CC BY
1
УДК 330.341
ПРОБЛЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫМИ ПРОЦЕССАМИ В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ ПРЕДПРИЯТИЯ В СООТВЕТСТВИИ СО СТАНДАРТОМ ИНДУСТРИИ 4.0
Т. А. Касьянова, Д. С. Шалаева Научный руководитель - В. В. Кукарцев
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: kasianova_tatiana@bk.ru
В статье описывается современное состояние проблемы в области менеджмента, а также тенденции и перспективы управления сложными структурами с использованием бизнес-аналитики (BI).
Ключевые слова: индустрия 4.0, процесс, производство, стандарты, управление, роботы, бизнес-интеллект.
PROBLEM OF MANAGEMENT OF PRODUCTION PROCESSES IN MODERN CONDITIONS OF THE ENTERPRISE IN ACCORDANCE WITH INDUSTRY 4.0
STANDARD
T. A. Kasianova, D. S. Shalaeva Scientific supervisor - V. V. Kukartsev
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
E-mail: kasianova_tatiana@bk.ru
The article describes the current state of the problem in the field of management, as well as trends and prospects for managing complex structures using business intelligence (BI).
Keywords: industry 4.0, process, manufacturing, standards, management, robots, business intelligence.
Новые передовые компьютерные системы и их применение в нашей жизни меняют общественную жизнь и меняют наш образ жизни на всех уровнях общества. Новые тенденции в поведении клиентов в мире вместе с совершенствованием технологий и увеличением доступности компьютеров представляют новые подходы к внедрению производства.
Современные отрасли претерпевают трансформацию в соответствии со стандартами Индустрии 4.0. Это современный стандарт, используемый в основном в Германии, и это подход к внедрению новых технологий в производство. В других странах этот процесс известен как Smart Factory (SF). Отдельные предприятия, созданные в соответствии со стандартом 4.0 Industry, могут быть интегрированы в более крупные единицы, создавая виртуальные предприятия, известные как киберфизические системы (CPS). Из-за сложности таких систем ясно, что часть управления производством должна быть соответствующей системой планирования ресурсов предприятия (ERP), связанной с соответствующей
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2021. Том 3
системой управления взаимоотношениями с клиентами (CRM). Кроме того, необходимо создать прямую связь с CRM-системами на стороне поставщиков и клиентов.
Сочетание этих передовых программных инструментов с другими производственными технологиями вместе с бизнес-аналитикой и новыми методами проектирования и анализа является действительно большой проблемой. Потенциал такого решения огромен, но также представляет ряд проблем при применении на практике и в динамической среде современных автоматизированных систем производства роботов.
Научно-техническое развитие можно разделить на несколько революций. Первые три были результатом технической революции и революции в электронике и механике. Текущий этап развития отрасли можно охарактеризовать как революцию в области информатики и коммуникаций. Это приводит к высокой степени глобализации и созданию предприятий, существование которых основано на коммуникации. Решения реализованы в соответствии со стандартами Индустрии 4.0. соответственно Smart Factory, постепенно начинают появляться во всех отраслях промышленности. Однако подавляющее большинство решений существует только в виде моделей или теорий, в исключительных случаях при тестовой эксплуатации в специализированном случае.
Наивысший уровень внедрения Индустрии 4.0 — это на практике создание виртуальных предприятий с практически универсальными производственными возможностями.
Применение стандартов Индустрии 4.0 является целью исследований многих мировых лидеров в области автоматизации, и у них есть испытательные центры для тестирования внедрения и разработки новых технологий для Индустрии 4.0.
Общим элементом всей работы является лишь частичное внедрение стандартов, что, конечно, связано с отсутствием стандартизации процессов, устройств и приложений. Коллектив авторов в [1] идентифицирует причины этого состояния. По их словам, это связано с большим разнообразием материалов, продуктов и процедур. Они предлагают решение через создание промышленных кластеров, в которых создаются группы объектов, схожих по ориентации с производственными единицами, и вместе они образуют виртуальное предприятие (VE). Похожий подход утверждают авторы работы [2]. Аналогичным образом стандартизация необходима для средств связи и программных интерфейсов. Кроме того, связь часто бывает беспроводной, и также необходимо создать единую систему шифрования и безопасности.
Проблемы стандартизации при внедрении процесса Индустрии 4.0 явно связаны с недостаточным уровнем гибкости автоматизации в целом. Устройства самого нижнего уровня узкоспециализированы для выполнения определенной функции и ориентированы на максимальную эффективность. Это приводит к низкой изменчивости и небольшому уровню совместимости.
