Известное швейцарское сталелитейное предприятие Swiss Steel внедряет цифровые технологии в области транспортировки
бухт стальной проволоки и заменяет эксплуатировавшийся в течение почти 40 лет крюковой конвейер современной системой транспортировки на поддонах. Имеющаяся система отслеживания движения материалов PSI была адаптирована в соответствии с изменившимися требованиями и успешно поддерживает порядок в лабиринте из поддонов. Компания Swiss Steel, входящая в группу предприятий Schmolz und Bickenbach, демонстрирует хороший пример эволюционного развития технологий Индустрии 4.0 в сталелитейной промышленности.
Индустрия 4.0 и идущее с ней рука об руку внедрение цифровых технологий не рассматриваются в сталелитейной промышленности как привилегия исключительно новых предприятий. Инвестиционные циклы в этой отрасли не позволяют сразу внедрять в производство каждую новую техническую разработку. Поэтому производители должны разрабатывать продуманную стратегию, позволяющую поэтапно внедрять цифровые технологии. При этом необходимо точно идентифицировать области в производственной цепочке, в которых возможна модернизация. Соответствующую инвестицию сделало предприятие Swiss Steel AG из Эмменбрюке, Швейцария. Компания, занимающаяся производством специальной стали, в числе прочей продукции изготавливает на двух линиях высококачественную проволоку различной толщины. Эта проволока транспортируется из прокатного цеха свернутой в так называемые бухты. На следующих этапах производства происходит охлаждение нагретых бухт проволоки, отбор образцов, взвешивание, прессование и обвязка. В течение последних 40 лет для выполнения этих операций использовался крюковой конвейер. Вмешаться в транспортировку материалов было почти невозможно. Новая линия транспортировки на поддонах, напротив, включает три буферных ответвления, позволяющих изменять порядок транспортировки. Это позволяет сгруппировать материалы, относящиеся к одному заказу. Инвестиции в новую систему транспортировки и современный пресс позволили значительно снизить расход энергии и повысить безопасность транспортировки. В будущем это позволит предприятию транспортировать бухты большей массы и выполнять требования клиентов, изготавливая новые виды инновационной продукции. Благодаря полностью автоматической транспортировке поддонов повышается уровень безопасности труда на этом участке.
Система отслеживания движения материалов PSI уже давно гарантирует непрерывную регистрацию всех их перемещений. После внедрения новой системы значение отслеживания еще более возросло. Увеличение гибкости, в свою очередь, ведет к отмене жесткого характера материальных потоков. «Где мои материалы?» – вот главный вопрос в лабиринте движущихся поддонов. Оператор больше не может удержать в уме всю необходимую информацию. Поэтому задействованные системы автоматизации должны быть еще более точно адаптированы, что позволит избежать ошибок при идентификации материалов в точках пересечения маршрутов движения или ошибочного определения их массы. На практике с этой целью организуются контрольные точки, в которых задействованные системы проверяют синхронизацию своих данных. При этом базовая система автоматизации определяет наличие материала на поддоне, а система отслеживания решает, о каком материале идет речь.
Создать подобную систему на чертежной доске – это одно, а внедрить ее без остановки производства – совсем другое. Как хирургам, заранее планирующим и тренирующимся перед проведением операции на открытом сердце, подготовка была необходима и предприятию Swiss Steel: совместное тестирование перед внедрением увенчалось полным успехом. Решающее значение имел точный, не терпящий задержек обмен данными всех участвующих сторон. Ввод нового оборудования в эксплуатацию никогда не проходит полностью без затруднений, и то, каким образом подобные затруднения и проблемы преодолеваются – вопрос опыта и доверия. С чисто практической точки зрения несложно обработать сигналы в одной сигнальной цепи и подтвердить безупречность ее работы, и намного сложнее – одновременно следить за работой сразу нескольких сигнальных цепей
во время производства. Только во втором случае удается обнаружить проблемы, и воодушевление по поводу заработавшей системы быстро сменяется стрессом. Например, в Swiss Steel на короткое время применили «телепортацию», то есть мгновенное перемещение материала из одной точки в другую. Поскольку телепортация была виртуальной, система интерпретировала ее как запаздывание сигнала передачи материала с линии транспортировки поддонов на крюковой конвейер. В этом случае материал проходит мимо предусмотренной позиции передачи и перемещается поперек установки на крюк. Этот и другие, менее инновационные явления были обнаружены и быстро устранены в ходе ввода в эксплуатацию.
