ein einziger zuverlässiger Datensatz zur Erstellung von Betriebsberichten, alle Dienste des Unternehmens erhalten Daten aus einer einzigen Quelle;
- eine einzige Quelle für Qualitätsdaten, automatische Datenübertragung an MES und SAP ERP zur Zertifizierung;
- Betriebskontrolle der Parameter einer sicheren und effektiven Aufrechterhaltung technologischer Systeme von überall aus.

Konstantin Beljakow:
„Nicht die Wahl des MES selbst ist wichtig, sondern seine Funktionen“

Eine Spezialanwendung ist das Manufacturing Execution System (MES), ein PrSoftware(Software) zur Lösung von Problemen der Synchronisierung, Koordination, Analyse und Optimierung der Produktausgabe im Rahmen einer beliebigen Produktion. MES-Systeme gehören zur Klasse der Shop-Level-Management-Systeme, können aber auch zur integrierten Produktionssteuerung im gesamten Unternehmen eingesetzt werden.

Wie beurteilen Sie die Entwicklung von MES-Systemen im Allgemeinen?

Es gibt eine gewisse Dynamik bei der Umsetzung, aber nicht sehr viel. In Unternehmen, in denen es um die Einführung von MES-Systemen geht, werden hauptsächlich folgende Funktionen implementiert: OEE-Berechnung, Produktgenealogie oder Versand (Aufgabenverwaltung). Integrierte Lösungen MES, mit Integration von ERP, MES, Qualitätsmanagementsystem, Gerätewartungs- und Reparatursystem (EAM), - Einheiten.

Die Funktionalität von MES- und ERP-Systemen dupliziert sich teilweise. Zum Beispiel Personalmanagement, Qualitätsmanagement, Produktionsanlagen und Wartung ist sowohl dort als auch dort verfügbar. Liegt dies an einem echten Bedarf oder an den Marketingambitionen der Softwarehersteller?

Betrachtet man diese Systeme als eigenständige Systeme, so ist das Vorhandensein zusätzlicher Funktionalität eher ein Marketinganspruch. Bei der Entscheidung, die eine oder andere Option zu implementieren, wird ein System mit mehr Funktionalität vorzuziehen sein. Auch hier gilt, wenn diese Funktionalität gefragt ist. Aber wenn wir sagen, dass das Unternehmen beide Systeme (ERP und MES) installiert hat und die Funktionalität dupliziert ist, dann ist das ein Konstruktionsfehler. Im Projektstadium gilt es, die Funktionalität der Systeme zu ermitteln und zu differenzieren. Und durch die Erhöhung des Integrationsgrads der Systeme können Doppelfunktionen vermieden werden.

Welche Aufgaben lassen sich sinnvoller in einem MES lösen, welche in einem ERP-System?

ERP-Systeme können viele Funktionen haben, aber die Hauptaufgabe, die ein ERP-System lösen muss, ist die zentralisierte Finanzverwaltung: Planung, Registrierung und Verteilung von Fakten, Kontrolle. Das ERP-System muss alle (materiellen und immateriellen) Maßnahmen des Unternehmens im Finanzbereich widerspiegeln, unabhängig davon, in welchem ​​System sie erfasst werden. Mit MES können Sie Probleme der Faktoranalyse der Produktionsausführung lösen, die Effizienz der Gerätenutzung bewerten, den Energieverbrauch berücksichtigen, Aufgaben versenden und natürlich eine Genealogie (Rückverfolgbarkeit) von Prozessen usw. erstellen.

Welche wirtschaftlicher Effekt kann bei der Implementierung von MES erreicht werden? Welche Auswirkungen haben Sie in Ihrem Unternehmen beobachtet?

Der Einsatz von MES kann Energiekosten und Materialverluste in der Produktion reduzieren sowie die Anlageneffizienz und die Gesamtbetriebseffizienz im Unternehmen steigern. Bevor wir mit der Umsetzung des „Pilotprojekts“ bei Baltika begannen, standen wir vor folgenden Aufgaben: Steigerung der Effizienz des Geräteeinsatzes und Reduzierung der Extraktverluste während der Produktion.

