Заказать звонок

Блог

Автоматизация производственных процессов

Автоматизация производственных процессов

11.04.2022
Время чтения: 20 мин
Антон Сафрыгин
Тема: Тема 1

Ручной труд работников предприятия стоит дорого, и эффективность его ниже по сравнению с автоматизированными техпроцессами. Если решением большей части задач на производстве занимаются люди, владельцу компании приходится уделять много внимания безопасности труда и постоянно следить, чтобы качество продукции не страдало из-за человеческого фактора. Ради снижения вероятности аварий, упрощения масштабирования бизнеса и повышения надежности контроля над выпуском продукции используют методы автоматизации процессов производства. О них мы расскажем в статье.

В каких направлениях производства оптимизация проявляет себя наиболее эффективно?

Внедрение системы автоматизации упрощает работу всем компаниям, которые хотят разумно использовать складские площади, уменьшить процент ручного труда и повысить безопасность персонала, сократить количество ошибок в документации и иметь точное представление о производительности труда каждого сотрудника. Автоматизация производства особенно важна в компаниях, выпускающих скоропортящиеся продукты, а также на предприятиях нефтегазоносной отрасли и других опасных производствах, где ошибки из-за человеческого фактора приводят к тяжелым последствиям.

Современные технологии автоматизации полезны для каждого предприятия, которое планирует:

  • увеличить прибыль через обслуживание большего количества клиентов с привлечением меньшего количества работников;
  • тратить меньше времени на рутинные действия;
  • сделать процессы более точными;
  • быстро разбираться с задачами, которые нереально обработать вручную.

Основные задачи автоматизации процессов производства

Внедрение программного обеспечения для комплексной автоматизации задач на предприятии помогает владельцу решать такие задачи:

  1. Сократить время на выполнение регулярно повторяющихся и трудоемких процессов.
  2. Быстрее обрабатывать большие объемы данных — например, вести статистику.
  3. Ускорить вывод готовых товаров на рынок.
  4. Экономить на найме и обучении работников.
  5. Упростить поиск информации и составление документов.
  6. Уменьшать расходы сырья и количество отходов.

Для полной автоматизации производственных предприятий используют разные инструменты — от простейшего Microsoft Excel или его облачного аналога Google Spreadsheet до программных продуктов, разрабатываемых с нуля под конкретную компанию.

Функции, структура и уровни автоматизации

case-info-img.png

Основная задача автоматизации технологических процессов — упростить труд работников и сделать его эффективным. Когда компания добивается этой цели, она становится более конкурентоспособной и приносит больше прибыли. Реализовать автоматизацию технических процессов и производств (АТПП) можно по-разному:

  1. Частично. В таком случае автоматика берет на себя только те функции, которые трудно выполнить человеку, или регулярно повторяющиеся задачи вроде поддержания технологических параметров в заданных пределах.
  2. Комплексно. Этот подход предполагает автоматизацию производственной цепи в масштабах одного цеха или одного узла. Например, программе «поручают» управлять ресурсами или генерировать стандартные документы.
  3. Полностью автоматизировать предприятие. В этой ситуации за всеми этапами выпуска продукции следит специальное оборудование. Полная автоматизация производственных процессов нужна в цехах с вредными и опасными для людей условиями. Также она удобна в компаниях с устойчивым производственным режимом, ориентированных на массовый выпуск изделий.

Если человек не участвует только в выполнении рабочих ходов, такой уровень автоматизации производства называют нулевым. Первый уровень — это неучастие работников при осуществлении холостых ходов на отдельно взятых станках. Второй уровень автоматизации охватывает доставку, дозирование сырья, отгрузку, контроль над большинством промышленных линий и процессом избавления от отходов. Третий, наивысший уровень автоматизации предполагает контроль над всеми операциями, включая отгрузку упакованных изделий.

Эффективность автоматизации

Основной экономический эффект от автоматизации технологических процессов — это повышение прибыли и хозяйственных показателей работы компании через сокращение расходов на администрирование. Программы для автоматического решения задач на предприятии не приносят доходы напрямую. Они только помогают владельцу компании снизить расходы или получить больше прибыли. Поэтому эффект от подключения системы автоматизации всегда косвенный.