Для реализации предприятий в соответствии со стандартом Индустрия 4.0 необходимо выполнение вышеуказанных условий. Это связано с аппаратным и программным вмешательством в основные элементы текущей автоматизации. Это требует комплексного подхода и решения от самого высокого до самого низкого уровня модели автоматизации. Сейчас ситуация прямо противоположная. Например, на уровне управления к существующим стандартам для систем MES (MESA, SCOR, ISA-95) был добавлен новый стандарт MES - DiRA. За аббревиатурой скрывается деятельность компаний Hewlett Packard и Microsoft (платформа эталонной архитектуры для производителей дискретных устройств), и, согласно источнику [3], она представляет их «корпоративный подход» к MES и «хорошо вписывается в структуру Microsoft, чтобы помочь компаниям соответствовать требованиям сегодняшнего производства. бросает вызов более эффективно». Однако расширение семейства MES-систем не заканчивается. К ним следует добавить новейшую систему MES 42Q [4].
Для успешного внедрения стандартов Индустрии 4.0 и создания SF необходимо выполнение следующих условий в процессе производства и планирования: необходимость стандартизации протоколов связи, стандартизации разъемов и физических интерфейсов, стандартизации обмена данными (стандартизация приложений), необходимость наличия стандартизированной системы менеджмента (отсутствует единая ERP или MES система)
Сам процесс реального внедрения стандартов Индустрии 4.0 на практике предполагает значительный прогресс в развитии ключевых технологий, таких как: искусственный интеллект, нейронные сети (Intelligent Robotics); обработка и анализ «больших данных»; автоматическое открытие знаний, т. е. самообучение, самоадаптация и последующая самооптимизация в динамической среде; возможность полной автоматизации всех процессов; возможность виртуализации и моделирования процессов на всех этапах производственного цикла продукта (переработка сырья - поставщики - производство -продажа - отходы / рециклинг); улучшить взаимодействие в отношениях человек - машина (лучшее восприятие окружающей среды машиной, лучшее восприятие человеческого поведения и упрощенное общение человека и устройств / компьютеров).
Связь между всеми устройствами является важным элементом инфраструктуры предприятия в соответствии со стандартом Индустрии 4.0. Однако никакая существующая стандартизированная коммуникационная или сетевая инфраструктура не использовалась для широко признанного стандарта автоматизации. Большинство протоколов основано на связи TCP / IP; также TCP / IP является частью многих протоколов автоматизации. Разница между интернет-коммуникацией TCP / IP и сетями автоматизации заключается во времени. Поэтому одной из главных потребностей Индустрии 4.0 является создание возможности связи и передачи данных между сетями IoT, сетью устройств автоматизации, системами клиентов и поставщиков.
Из представленного текста видно, что внедрение на предприятиях стандартов Индустрии 4.0 на практике - очень сложный процесс. Ключом к достижению удовлетворительного состояния является в основном стандартизация. Это означает не только стандартизацию основных структурных элементов, но и стандартизацию более высоких уровней, то есть программного обеспечения, систем управления и интерфейсов связи. Более того, текущее состояние промышленной автоматизации в принципе не допускает такой гибкости, которая необходима. Мы считаем, что с постепенным применением принципов Индустрии 4.0 на практике с течением времени можно достичь высокой степени гибкости в производственных компаниях, но действительно универсальное производство и виртуальные умные фабрики в настоящее время являются мечтой о будущем. Успешное внедрение стандартов Индустрии 4.0 зависит от разработки соответствующих новых стандартов как приложения, так и коммуникации.
Библиографические ссылки
1. Lanza G., Haefner B., Kraemer A. Optimization of selective assembly and adaptive manufacturing by means of cyber-physical system based matching //CIRP Annals. - 2015. - Т. 64. - №. 1. - С. 399-402.
2. Щетинина Н. Ю. Индустрия 4. 0: практические аспекты реализации в российских условиях //Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. - 2017. - №. 1 (21).
3. Kukartsev V. V., Boyko A. A., Antamoshkin O. A. The simulation model of fixed assets reproduction of mechanical engineering enterprises //2018 International Russian Automation Conference (RusAutoCon). - IEEE, 2018. - С. 1-6.
4. Boyko A. A. et al. Strategic planning toolset for reproduction of machinebuilding engines and equipment //Journal of Physics: Conference Series. - IOP Publishing, 2018. - Т. 1015. - №. 4. -С. 04200б.
О Касьянова Т. А., Шалаева Д. С., 2021