Diese Ziele wurden erreicht, was von der Leitung und den Experten der Fabriken bestätigt wurde. Darüber hinaus wurden weitere Effekte bestätigt, darunter Energieeinsparungen in einem der Produktionsprozesse.

Gibt es eine Methodik zur Implementierung von MES und welche typischen Probleme treten bei der Implementierung auf?

Die Vorbereitung auf die Projektumsetzung unterscheidet sich nicht vom Üblichen Projektaktivitäten: Grenzen und Zusammensetzung des Projekts definieren, zu lösende Aufgaben aufzeichnen, Prozesse beschreiben, Umgebung studieren (System, Integration), Schreiben Leistungsbeschreibung, Architekturbildung, Lösungsauswahl, Implementierung. Doch in der Implementierungsphase (Inbetriebnahme) treten atypische Probleme auf. Da MES bestehende Datenerfassungs- und Berichtsprozesse ersetzt, beginnt der Kampf gegen das alte System. Und wenn es auf Managerebene keine Unterstützung und kein Verständnis für diese Prozesse gibt, geht die Wahrscheinlichkeit einer Systemeinführung gegen Null. Das System kann durch Beschwerden wie: „Das System funktioniert nicht“, „Das System friert ständig ein“, „Das System zeigt falsch an“, „Das System macht das nicht“ usw. „kompromittiert“. Hier benötigen Sie eine vollständige Verständnis des Managements, was diese oder andere Probleme mit Ansprüchen zusammenhängen, wie berechtigt sie sind usw.

Hängt die Wahl des MES von der Art der Produktion und Branchenspezifika ab? Was könnten die Auswahlkriterien sein?

Ich würde behaupten, dass es nicht auf die Wahl des MES selbst ankommt, sondern auf die Wahl der zu implementierenden Funktionen, die das MES bereitstellt. Es besteht eine Abhängigkeit von den Einzelheiten, und zwar ziemlich schwerwiegend. Für Produktions- und Montageunternehmen ist beispielsweise die in die Produktionsplanung integrierte Funktion „Auftragsdisposition“ relevant. Für Abfüllanlagen – eine Funktion zur Erfassung von Ausfallzeiten und zur Berechnung der Effizienz. Für Produktionen mit einem erheblichen Materialanteil an den Kosten – Registrierung der Produktionsfakten, Genealogie und Integration in das Qualitätsbuchhaltungssystem.

Das Hauptauswahlkriterium besteht darin, einen Prozess zu identifizieren, der Probleme oder Verbesserungspotenzial aufweist, und eine Funktion auszuwählen, die diesen Prozess am effektivsten beeinflussen kann.

Wie lassen sich die Vor- und Nachteile westlicher und inländischer Entwicklungen kurz zusammenfassen?

Unter den russischen Entwicklungen habe ich keine fertigen „Boxlösungen“ gesehen. Es handelt sich in der Regel um ein Produkt, das von Unternehmen entwickelt wird, die sich mit der Prozessautomatisierung befassen. Daher die Hauptnachteile: Systeme werden meist für eine oder zwei Produktionsspezifikationen konfiguriert. Da die „Wurzeln“ des Systems in der Automatisierung liegen, wird die Replikation höchstwahrscheinlich den Kosten eines neuen Projekts entsprechen. Es ist unwahrscheinlich, dass Sie für diese Systeme alternative Systemintegratoren finden werden.

Zu den Vorteilen zählt für mich die einfache Entwicklung nicht standardmäßiger, in das System integrierter Funktionen, da Sie in direktem Kontakt mit dem Entwickler stehen. Ob die Kosten der Lösung einen „Vorteil“ darstellen, kann ich nicht sagen, da ich solche Systeme noch nicht implementiert habe.

Westliche Unternehmen bieten „Boxversionen“ des Produkts an. Es gibt eine ganze Reihe von Systemintegratoren auf dem Markt, die ihre Dienste zur Konfiguration dieser Produkte anbieten.