Для оценки результатов внедрения систем автоматизации специалисты изучают бизнес-процессы в конкретной компании и используют сложные алгоритмы. Если нужна приблизительная оценка выгодности и необходимости автоматизации, они подставляют в формулы оценочные значения расходов.

Базовые элементы автоматизации техпроцессов на производстве

QZjHspsFx6Z9cdMiblrh.png

Для перевода предприятия на программы автоматизации и автоматизированное промышленное оборудование владельцы последовательно или параллельно решают ряд задач:

  • внедряют роботизированные технологические комплексы (РТК);
  • используют цифровые системы контроля качества изделий;
  • применяют инструменты для командной распределенной работы;
  • автоматизируют склады и процесс закупки;
  • автоматизируют планирование производства и бизнес-процессы.

Минимизация человеческого труда и внедрение РТК

В первую очередь это необходимо для защиты работников от вредных и опасных факторов на производстве. Например, здоровью большинства людей вредит изготовление табачной продукции и добыча алюминия. Чтобы предотвратить тяжелые хронические болезни, владельцы таких предприятий заменяют персонал машинами-роботами.

Еще системы автоматизации активно внедряют в сферу обслуживания — в заведения общепита, пункты розничной торговли, потому что в таких компаниях бизнес-процессы важно структурировать. Например:

  • штрих-коды ускоряют внесение товаров в базу данных;
  • считыватели штрих-кодов помогают персоналу понять, остались ли товары на складе;
  • программы для ведения документации экономят время на составление ежедневных и квартальных отчетов.

Если работа компании организована с применением современных систем автоматизации, персонал не только получает комфортные условия труда, но и шансы на быстрое повышение квалификации внутри предприятия. Это способствует росту производства и развитию отдельных специалистов.

Цифровые системы контроля качества производимой продукции

Обязательный атрибут предприятия, занятого массовым выпуском товаров — автоматизированное оборудование для оценки качества. Оно ускоряет поиск брака и позволяет вовремя удалять его из партии до попадания на склады точек розничных продаж.

Если оборудование на заводе-изготовителе умеет быстро отслеживать дефекты и удалять проблемные образцы продукции с конвейерной ленты, количество претензий от покупателей значительно сокращается. Это улучшает имидж предприятия, способствует повышению спроса и росту продаж. В ряде случаев именно своевременное обнаружение дефектов делает использование изделия безопасным.

Распределённые командные инструменты разработки новых продуктов

Программы для распределенного создания новых товаров дают инженерам возможность работать над продуктом с любого компьютера, на котором установлен соответствующий софт. Таким программам требуется подключение к высокоскоростному интернету. С их помощью персонал дистанционно отлаживает технологические параметры в режиме реального времени.

Автоматизация складской логистики и хранения

Чтобы компания эффективно конкурировала с более крупными предприятиями и масштабировалось без больших убытков, владельцу нужно упростить и ускорить процессы, связанные с приемом, сборкой продукции и ее отправкой со склада. Для этого он проводит расчеты и внедряет систему автоматизации производства. То есть, перед внедрением такой программы владелец компании выясняет, насколько она уменьшит расходы, и сможет ли повысить производительность труда работников. Чаще всего технологии автоматизации начинают использовать при расширении бизнеса и выявлении бесцельных расходов.

Необходимость в технологиях автоматизации складской логистики появляется в таких случаях:

  • предприятие хранит больше 500 единиц товара;
  • площадь складского комплекса превышает 1 км2;
  • склад обслуживает больше десяти работников одновременно;
  • ежемесячно предприятие обрабатывает от пятисот до нескольких тысяч крупных заказов.

Еще системы автоматизации производства и автоматизированное оборудование применяют на складах ответственного хранения. Все это помогает менеджеру следить за доступностью продукции, разумно распределять ее по пунктам сборки заказов, следить за заказами конкретного клиента. Торговые представители получают доступ к информации о количестве товаров, а руководство — возможность грамотно планировать дальнейшую работу компании.

Автоматизация управления закупками

Автоматизация предприятия — это не только правильная организация технологических процессов, но и упорядочивание закупки сырья и запчастей. Благодаря специальным программам компания закупает нужное количество продукции по всем позициям. Персонал реже сталкивается с недостачами, получает возможность оптимально загружать производственные мощности и расходовать материальные запасы.

