Сергей Чуранов, Денис Владимирович Лямшев - Практика цифровизации промышленности. Выпуск 1

Редактор Василий Сергеевич Чуранов

Благодарности:

Денис Владимирович Лямшев

Анатолий Александрович Туманов

© Сергей Чуранов, 2024

© Анатолий Александрович Туманов, 2024

© Денис Владимирович Лямшев, 2024

ISBN 978-5-0064-4709-7 (т. 1)

ISBN 978-5-0064-4710-3

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

УДК004.67

ББК30.607

Ч-93

Авторы:

Чуранов С. А. – технический директор ООО «ИЦ Станкосервис» г. Смоленск;

Лямшев Д. В. – руководитель департамента развития систем управления дискретным производством ГК «Цифра», г. Москва;

Туманов А. А. – руководитель отдела обучения и документирования ООО «ИЦ Станкосервис» г. Смоленск.

Сборник содержит материалы, характеризующие ряд аспектов происходящих в настоящее время кардинальных изменений в промышленности, связанных с глубоким проникновением в реальное производство средств цифровой вычислительной техники и высокоскоростной телекоммуникации.

Первая статья дает обзор принципиально новых технологических средств и методов, и их позиционирование в контексте развития промышленности за XIX—XX века.

Во второй статье рассматриваются современные тенденции и проблемы внедрения средств автоматизации на примере предприятий машиностроительной отрасли. Особое внимание уделено решению вопросов непосредственного управления производственной деятельностью.

Третья часть сборника посвящена важности синхронного и оптимального использования на предприятии множества информационных систем разной направленности, годов выпуска и технологических основ их реализации. Отмечается важность согласованности данных на разных уровнях управления и решения проблем неоднозначности и неактуальности используемой информации.

Четвертая статья предлагает развернутую картину практических результатов, достигнутых за последнее десятилетие в области создания автоматизированных средств сбора и обработки данных о реальной работе промышленного оборудования, унифицированных как для новых, так и старых моделей оборудования и устройств управления оборудованием.

Последняя статья рассказывает о целевом использовании обработанных производственных данных и формировании на их основе аналитической информации, необходимой для эффективной эксплуатации промышленного оборудования на предприятиях дискретного производства.

УДК 004.67

ББК 30.607

© Авторы, 2024.

Цифровая трансформация промышленных предприятий (Digitalization) происходит в настоящее время по всему миру и означает четвертую промышленную революцию.

В Германии в 2011 г. в рамках немецкой инициативы Industrie 4.0 был впервые введен термин «Индустрия 4.0», который сегодня стал синонимом цифрового производства и четвертой промышленной революции.

Цифровое производство дает промышленным предприятиям шанс переосмыслить и кардинально перестроить существующие бизнес-процессы. Однако эта концепция не дает готовых ответов и не предлагает универсальных средств для решения всех проблем. Достижение поставленных целей возможно только за счет проведения согласованных друг с другом мер, основанных на технологиях Индустрии 4.0, которые будут рассмотрены в данной книге.

В России, где в большинстве своем уровень развития производства ниже, чем в развитых странах Запада, внедрение цифровых технологий имеет особенно важное значение.

Для начала рассмотрим, какими были предшествовавшие революционные изменения в промышленности.

Этапы развития промышленного производства

Считается, что уже прошли три промышленные революции, и сегодня мы находимся на этапе четвертой такой революции.

Чтобы понять сущность и специфические особенности всех промышленных революций, выделим двух «китов», на которых стоит промышленное производство:

– энергия, при помощи которой производится продукция;

– информация, применяемая в ходе производства продукции.

Для того, чтобы изготовить любой продукт, надо знать, как это сделать и приложить энергию для его изготовления. С тех пор как на земле появился Homo sapiens, человек разумный, информация «как» передавалась из уст в уста, на глиняных табличках, бересте, бумаге и т. д. А для непосредственного изготовления использовалась живая сила человека или животных. Так строились пирамиды и была подкована блоха. И все продолжалось много лет пока не грянула первая промышленная революция…

Первая промышленная революция

Это середина-конец XVIII века и это – изобретение паровой машины, внедрение механического производства продукции с использованием силы пара. Это также и первый этап индустриализации в текстильной промышленности и металлургии.

Человек все время своего существования постоянно пытался облегчить свой труд, для чего придумывал различные механизмы. Для приведения их в действие использовалась не только человеческая сила или сила животных. Например, для приведения в действие мельниц использовалась энергия ветра и воды

Что изменилось в середине XVIII века, почему изобретение паровой машины считается революцией?

Человек впервые научился вырабатывать из природных ресурсов энергию, необходимую для приведения в действие машин и механизмов, производящих продукцию.

Ветряная мельница будет работать только при наличии ветра, водяная мельница может находиться только у воды, и энергия, вырабатываемая ими, зависит от скорости ветра и течения воды.

А паровая машина (рис. 1) может быть установлена, где угодно, например, на производственной или мобильной площадке (паровоз, пароход). Главное, обеспечить ее природными ресурсами: дровами или углем.

При этом паровой двигатель обеспечивает непрерывную и равномерную выработку энергии, что критически важно для работы производства.

Рис. 1. Схема паровой машины

Вторая промышленная революция

Это уже вторая половина XIX – начало XX века и это открытие электрической энергии, внедрение ленточных конвейеров, поточное производство, целенаправленное разделение труда (рис. 2).

Рис. 2. Производственный цех начала XX века

Использование электроэнергии существенно изменило способ передачи энергии по сравнению с энергией пара. Появилась возможность передавать энергию на большие расстояния с минимальными потерями.

При этом электростанции строились рядом с источниками энергии: на крупных реках, недалеко от угольных бассейнов, а заводы в больших городах, где жили работники предприятий. Расстояние между ними не имело значения, поскольку электроэнергию научились передавать на большие расстояния без существенных затрат.

В результате массово стали строиться заводы и снабжающие их энергией электростанции. Соответственно изменилась технология производства продукции. Появились конвейеры, усилилось разделение труда. Одновременно резко возросла производительность труда за счет массового производства продукции.