Zu den Nachteilen zählen die Lizenzkosten sowie die durch das Produkt selbst bedingten Funktionseinschränkungen. Wenn Sie eine Lösung benötigen, die über die Möglichkeiten der gekauften Software hinausgeht, müssen Sie entweder mit den Entwicklern über die Implementierung verhandeln oder sie mithilfe kostenloser Programmiertools „extern“ erstellen.

Projekte zur Einführung von MES-Systemen haben einen sehr spürbaren wirtschaftlichen Effekt. So amortisierte sich ein Projekt in einem Flender-Werk in Deutschland, bei dem das MES-System rund eineinhalbhundert Anlagen auf Basis heterogener CNC-Systeme verwaltete und in das SAP-ERP-System integriert wurde, innerhalb eines Jahres mit einer Steigerung von Geräteauslastung erreicht 5 %.

Bei der Integration von IT-Systemen zur Unterstützung des Produktionsprozesses dürften auf den ersten Blick keine gravierenden Probleme auftreten. Beliebig modernes System numerisch Programmsteuerung Gebaut auf Basis eines Industriecomputers, der mit einer Netzwerkkarte ausgestattet ist. Viele Unternehmen verfügen über lokale Computernetzwerke, die die Arbeitsplätze von Spezialisten von der Ebene der Produktionsleiter bis zur Ebene der Technologen und Bediener verbinden. Es scheint, dass der Integration aller am Produktionskreislauf beteiligten Dienste in einen einzigen Informationsraum nichts im Wege steht. Warum heute weiter Russische Unternehmen So selten sind vollwertige Implementierungen von Enterprise-Resource-Management-Systemen (Enterprise Resource Planning, ERP), Produktionsmanagementsystemen (Manufacturing Execution System, MES) und Product Lifecycle Management-Systemen (PLM).

Die Probleme, die in Unternehmen bei der Einführung von MES-Systemen auftreten, lassen sich in organisatorische und technische Probleme unterteilen.

Organisatorische Gründe

„Der Kunde ist nicht reif.“ Oft ist das Unternehmen noch nicht bereit für die Umsetzung Informationssystem. Dies äußert sich auf vielfältige Weise: organisatorische Unruhen, Mangel an Infrastruktur und Fachkräften, vor allem aber die mangelnde Motivation der Mitarbeiter, sich weiterzuentwickeln und die Effizienz zu steigern.

„Die Drei-Nägel-Regel“ Ein Mitarbeiter der Abteilung einer der Universitäten sprach über diese Regel, die während der Sowjetzeit galt. Im Büro des Chefs wurden drei Nägel in die Wand geschlagen. Am ersten Nagel wurde ein Papier mit dem Text eines Befehls zur Ausführung eines bestimmten Befehls aufgehängt. Kam eine Erinnerung, wurde auf den nächsten Nagel verschoben. Wie Sie sich vorstellen können, haben sie nur die Aufgaben ausgeführt, bei denen die Erinnerung den dritten Nagel „erreicht“ hat. Das waren etwa 20 % der Aufgaben. Im Kontext des Artikels formulieren wir das Problem als die Zurückhaltung der Mitarbeiter bei der Ausführung von Führungsaufträgen. Die Gründe dafür können unterschiedlich sein – vom Mangel an angemessenen Erklärungen seitens des Managements bis hin zur Zurückhaltung bei der Erfüllung ihrer unmittelbaren Verantwortung.

„In diesem Unternehmen wird es nie ein Projekt geben.“ Das wurde uns am Rande eines der großen russischen Unternehmen erzählt. Es stellte sich heraus, dass die Anlagen während der dritten Schicht überhaupt nicht für Produktionsaufgaben genutzt wurden. Zu diesem Zeitpunkt funktionierten die Maschinen, aber sie produzierten Produkte im Interesse des daran beteiligten Geschäftsleiters kommerzielle Aktivitäten"links". Natürlich konnte eine solche Situation mit der Einführung von MES grundsätzlich nicht eintreten. Leider ist dieses Beispiel kein Einzelfall.