Методы автоматизации

Внедрение автоматизации технологических процессов (АТПП) обычно происходит тремя способами:

  1. Автоматизация отдельного оборудования или операции . Например, получить компьютеризированное управление может конкретный действующий станок или производственная линия либо отдельно взятая операция. Частичная АТПП эффективна в ситуациях, когда работник неспособен вручную выполнить сложную задачу.
  2. АТПП технологического участка. В этом случае внедряют программное управление одной или несколькими производственными линиями, которые составляют общую систему.
  3. АТТП всего предприятия . Это самый высокий уровень автоматизации, при котором всеми процессами управляют технические средства. Схема эффективна не на каждом большом предприятии, потому что за многими станками и операциями должен следить персонал.

Даже при частичной АТПП сокращается количество работников, которые обслуживают производство, а объем и качество выпускаемых товаров растут. На изготовление товаров компания расходует меньше сырья, их выпуск становится стабильным. Снижается количество отходов, персонал трудится в безопасных условиях.

Типы автоматизации

5de01fbecec14087589682.jpg

В 2022 году для автоматизации производства применяют информационные технологии, САМ-подход, оборудование с программным управлением, машины-роботы, FMS-системы и компьютерное интегрированное производство.

IT-технологии — это все компьютерные технологии, предназначенные для создания, хранения информации и ее выкладывания в общий доступ. Подавляющее большинство автоматизаций в производственной сфере связано с IT-технологиями.

САМ-подход — применение компьютеров для решения задач планирования и контроля выпуска продукции. Для этого на предприятиях устанавливают оборудование с числовым программным управлением и другую технику.

Оборудование с числовым управлением (ЧПУ) — это машины с программным модулем, умеющие последовательно выполнять заданные действия.

Машины-роботы заменяют операторов. Например, красят изделия, сваривают, отгружают крупногабаритные предметы, проверяют качество сборки, испытывают образцы.

Гибкие производственные системы — это оборудование с ЧПУ, машины-роботы и автоматизированные линии обработки материалов, объединенные в комплексы. Если в компании установлена гибкая система, полный цикл производства продукции может быть автоматизирован.

CIM-системы связывают разные производственные задачи в единую компьютерную сеть. Системы компьютерного интегрирования «берут на себя» планирование производства, отслеживание качества продукции, автоматический выпуск товаров, проектирование изделий, закупку, рекламу и другие задачи.

Автоматизация планирования производства

Внедрение современных решений по управлению технологическими процессами помогает компаниям развиваться:

  • улучшает качество товаров и делает их более конкурентоспособными;
  • уменьшает энергопотребление предприятия;
  • снижает эксплуатационные расходы, затраты на производство и себестоимость товаров;
  • уменьшает количество сотрудников и сокращает количество операций, для которых важно человеческое присутствие;
  • увеличивает объемы и скорость выпуска продукции.

Ещё автоматизация планирования производства сокращает фонд оплаты труда и уменьшает вероятность проблем, связанных с человеческим фактором. Но это справедливо, когда автоматизированные процессы согласованы между собой и проводятся ритмично с наименьшим количеством перерывов. Чтобы добиться такого результата, желательно нанять специалиста по автоматизации производственных процессов.

Автоматизация процессов в бизнесе

Рабочие процессы доверяют искусственному интеллекту на разных уровнях деятельности предприятия:

  1. Исполнительный — это часто повторяющиеся действия, конвейерный выпуск товаров, поддержание технологических параметров в определенных пределах.
  2. Тактический — это распределение процессов и управление ресурсами.
  3. Стратегический — это управление компанией, аналитика и составление прогнозов.

Автоматизация бизнес-процессов особенно важна при массовом производстве товаров и в бухгалтерии.

Готовые решения для автоматизации производственных процессов

С целью автоматизации производства используют разные методологии и инструменты:

  • для предсказания спроса — MPR;
  • для управления дистрибуцией продукции — DPR;
  • для контроля загрузки станков и линий — Kanban и MES;
  • для отслеживания расхода материальных запасов, минимизации брака и уменьшения объема отходов — Lean;
  • для механизации и компьютеризации расходов диспетчеров, наблюдения за работой промышленного оборудования — SCADA.

Рассмотрим самые популярные решения.

