Индустрия 4.0 в ПАО «КАМАЗ»

В декабре 2016 года КАМАЗ представил обновленную программу стратегического развития компании до 2025 года, предусматривающую ускоренное развитие конкурентоспособной продуктовой линейки, утроение экспортных продаж, максимизацию прибыли от послепродажных сервисов, а также рост выручки на 17% и увеличение доли гражданской продукции. Но у программы есть еще одно значение – она определяет и дальнейшие шаги по модернизации компании, ускоряя ее переход к Индустрии 4.0. Какие перспективы видит руководство КАМАЗа в развитии цифровых технологий и на какое место на рынке, переживающем четвертую промышленную революцию, готова претендовать компания?

Этот материал опубликован из спецвыпуска журнала «Цифровое производство: сегодня и завтра российской промышленности»

Фото: Редакция корпоративного журнала "Вести КАМАЗа"

Четвертая промышленная революция вносит свои поправки в расстановку сил на мировом рынке, и игнорировать их не смогут даже флагманы российского машиностроения. Старые подходы к управлению и организации производства не работают, лишь цифровые технологии способны сегодня обеспечить стабильный рост эффективности и решение стратегических задач, а именно:

1. Быстрый вывод изделия на рынок. Инновационность продукта и скорость его вывода на рынок являются важнейшими факторами конкурентоспособности. При этом обеспечить их производителям весьма непросто: растет сложность и технологичность продукции, усложняется производственная цепочка, возникает необходимость обработки больших объемов данных. Современные ИТ-решения дают возможность решить эти задачи, обеспечив необходимый уровень взаимодействия продукта и производства.

2. Повышение гибкости. Необходимость повышения гибкости производства обуславливается многообразием индивидуальных требований потребителей к товару, нестабильностью рынков и задачей повышения производительности труда. Цифровизация способна обеспечить гибкость производства и кастомизацию продукта.

3. Повышение качества. Без полного соответствия продукта ожиданиям потребителя компания не может рассчитывать на конкурентоспособность. Залогом качества является умение обнаруживать первопричины возникновения дефектов, а не борьба с их последствиями, что в свою очередь зависит от прозрачности процессов. Современные технологии мониторинга процессов и управления производством успешно решают эту задачу.

4. Повышение эффективности. Эффективность производства обеспечивает ресурсоемкость компании – рациональное использование материальных, трудовых, временных ресурсов и возможность предлагать более конкурентные цены за счет снижения себестоимости производства. Оптимизация производственных ресурсов также является одним из следствий эффективного внедрения цифровых технологии.

Именно концепция «Индустрия 4.0» открывает производителям новые возможности по использованию цифровых сетей, гибких производственных систем и новых бизнес-моделей для всех этапов производства. И чем оперативнее компания осуществит этот переход, тем выше ее шансы преуспеть и обойти конкурентов. В ПАО «КАМАЗ» уверены: переход к цифровому производству способен обеспечить компании конкурентные преимущества (рис. 1).

Рис. 1. Развитие Индустрии 4.0 в ПАО «КАМАЗ»

Стратегия перехода к Цифровому производству в компании была очерчена еще в 2006 году. Этот масштабный процесс может быть условно разделен на три этапа.

2006-2018 гг. – это период, когда в фокусе внимания находится «цифровой продукт». Создается общее информационное пространство для продуктовых проектов, в разработку вовлекаются внешние центры компетенций, создаются конфигурируемые цифровые макеты, проводятся мультисистемные инженерные расчеты. Ключевые задачи:

  • системный инжиниринг,
  • оптимизация конструкции,
  • виртуальные испытания продуктов.

2012-2020 гг. – период развития Цифрового производства. Происходит освоение интегрированных PLM-, ERP-, MES-систем, внедряются роботы и станки с ЧПУ, развивается беспилотная логистика. Ключевые задачи:

  • создание компактного переналаживаемого производства,
  • организация обратной связи по каждой операции.

2018-2024 гг. станут периодом Цифровых сервисов. Будет организован стабильный мониторинг транспорта и автодиагностика, налажен удаленный сервис 24 часа в сутки 7 дней в неделю, внедрена автоматизированная система доставки грузов. Приоритет будет смещаться к управлению автопарком и предоставлению автомобиля как услуги. Ключевые задачи:

  • развитие интеллектуальной транспортно-информационной системы,
  • внедрение концепции Connected Truck.