"Zum Überprüfen". Die Gründe für den Start von MES-Implementierungsprojekten haben oft wenig mit der Notwendigkeit zu tun, den Produktionsprozess zu verwalten. Solche Projekte dienen oft den Interessen einzelner Verantwortlicher und nicht den Interessen der Produktion. Ein Beispiel ist die kürzliche Einführung von MES bei einem großen russischen Unternehmen. An den Geräten installierte Sensoren ermöglichten die Aufzeichnung Hunderter Zustände. Allerdings innerhalb dieses Projekts Für jedes Produktionsgerät wurden nur zwei Zustände erfasst – „Ein“ und „Aus“. Es ist klar, dass bei solch primitiven Messungen nichts über das Produktionsmanagement zu sprechen ist. Natürlich wurde die Einführung von MES als Erfolg gewertet und die Tochtergesellschaft, die das Pilotprojekt startete, erhielt den Auftrag, es auszubauen.

Technische Gründe

Inkonsistenz der Softwaremodule. Oftmals ist die vom Anbieter angegebene Fähigkeit zur Integration von Informationssystemen imaginär und es sind erhebliche Änderungen am Programmcode erforderlich.

Teure Integration. Es ist durchaus möglich, dass die Kosten für die Integration einer manuellen Maschine in ein MES mit den Kosten der Maschine selbst vergleichbar sind.

Geschlossene CNC-Systeme. Es ist möglich, dass die Integration von MES mit einem CNC-System sehr komplex ist und Informationen darüber entweder vom Gerätehersteller geschlossen werden oder verloren gehen und nicht wiederhergestellt werden können.

Gerätegarantie. Es gibt Situationen, in denen alles zur Umsetzung eines Projekts bereit ist, der Gerätehersteller jedoch verboten hat, Änderungen vorzunehmen und zusätzliche Software in das CNC-System zu installieren.

Mangelnde Funktionalität. Wir sprechen über das Fehlen einer implementierten Lösung zur Integration von MES ERP-Systeme und PLM.

Erfolgsfaktoren

Lassen Sie uns formulieren die notwendigen Voraussetzungen für die erfolgreiche Umsetzung des MES-Einführungsprojekts.

Analysieren Sie zunächst die Notwendigkeit der Implementierung eines MES-Systems im Unternehmen und legen Sie ein Ziel für die Implementierung fest. Das Ziel sollte messbare Kriterien haben: Produktivität steigern, Kosten senken, Qualität verbessern und Ausfallzeiten reduzieren. Die Gesamteffizienz von Anlagen zu ermitteln, die Produktion zu optimieren oder MES selbst zu implementieren sind gute und sinnvolle Ideen, müssen aber durch konkrete Zahlen und Gewinne untermauert werden.

Finden Sie Verbündete – diejenigen, die Ihnen bei der Umsetzung der Lösung auf allen Produktionsebenen helfen. Der Topmanager und der Werkstattmeister sind gewissermaßen gleichermaßen an der Verfügbarkeit betrieblicher Informationen und der Umsetzung des Produktionsplans interessiert.

Definieren Sie den Umfang des Projekts. Für bestehende Produktion Es wird empfohlen, mit einem Pilotprojekt für 10–12 Maschinen zu beginnen. Denken Sie jedoch darüber nach, wo Sie Produktionsaufträge, Prozessprogramme, Werkzeugdaten usw. erhalten. Bedenken Sie im Voraus die Möglichkeit einer Erweiterung des Projekts vom Standortmaßstab auf Werksebene, von der Übermittlung von Aufträgen im Microsoft Excel-Format bis hin zum Empfang aus dem ERP. Systeme durch Integration.

Kaufen und nutzen Sie vollständig einheitliche Geräte, die auf einem oder zwei Steuerungssystemen basieren. Jedes System muss in der Lage sein, sich auf Basis eines Standardprotokolls mit einem Netzwerk zu verbinden. Verlangen Sie beim Kauf neuer Geräte, dass der Hersteller Datenblöcke für die elektrische Automatisierung für die anschließende automatische Datenerfassung erstellt, und fordern Sie außerdem das Vorhandensein von Vorschriften Wartung V im elektronischen Format sowie Werkzeugverwaltungsfunktionen zur nachträglichen Erfassung der Werkzeugdaten im MES. Für die Netzwerkintegration können weitere Bedingungen erforderlich sein.