SCADA — пакет программного и аппаратного обеспечения для автоматизации производства

Примеры систем SCADA

Этот комплекс используют для контроля над датчиками и индикаторами, показывающими параметры работы промышленного оборудования. SCADA дает персоналу возможность:

  • исправлять показатели после получения уведомления от датчиков и индикаторов или на основании решения оператора;
  • безопасно хранить информацию на серверах;
  • наблюдать за динамикой работы;
  • собирать сведения для составления статистических отчетов.

Основной задачей автоматизации производства с помощью SCADA называют удаленную отправку команд и сбор данных с индикаторов, соединенных с отдельными станками или производственными линиями.

Проблема автоматизации производства с использованием SCADA — множество кабелей, без которых невозможна оперативная работа. Чтобы нивелировать этот недостаток, инженеры используют контроллеры с установленным в них микропроцессором. Специалисты соединяют датчики с микропроцессором и контролируют процессы удаленно.

Еще одна сложность — необходимость искать и нанимать для внедрения SCADA квалифицированного инженера-программиста, знакомого с системным анализом. Таких специалистов в России немного, и оплата их труда высока.

DDMRP-методология оптимизации производственных процессов — что это такое?

Чтобы автоматизировать производство, недостаточно оптимизировать только технологические процессы. Необходимо автоматизировать поступление сырья и запчастей — то есть, наладить своевременные поставки качественных комплектующих. Исследователи из Demand Driven Institute выяснили, что автоматизированное управление производством важно увязывать с потребительским спросом в конкретный момент времени. Если выпускать продукцию по прогнозам, велик риск столкнуться с пересортами в случае неточности прогнозов и недостаточности реального спроса. Возможна и противоположная проблема, когда реальный спрос превысит прогнозируемый, и у компании не хватит продукции для поставки всем желающим. Чтобы не пойти ни по одному из сценариев, для автоматизации производства используют методологию DDMRP, или Demand Driven Material Requirements Planning. Суть DDMRP — обеспечение предприятию возможности поставлять на рынок нужное количество товаров по всем позициям так, чтобы оптимально загружать производство и расходовать материальные запасы.

Принцип управления запасами состоит в уменьшении количества готовой продукции и регулировании поставок сырья и запчастей. Например, предприятие размещает в ключевых точках буферной цепи запасы материалов и комплектующих, без которых невозможно производство товаров. Создание запасов в буферах оптимального размера позволяет непрерывно выпускать продукцию и точно знать, когда пора заказывать новую партию сырья и запчастей.

Расчёт расходов на оптимизацию и сроков окупаемости

Критерием эффективности ввода системы автоматизации производства считают ожидаемый экономический эффект, который приблизительно рассчитывают по формуле Э = Э(р) — Е(н) х К(п). В ней Э(р) означает годовую экономию, Е(н) — нормативный коэффициент, К(п) — капитальные вложения в создание проекта и внедрение системы.

Капитальные вложения в проектирование и внедрение подсчитывают по длительности работ на конкретном этапе. При этом проектированием называют работы по подготовке всей системы или ее части, а внедрением — ввод системы автоматизации в эксплуатацию на производстве.

Сначала вычисляют продолжительность каждого этапа работы от написания техзадания до составления отчетов. Продолжительность берут в таблицах нормативных значений или считают по формуле Т(о) = (3 х Т(min) + 2 х Т(max)) / 5. Здесь Т(о) — предполагаемая продолжительность работ, а Т(min) и Т(max) — минимальная и максимальная продолжительность работы.

Для подсчета предполагаемых капитальных затрат пользуются формулой К(к) = С + Z(п) + М(п) + Н. Здесь С — цена программы для автоматизации производства, Z(п) — сумма, выплачиваемая специалистам, М(п) — расходы на применение ЭВМ, Н — накладные расходы на стадии проектирования и внедрения.

Расходы на эксплуатационные принадлежности определяют путем суммирования затрат на их закупку по оптовым ценам.

Под эксплуатационными расходами понимают содержание программистов, которые будут обслуживать систему, расходы на обеспечение работы самой программы и содержание здания.

Пример. Некая российская компания с одним бухгалтером предлагает гражданам услуги. Ее владельцы купили лицензию на использование продукта «1С:Бухгалтерия Предприятия 2.0» и наняли для внедрения сотрудников студии «1С». Допустим, сама программа обошлась им в 11 000 рублей, и еще 10 000 взял программист за внедрение. Итого, капитальные вложения во внедрение будут составлять К = 11 000 + 10 000 = 21 000 рублей

Ежемесячный оклад сотрудника равен 50 тыс. рублей. Тогда расходы на содержание персонала составят Z = 1 х 50 000 х (1 + 34% / 100) = 67 000 рублей.