Внедрение цифровых технологий происходит на всех этапах жизненного цикла продукта: разработки продукта, разработки технологии, подготовки и запуска производства, производства продукта, его эксплуатации и обслуживания. Всеобщая цифровизация предусматривает создание «цифрового двойника продукта», «цифрового двойника производственного процесса», «цифрового двойника оборудования». Взаимосвязь реальных процессов и их цифровых аналогов изображена на рисунке 2, а реализуемые по этим направлениям инициативы представлены на рисунке 3.

Рис. 2. Взаимосвязь реальных процессов и их цифровых аналогов

Рис. 3. Инициативы по цифровизации в ПАО «КАМАЗ»

Переходный период: новые задачи

Весной этого года на КАМАЗе был проведен тест на готовность к переходу на цифровое производство, по итогам которого был сформирован сценарий этого перехода:

Первый этап – внедрение принципов цифрового производства на финишных конвейерах сборки автомобиля, кабин, двигателя.

Алексей Пуртов, директор департамента – главный конструктор цифровых систем проектирования: «Новые инструменты должны обеспечить полную прослеживаемость продукции. Мы должны знать, из каких агрегатов собран автомобиль, какие программы в нем установлены, на каких стендах прошел испытания, кто выполнял технологические операции. Этих целей мы должны достичь через полтора года, к началу сборки на конвейере автомобиля семейства К5».

Второй этап – обеспечение прозрачности на всех остальных производствах «КАМАЗа» и у поставщиков.

Третий этап – объединение в общее информационное пространство всех подразделений компании и поставщиков для создания онлайн-предприятия и предоставления множества внешних и внутренних цифровых сервисов.

Достижение этих целей, как пояснил Алексей Пуртов, возможно при условии параллельного решения трех групп задач. Во-первых, создание цифрового автомобиля, модели, описывающей все системы автомобиля, законы их взаимодействия друг с другом для воплощения в «железе» лучшего решения.

Во-вторых, развитие цифрового производства, создание виртуальной модели всех производств и технологических процессов, которая позволит оптимизировать и моделировать самые эффективные процессы. В-третьих, разработка цифровых сервисов для клиента, позволяющих ему в режиме реального времени получать всю необходимую информацию о состоянии его автомобиля, его расположении и т.д. Такие интеллектуальные транспортно-информационные системы дадут новые возможности клиенту и создадут добавочную ценность автомобилям КАМАЗа.

«Когда говорят о переходе к цифровой экономике, или экономике данных, обычно подразумевают ряд вполне доступных решений: обработка больших данных, облачные технологии, дополненная реальность, умные роботы, адаптивное производство. Они в совокупности коренным образом меняют бизнес, делают продукт или услугу качественнее и доступнее.

На «КАМАЗе» люди и исполнительные механизмы должны научиться совместно работать в едином информационном пространстве, выполняя общую задачу. Для принятия решения в реальном режиме времени необходимо знать, где и на какой стадии находится процесс изготовления автомобиля и его комплектующих. Оптимизация процессов должна проводиться постоянно на основании актуальных и достоверных статистических данных. Только в этом случае можно обеспечить быстрый вывод изделия на рынок и в темпе конвейера производить качественные автомобили, персонифицированные под каждого нашего клиента», – так видит будущее КАМАЗа Алексей Пуртов.

Так, одним из шагов к полноценной дигитализации производства и построения «умной фабрики» стало подписание 2 июня 2017 года соглашения о сотрудничестве и партнерстве с компанией Siemens. В рамках сотрудничества предполагается развитие и внедрение инновационных решений для создания единой платформы КАМАЗ для мониторинга и оперативного управления различными объектами производства в режиме реального времени. На предприятиях предусмотрена модернизация существующего оборудования для возможности его использования в терминах «Цифровое производство» и «Умная фабрика». Будут разработаны стандарты промышленной автоматизации, которые позволят унифицировать системы автоматизации. Также компании планируют совместную реализацию проекта «Реинжиниринг автопроизводства и создание перспективного семейства автомобилей КАМАЗ».

Документ затрагивает и внедрение решений концепции «Индустрия 4.0». Это и создание цифровых двойников изделия и производства, и выработка корпоративного стандарта КАМАЗ в области дигитализации, и повышение энергоэффективности производства.

«Тема дигитализации производства является одной из самых актуальных для современной экономики. И мы рады, что такое ведущее российское машиностроительное предприятие как КАМАЗ уделяет данному вопросу должное внимание. Подписанное сегодня соглашение станет началом большой совместной работы», – отметил член правления «Сименс АГ» Роланд Буш. Он также выразил уверенность, что внедряемые цифровые решения и технологии помогут КАМАЗу сократить сроки запуска новых автомобилей, снизить трудоемкость при серийном производстве и уменьшить себестоимость готовой продукции.