All dies wird die Projektkosten erheblich senken und Ihnen die schnelle Implementierung wichtiger MES-Funktionen wie Zustandsüberwachung und Ressourcenzuweisung, Effizienzanalyse, Produktionsprozessmanagement, Wartungs- und Reparaturmanagement usw. ermöglichen.

Jedes kommerzielle Projekt muss sich auszahlen und einen Gewinn erwirtschaften. Bereiten Sie für das Management im Voraus einen Fall für das Projekt und eine Berechnung des Return on Investment (ROI) vor.

Risiken minimieren – Standardprodukte mit bewährten Prozessen nutzen. Es ist wünschenswert, Referenzprojekte sowohl in Russland als auch im Ausland zu haben. Der Einsatz nicht standardisierter, ungetesteter Lösungen ist hinsichtlich der Erzielung von Ergebnissen zweifelhaft und mit einem Zeitverlust in der Zukunft verbunden.

Nutzen Sie die implementierte Lösung im Hinblick auf eine weitere Integration zwischen ERP-, PLM- und MES-Systemen zum Aufbau einer kompletten IT-Infrastruktur. Was heute als attraktiver Leitfaden für die Zukunft erscheint, kann morgen relevant werden.

Es gibt unterschiedliche Beweggründe für die Einführung von Informationssystemen in der Produktion. Unabhängig davon müssen Sie sich darüber im Klaren sein, dass das MES-System dies tun wird wirksames Werkzeug Steigerung der Arbeitsproduktivität und Senkung der Kosten nur dann, wenn die Ziele und Zielsetzungen der Umsetzung und Nutzung klar sind und auf allen Produktionsebenen unterstützt werden. Die gewonnenen Zahlen und Daten müssen analysiert, organisatorische Probleme nicht nur identifiziert, sondern auch gelöst und gegebenenfalls eskaliert werden. Denken Sie daran: Der Erfolg liegt in Ihren Händen.

Arkady Dilman, Projektmanager bei Siemens; [email protected]

29.11.2013, Fr, 12:11, Moskauer Zeit

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Wir beschäftigen uns mit der Produktionsautomatisierung auf Basis von MES hauptsächlich im Interesse von Ölunternehmen, Elektrizitätsunternehmen, Bergbauunternehmen und anderen metallurgische Industrie. Dabei helfen uns starke Partnerschaften mit globalen Herstellern von MES-Plattformen – OSIsoft und Wonderware Invensys. Wir haben ein Höchstmaß an Fachwissen in der Ölraffinierung und Petrochemie entwickelt. Wir implementieren MES in diesem Sektor seit 2009, wobei einige unserer Experten seit über 20 Jahren in der Branche tätig sind. Deshalb können wir uns mit Nachdenklichkeit „rühmen“. methodischer Ansatz und solide Implementierungserfahrung: Die von uns erstellten Systeme sind in mehreren großen Ölraffinerien mit einer Gesamtraffinierungskapazität von mehr als 22 Millionen Tonnen pro Jahr im Einsatz.

CNews: Erzählen Sie uns mehr über Projekte in diesem Bereich. Welche Geschäftsprobleme werden durch den MES-Einsatz gelöst?

Anton Suschkewitsch: Unser Team hat in der Ölraffinerie Bashneft eines der größten Projekte auf dem Markt umgesetzt. Zunächst wurde die MES-Lösung in einem der Hauptverarbeitungswerke des Kunden eingeführt und dann erfolgreich auf andere Unternehmen repliziert.

Im ersten Schritt führten unsere Spezialisten eine detaillierte Untersuchung durch technische Objekte und Raffinerieströme, erstellte anschließend ein mathematisches Produktionsmodell und implementierte es in ein Informationssystem auf Basis der PI Systems OSIsoft-Plattform. Das Informationssystem ist in den gesamten Komplex automatisierter Prozessleitsysteme der Raffinerie integriert und die Übernahme geplanter Daten aus SAP ERP ist konfiguriert. Die Daten des Prozessleitsystems werden in Echtzeit in die Datenbank eingegeben und den interessierten Diensten werden Betriebsinformationen für den Berichtstag (ggf. mit Akkumulation für den Berichtsmonat) darüber zur Verfügung gestellt, wie der Produktionsprozess abläuft: wie die Anlagen belastet werden, was ist die Produktion von Erdölprodukten, was sind die Qualitätsindikatoren von Erdölprodukten? Heute geht die Implementierung von MES weiter – die Entwicklung eines Informationssystems ist im Gange, das bereits zu einem festen Bestandteil des Produktionsmanagements geworden ist.