В дискуссиях на тему Индустрии 4.0 часто заходит речь о реальной или предполагаемой роли человека на заводе будущего. В академической среде подобные обсуждения переходят в почти философские дискуссии о том, станет ли завод, управляемый искусственным разумом и алгоритмами, заменой современной социальной структуры или стимулом к ее совершенствованию. Практика уже позволяет сделать первые выводы. Хотя в случае компании Swiss Steel нельзя говорить о попытке полностью исключить людей из производства, на одном из участков целью инвестиций стало глубокое внедрение цифровых технологий и высокая степень автоматизации. Но высшей инстанцией, которой подчиняются все системы автоматизации, остается оператор. Его вмешательство возможно и необходимо в случае, если реальное движение поддонов отличается от данных виртуального отслеживания, например, в случае изъятия одной из бухт. В подобном случае его задача состоит в корректировке данных во всех системах. Фактически значимость оператора возросла, так как он несет ответственность в случае отклонения работы системы от автоматической программы. Производство стали в будущем не сможет обходиться без участия человека, хотя стоящие перед оператором задачи претерпят серьезные изменения.
PSI: Что стало главной причиной настолько серьезной модернизации оборудования?
Д-р. Нуссбаум: Практически полная замена оборудования была необходима в связи с тем, что на рынке возник спрос на бухты большего веса. В рамках стратегического расширения прокатного производства Swiss Steel AG такая модернизация стала одним из первых шагов, позволяющих соответствовать этим новым требованиям. Наряду с потребностями рынка мы понимали необходимость заменить наконец оборудование, возраст которого приближается к 40 годам и включить этот участок в инновационную платформу автоматизации прокатного стана.
PSI: Вы предвидели сложность этого мероприятия и были к ней готовы?
Д-р. Нуссбаум: Разумеется, это был и остается большой проект для нас; он потребовал задействования значительных ресурсов – не только наших. Сложность реализации в нашем случае значительно превышает сложность проекта, реализуемого «с нуля», так как устанавливать оборудование приходится в тесном пространстве, в условиях продолжающегося производства, поджимающих сроков и без возможности перенести момент ввода в эксплуатацию. Не каждый из наших партнеров, участвовавших в реализации проекта, понял это своевременно, и, как следствие, многие недооценивали сложность стоящих перед ними задач. В будущем мы попытаемся предотвратить подобные ситуации с помощью более полного контроля и менеджмента рисков.
PSI: Возникает ли при реализации подобного проекта потребность в особых отношениях между клиентом и поставщиком ?
Д-р. Нуссбаум: Готовность обоих партнеров к коммуникации и твердое намерение реализовать проект вовремя и безупречно с технической точки зрения – обязательное условие. Об особых отношениях речь может идти в том случае, если поставщик глубоко понимает потребности клиента и оба предприятия придерживаются в своей деятельности одинаковых принципов. Намного проще становится, если отношения между участниками проекта гармоничны. Ведь люди бывают разные! Кроме того, каждый должен понимать, что подобные проекты затеваются не просто так. У нас есть обязательства перед собственными клиентами и наша цель – предложить им новые преимущества.
Инвестиции во внедрение цифровых технологий должны окупаться, а не становиться самоцелью. В случае Swiss Steel одного изготовления высококачественной продукции недостаточно. Необходимо отслеживать и подтверждать качество материалов. Для этого в каждый момент времени необходимо располагать информацией о местонахождении определенного материала и технологических параметрах выполняемых с ним операций. Только наличие такой информации может стабильно гарантировать высокое качество продукции без остановки производства, и позволяет подтвердить его документально. Это обстоятельство и приобретенная гибкость материальных потоков, а также снижение расхода энергии со всей очевидностью демонстрируют преимущества внедрения цифровых технологий. Индустрия 4.0 может озна- чать не революционное, а, как в случае Swiss Steel, эволюционное развитие.