Роботизация производства

Одним из важных направлений модернизации предприятий КАМАЗа является активное инвестирование в роботизацию производства. Концепция автоматизации производства с применением робототехнических комплексов была оформлена в рамках стратегического развития компании до 2020 года. Концепция предполагает освоение более 900 роботов и робототехнических комплексов, что позволит создать новые высокотехнологичные и высокоинтеллектуальные рабочие места в таких видах производства, как мехобработка, сварка, литейное и кузнечное производство, окраска, холодная штамповка и сборка. Эти сложные и опасные виды работ нуждаются в автоматизации и роботизации в первую очередь.

Равиль Хисамутдинов, директор Технологического центра ПАО «КАМАЗ»: «Закладывается такая компоновка роботизированных ячеек, при которой будет «дружба роботов»: при выходе из строя одного из них второй сможет выполнять все функции своего соседа. Общение роботов между собой и помощь друг другу – это элементы индустрии 4.0».

Своя программа роботизации и автоматизации принята на каждом заводе компании. В первую очередь роботизация проводится на участках с тяжелыми условиями труда. В 2016 году было запланировано, что в результате реинжиниринга 480 роботов будут работать на Заводе двигателей и на Автомобильном заводе, еще 98 – на Литейном и Кузнечном.

При разработке стратегического плана автоматизации производства требуется точный расчет и оценка, где можно использовать промышленных роботов (ПР), а где лучше опираться на возможности человека. Ведь внедрение промышленных роботов – это компромисс между безопасностью производственных процессов и занятостью населения.

Для защиты рабочего от механических опасностей при эксплуатации робототехнических комплексов (РТК) применяются специальные ограждения и системы предупреждения, обеспечивающие недоступность к опасному объекту. Особое внимание на «КАМАЗе» уделили планировкам участков ПР и РТК: они обеспечивают свободный и удобный безопасный доступ обслуживающего персонала к ПР, основному и вспомогательному технологическому оборудованию, к органам управления и аварийного отключения всех видов оборудования и механизмов, входящих в их состав. Например, требованиям обеспечения свободного доступа к оборудованию и его осмотра в большей степени соответствуют подвесные передвижные ПР, рабочие зоны которых не совмещены с рабочими зонами операторов.

Процесс автоматизации уже идет полным ходом. На данный момент всего на ПАО «КАМАЗ» задействовано 297 роботов, в том числе портальных – 236.

ПАО «КАМАЗ» стремится к инновациям и новым технологиям производства. К примерам таких инноваций можно отнести:

  • применение роботизированных комплексов на основе волоконных лазеров с микропроцессорными системами управления сваркой;
  • новые технологии термообработки и нанесения покрытий, исключающие потребление аммиака и 6-валентного хрома;
  • современные технологии окраски с использованием порошковых и окрасочных материалов на водной основе;
  • переход на крупной и средней штамповке с вырубных штампов на лазерные комплексы объемной резки;
  • выращивание моделей (аддитивные технологии), лазерная наплавка и термообработка штампов.

Наиболее ожидаемыми результатами, из-за которых ПАО «КАМАЗ» встал на курс всеобщей роботизации и автоматизации своих производств, являются:

  • повышение производительности труда;
  • улучшение качества и условий труда работников;
  • сокращение травмоопасного ручного труда, обусловленного профессиональными заболеваниями;
  • сокращение монотонности ручного труда;
  • соответствие требованиям техники безопасности и повышение качества охраны труда;
  • сокращение текучести персонала и сложностей при подборе кадров.

Анализ процессов роботизации показывает, что:

  • 60-70% эффекта достигается за счет большей производительности и гибкости;
  • 15-20% – за счет качества и уменьшения процентов брака;
  • 10-15% – благодаря экономии фонда оплаты труда.

План автоматизации был разработан силами специалистов ПАО «КАМАЗ». Сначала на каждом из предприятий отобрали востребованные участки, требующие автоматизации. Потом cформировали технические задания на наиболее важные проекты. И только потом пригласили для обсуждения и сотрудничества ведущих интеграторов и производителей робототехники.

Так, в сентябре этого года КАМАЗ и KUKA Robotics RUS подписали соглашение о партнерстве, направленное на внедрение робототехнического оборудования и технологий на базе концепции «Индустрия 4.0».

Документ предусматривает внедрение промышленных роботов на площадях автогиганта, а также открытие сервисного центра в Набережных Челнах и обучающих центров для повышения уровня компетенции работников КАМАЗа в области работы с робототехникой. В рамках стратегического партнерства будут реализованы проекты по комплексной автоматизации и модернизации производственных мощностей завода.