Das Ergebnis ist offensichtlich. Zum einen erhalten alle technischen und wirtschaftlichen Dienste der Raffinerie zuverlässige und strukturierte Daten zu allen Produktionsabläufen in Echtzeit. Das dem System zugrunde liegende Modell bietet eine einzige Informationsquelle über aktuelle Prozesse. Alle Benutzerebenen – vom Anlagenbetreiber über Mitarbeiter im technischen und messtechnischen Service bis hin zum Cheftechnologen, Chefmechaniker und Chefdisponenten – arbeiten mit denselben Daten. Dies vereinfachte und beschleunigte das Zusammenspiel aller Dienste der Anlage erheblich.

Zweitens erhielt das Raffineriemanagement ein leistungsstarkes Analysetool, mit dem Manager schnell Produktionsdaten online erhalten und die Umsetzung der zugewiesenen Aufgaben verfolgen können.

Darüber hinaus ermöglicht Ihnen der Einsatz von MES die Erstellung Informationsbasis für statistische Analysen und Prognosen sowie Schulungen Produktionspersonal. Dieser Teil bezieht sich nicht auf die direkte Betriebsführung, ist aber für den Aufbau und die Optimierung von Produktionsprozessen sehr wichtig.

CNews: Gibt es besondere Anforderungen an die Infrastruktur des Kunden? Was sind die Faktoren für eine erfolgreiche Umsetzung?

Anton Suschkewitsch: Die Qualität der MES-Arbeit hängt direkt vom Ausstattungsgrad von Anlagen, Maschinen und anderen Geräten mit Automatisierungsgeräten, einer Flotte von Steuer- und Messgeräten usw. ab. Wichtig ist der Einsatz moderner Sensoren und Geräte. Leider haben viele russische Unternehmen Controller, die 30 Jahre alt sind. Dies erschwert die Implementierung von MES nicht nur, sondern stellt sie oft auch in Frage. In solchen Fällen ist es wichtiger, eine neue Automatisierung zu installieren, als ein Top-Level-System zu schaffen.

Für die Arbeit des Teams des Auftragnehmers und des Auftraggebers bestehen besondere Wünsche. Wichtig ist, dass der Kunde am Endergebnis interessiert ist und qualitativ hochwertige Daten für die Durchführung von Umfragen bereitstellt. Die Praxis zeigt: Je stärker die Mitarbeiter des Kunden in den Umsetzungsprozess eingebunden werden, desto höher ist die Zufriedenheit mit dem Ergebnis. Die andere Partei sollte das Projekt auch nicht „für sich selbst“ durchführen; der Integrator sollte in allen Phasen äußerst aufmerksam auf seinen Kunden achten. Bei dem Projekt für Bashneft hat das gemeinsame Team gut zusammengearbeitet: Trotz des Umfangs wurde die Umsetzung effizient und termingerecht durchgeführt. Das System entwickelt sich unter der Aufsicht beider Parteien weiter.

CNews: Können kontinuierliche Proals typisch bezeichnet werden?

Anton Suschkewitsch: Ich habe bereits auf die Einzigartigkeit jeder einzelnen Produktion und die Notwendigkeit einer persönlichen Modifikation und Konfiguration der Systeme hingewiesen. Am Beispiel der Ölindustrie können wir sagen, dass der Kunde nach erfolgreicher Implementierung in einem der Werke beschließt, die positiven Erfahrungen bei ähnlichen Unternehmen zu wiederholen und sich auf das Kopieren der bereits implementierten Funktionalität konzentriert. Als Basis wird in den meisten Fällen die gleiche Software- und Hardwareplattform und das gleiche Implementierungsteam gewählt.