Предположим, что годовая экономия от внедрения программы будет такой же, какой получится экономия на повышении производительности труда бухгалтера. Рассчитаем последнюю по формуле P = 67 000 х 9 = 603 000 рублей. Применим формулу оценки предполагаемой экономической эффективности и подставим в нее получившуюся цифру: Э = 603 000 – 21 000 х 0,15 = 599 850 рублей.

Итого. Даже если рассчитывать экономическую эффективность приблизительно, после внедрения системы автоматизации на одно рабочее место бухгалтера предприятию удастся сэкономить за один год 599 850 рублей. Для достижения этого показателя он изначально вложит всего 21 000 рублей.

Кто занимается автоматизацией производства

Внедрение системы автоматизации — длительный процесс. Ответственный за решение этой задачи прописывает процессы, которые важно автоматизировать, оптимизирует их и вместе с владельцем предприятия подбирает программы. В отдельных случаях с всем этим справляется персонал компании без найма сторонних специалистов, но чаще бизнес нанимает инженеров-программистов.

Самостоятельная автоматизация. Персонал компании решает, кто займется автоматизацией конкретных функций. Рабочая группа составляет перечень задач, выбирает программу и внедряет ее. Если не справляется с внедрением, то обращается к аутсорсерам.

Самостоятельная автоматизация производственных процессов бесплатна или дешева. При этом не приходится посвящать в тонкости бизнеса посторонних людей. Но если в компании нет сотрудников с опытом автоматизации бизнеса, эта работа может занять у них огромное количество времени. Кроме того, сотрудники без опыта незнакомы с более сложными и эффективными инструментами автоматизации.

Найм команды на аутсорсе. В таком случае нужно будет найти агентство или частного инженера-программиста и оплатить его услуги. Это довольно дорого, и на погружение в специфику бизнеса у специалиста наверняка уйдет много времени. Еще наемные специалисты могут навязывать свои продукты — не факт, что они подойдут конкретной компании лучше других. Тем не менее, крупным предприятиям быстрее и надежнее нанять инженера по автоматизации и консультировать его по особенностям бизнеса по мере поступления вопросов.

В перечень задач, стоящих перед штатным специалистом по автоматизации, входит:

  • сбор информации о технической оснащенности компании, на основании которой он сможет планировать автоматизацию;
  • формирование стратегии внедрения современной АТПП на основании передового опыта;
  • подбор и установка средств автоматизации;
  • обеспечение бесперебойной и эффективной работы автоматизированного оборудования;
  • составление проектных документов и руководств по использованию автоматизированного оборудования для персонала.

Выводы

На основании примера расчетов экономической эффективности использования типовой программы «1С» для автоматизации труда одного бухгалтера становится очевидной выгода от такого шага. Это непрямая выгода, но она будет ощутимой для компании в средне- и долгосрочной перспективе. Введение программ для автоматизации производства в некоторых случаях может скорректировать сам бизнес-процесс, потому что работники смогут быстрее решать профессиональные задачи. Например, будут обрабатывать большие массивы данных за ту же единицу времени. Владелец компании может воспользоваться этим для уменьшения затрат на сотрудников или расширения предприятия без найма новых работников.

При прогнозировании экономической эффективности следует учитывать важное свойство автоматизации. Если на ее внедрение потратили много времени и средств, будет сэкономлено много средств в будущем. Качественные и правильно выбранные программные продукты, грамотно проработанные и описанные бизнес-процессы экономят владельцу миллионы рублей в процессе эксплуатации системы.


Комментарии

0
Максим Рублёв
Хорошая статья!
Имя Цитировать 0
0
Антон
Привет Мир!
Имя Цитировать 0

Оставить комментарий

 
Загрузить файл или картинкуПеретащить с помощью Drag'n'drop
Перетащите файлы
Ничего не найдено
Защита от автоматических сообщений
 
Задайте вопрос эксперту
прямо сейчас
Наш специалист ответит в течение 10 минут и
проконсультирует по всем интересующим вопросам
Нажмите на одну из иконок, чтобы открыть чат с менеджером
Gold Promo в удобном вам мессенджере.