Сергей Когогин, генеральный директор КАМАЗа: «Несколько лет назад КАМАЗ взял уверенный курс на реинжиниринг производства, и сегодня на производственных площадях компании сосредоточены многие передовые технические решения. Развитие сотрудничества с одним из главных мировых поставщиков робототехники (KUKA – прим. ред.) позволит нам совершить еще один шаг в сторону инноваций и повысить эффективность производства».

Впервые роботы этого производителя были установлены на предприятиях КАМАЗа более 25 лет назад. На современном этапе развития компании в производственных подразделениях появились роботы нового поколения. Так, на линии сварки кабин нового модельного ряда, запущенной на Прессово-рамном заводе в 2015 году, имеется сварочная ячейка из трех роботов большой грузоподъемности. Они обеспечивают высокую производительность и диагностику качества в автоматическом режиме. Кроме того, роботы есть на Автомобильном заводе и Заводе двигателей КАМАЗа.

В компании отмечают, что особенно важное значение роботизация приобретает при дефиците высококвалифицированных кадров и в условиях многономенклатурного производства.

Скептики часто заявляют, что внедрение роботов оставит людей без работы. Однако это не так. Аналитики считают, что развитие робототехники, скорее, наоборот, создает новые рабочие места. Международная федерация робототехники отмечает, что в результате все более широкого внедрения роботов люди будут избавлены от необходимости выполнять рутинные операции и смогут сосредоточиться на творческой деятельности: роботы станут помощниками, которые позволят повысить производительность и качество производимой продукции, но не приведут к исключению людей из производственных процессов.

«Люди переучиваются и переходят в более комфортные условия труда. В мире роботизацию внедряют не для того, чтобы отодвинуть человека, а чтобы улучшить условия труда и обеспечить безупречное качество», – отметил Равиль Хисамутдинов.

По данным международной консалтинговой компании Boston Consulting Group, к настоящему моменту в мире роботизированы лишь 10% потенциально автоматизируемых работ: к 2025 году эта доля вырастет до 23% и выше. McKinsey указывает, что роботы не заменят людей, но изменят облик рабочих мест. Около 60% видов профессиональной деятельности с использованием уже существующих технологий могут быть автоматизированы на 30% и выше. Однако лишь менее 5% профессий могут быть автоматизированы полностью.

Увеличение использования автоматизированных и роботизированных технологий означает уменьшение необходимой численности низкоквалифицированных работников и увеличение спроса на узкоспециализированных сотрудников. Руководство КАМАЗа не намерено увольнять сотрудников, заменяя их роботами. Работников будут переучивать, чтобы они могли улучшить условия труда и качество продукции.

При роботизации и автоматизации производства одной из важных задач становится вопрос обучения и переобучения кадров.

«Вкладываясь в персонал, мы создаем свое будущее как компания. Нам нужны рабочие, обладающие новыми, современными компетенциями, для чего в этом году создан корпоративный учебный Многофункциональный центр прикладных квалификаций. С этого года решили больше уделить внимания «резерву», который еще учится в школах, колледжах. Стали соучредителями детского технопарка «Кванториум», и уже есть победы, которыми гордимся. Реализуем мощный профориентационный проект «Дни КАМАЗа». Он набирает силу, у ребят есть интерес к техническим профессиям, и вообще они узнают о КАМАЗе много нового, глаза горят», – подчеркнул Сергей Когогин.

Все свежие технологические идеи обкатываются на производстве

В 2015 году состоялось открытие «Технологического центра автоматизации производства Техноматикс – КФУ». Основными задачами центра являются поддержка и сопровождение различных предприятий региона в области промышленной автоматизации и роботизации, где главный упор сделан на подготовку инженерных кадров. Конечно, за такой короткий срок невозможно восполнить дефицит инженерных кадров, но компания планомерно подготавливает специалистов по данной специфике. Благодаря программе опережающего профессионального обучения уже обучено порядка 100 специалистов по программе «Робототехника». Работы в подготовке кадров по-прежнему продолжаются.

Уже успешно функционирует специальная лаборатория КФУ, в составе которой также имеются промышленные роботы. На данных комплексах проводятся лабораторные работы для студентов КФУ, в том числе для системы целевой подготовки ПАО «КАМАЗ». Многокоординатные обрабатывающие центры также задействованы в повышении квалификации сотрудников предприятий города.

«Для нас это большие изменения в плане распределения труда, повышение статуса инженера и, что очень важно сегодня, безусловное повышение качества продукции, «встроенное» в ее выпуск, – поделился Равиль Хисамутдинов. – Индустрия 4.0 – это не просто автоматизация и роботизация, это смена парадигм и в промышленности, и в обществе, революционный переворот в производственной сфере и не только в ней, что позволит производить продукцию на качественно ином уровне.