CNews: Wie viel kostet die Implementierung von Systemen auf MES-Ebene und von welchen Faktoren hängt der Preis ab?

Anton Suschkewitsch: Die Kosten für die Erstellung eines MES bestehen, wie bei den meisten IT-Projekten, aus den Kosten für Software, Hardware und Implementierungsdienstleistungen. Die Kosten der Software hängen vom Funktionsumfang und der Anzahl der integrierten Quellen ab. Der Endpreis einer MES-Lösung variiert zwischen mehreren Hunderttausend Dollar für die Grundfunktionalität und mehreren Millionen Dollar für eine einzigartige Lösung mit vollem Funktionsumfang.

Das MES-System beansprucht Hardwareressourcen, der Anteil der Hardwarekosten an den Gesamtkosten ist jedoch unbedeutend. Idealerweise kann die Software auf virtuellen Servern in unternehmenseigenen Rechenzentren gehostet werden. Und viele große Unternehmen verfügen in der Regel bereits über solche Ressourcen.

CNews: Wie können Sie die Rentabilität von Projekten zur Bereitstellung von MES-Systemen bewerten?

Anton Suschkewitsch: Eine direkte Folge der Implementierung von MES ist die genaue Umsetzung des aktuellen Produktionsplans, die Einhaltung der Produktqualitätsanforderungen, die Minimierung von Fehlern, ungeplanten Gerätestillständen und die Reduzierung der Energiekosten. Jeder versteht vollkommen, dass selbst eine geringfügige Verbesserung dieser Parameter direkte Auswirkungen hat Finanzkennzahlen Aktivitäten des gesamten Unternehmens. Wichtig ist auch, dass MES Statistiken bereitstellt, deren Analyse Unternehmen hilft, das Risiko von Geräteausfällen zu reduzieren, die auf die eine oder andere Weise zu wirtschaftlichen Verlusten führen.

Nach allgemeinen Daten des internationalen Verbands der Hersteller und Anwender von MES steigt die effektive Gerätebelastung beim Einsatz solcher Systeme um 30-60 %, die Energiekostensenkung nähert sich 40 % und die Amortisationszeit beträgt 6 Monate. Natürlich ist es ziemlich schwierig, alle positiven Auswirkungen im Einzelfall im Voraus abzuschätzen, aber wir können sagen, dass es MES-Systeme sind, die sich direkt auf die wirtschaftliche Leistungsfähigkeit der Produktion auswirken.

CNews: Wie sind Ihrer Meinung nach die Aussichten für die Entwicklung dieses Gebiets in Russland?

Anton Suschkewitsch: Sicherlich die fröhlichsten. Diese Systeme sind in der kontinuierlichen Produktion bereits weit verbreitet – Öl- und Gasförderung, Ölraffination, Petrochemie. Ölfirmen Die meisten ihrer Raffinerien haben die Implementierung der grundlegenden MES-Funktionalität bereits abgeschlossen und gehen nun dazu über, analytische Anwendungen und Tools zur Optimierung von Produktionsprozessen zu erstellen. Nach unseren Prognosen werden in den kommenden Jahren Lösungen zum Ausgleich von Stoff- und Energiebilanzen sowie zur Verbesserung technologischer Prozesse in der Branche gefragt sein.

MES-Lösungen sind im Bergbau, in der Metallurgie, der Metallverarbeitung und im Maschinenbau gefragt, es gibt jedoch noch wenige Projekte. Unternehmen in diesen Branchen benötigen meist eine Installation moderne Mittel Automatisierung, Erhöhung des Intelligenzgrades und der Steuerbarkeit technologischer Prozesse. Es gibt jedoch auch viele limitierende Faktoren: eine Reduzierung der Investitionsprogramme aufgrund der Verlangsamung des globalen Wirtschaftswachstums und eine zunehmende Konkurrenz durch Importe. Aber ohne auf Produktionseffizienz zu setzen, ist es unmöglich, Marktanteile und Gewinnwachstum zu halten, daher denke ich, dass MES-Systeme in naher Zukunft ihren Platz in der IT-Landschaft jedes Unternehmens einnehmen werden.

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