Даже на хорошей скорости необходимо движение с ускорением, иначе никогда не догнать – это физика! Чтобы сама цель «не состарилась» на пути движения к ней. Суть Индустрии 4.0 – автоматизация плюс искусственный интеллект. Это своего рода экзамен, кто его не сдаст – тот обречен. Очень трудный и затратный путь, но мы интегрированы в мировой автопром.Очевидно, впереди очень много работы по развитию и совершенствованию производительных сил страны, перевода их на принципиально новый технологический уровень. Индустрия 4.0 – очень дорогостоящая экономическая гонка, но это неизбежность, без нее просто не выжить. Мы вынуждены принять этот вызов. Все только начинается!»

Материал подготовлен на основании данных: 1) Ольга Жигульская, КАМАЗ: Производству нужен «двойник». Цифровой, корпоративная газета «Вести КАМАЗа», ноябрь 2017; 2) Новая реальность: Цифровое производство на КАМАЗе, корпоративная газета «Вести КАМАЗа», № 32 (3882), октябрь 2017; 3) КАМАЗ И KUKA Robotics RUS подписали соглашение о партнерстве, официальный сайт «Ростех», сентябрь 2017; 4) Ольга Жигульская, КАМАЗ и Индустрия 4.0: Мы вынуждены принять этот вызов, корпоративная газета «Вести КАМАЗа», август 2017; 5) Сергей Когогин: В этом году нам предстоит произвести 36 тыс. автомобилей, официальный сайт «Ростех», июль 2017; 6) КАМАЗ использует технологии Siemens для построения «умной фабрики», официальный сайт «Ростех», июнь 2017; 7) Развитие цифровых технологий в ПАО «КАМАЗ», июнь 2017; 8) Автоматизация и роботизация производства «КАМАЗа»: планируется освоение более 900 роботов, Корпоративный журнал «КАМАЗ», № 1/2017; 9) Совет директоров КАМАЗа принял стратегию развития компании до 2025 года, официальный сайт «Ростех», декабрь 2016; 10) На КАМАЗе начнут работу более 500 роботов, официальный сайт «Ростех», октябрь 2016; 11) Официальный сайт Госкорпорации Ростех http://rostec.ru/ 12) Официальный сайт ПАО «КАМАЗ» https://www.kamaz.ru/

Этот материал опубликован из спецвыпуска журнала «Цифровое производство: сегодня и завтра российской промышленности». Приглашаем IT-компании, спонсоров и рекламодателей принять участие в следующем выпуске! По вопросам сотрудничества пишите на адрес sale@up-pro.ru

Комментарии к статье
07.06.2018 12:02
0

Преобразования Производственной системы, активно проявившиеся на КАМАЗ в последние годы, очень интересны с точки зрения перспектив автогиганта. Однако не стоит забывать о том, что самые высокороботизированные производства Америки 80-х не смогли помочь им выдержать конкуренцию с японской промышленностью, где все решали не роботы,...а процессы в руках самых обычных, вполне среднестатистических, сотрудников компании. Анализируя историю, и видя ее своеобразную спиральность, на мой взгляд гораздо большим вызовом чем Индустрия 4.0 и цифра, является появление: "Бирюзовых" компаний, Agile подходов в реализации проектов, "стартап стиля" в реализации прорывных идей в областях массового производства и сферах освоения космоса...гибкость, плосткость управления, скорость продвижения прорывных идей на плечах ее носителя (без страха руководства компании в его возвеличивании и иногда даже затмении имени самой компании)....вот реальные вызовы, против которых пока не просматривается ответов...хотя может они появятся в следующих публикациях!?! )

Комментировать
15.06.2018 19:06
0

Свежий комментарий по этой теме (13 июня 2018-го) - Юрий Герасимов, первый заместитель генерального директора – исполнительный директор ПАО «КАМАЗ»:

– Цифровизация, цифровой двойник – вроде бы громкие слова, но они требуют реальных дел. Мы на «КАМАЗе» представляем себе это как очень быстрое повышение эффективности, то, что реально позволит компании продвинуться. В производстве это снижение издержек на ремонт, содержание оборудования, напольного транспорта, в проектировании – затрат на испытания, которых столько, что в реальном виде производить невозможно. К проекту цифрового двойника самое непосредственное отношение имеет и создание электронного паспорта, сбор и оцифровка всех данных. У «КАМАЗа» своя стезя – для этого мы учимся и воспринимаем лучшее.

Комментировать


UP-PRO в сетях