×
Industry of Things World USA. Hannes Hunschofsky, HOERBIGER: технологии промышленного интернета дают возможность обеспечить себестоимость мелкосерийного производства широкой номенклатуры товаров на уровне массовых тиражей. Практический опыт HOERBIGER

JSON.TV представляет полную расшифровку выступления Ханнеса Ханжовски (Hannes Hunschofsky), COO & Executive Vice President Global Operations компании HOERBIGER Compression Technology Holding, на конференции Industry of Things World USA (IoTW USA 2016) в Сан-Диего 20-21 февраля 2016 г. Как небольшие и средние промышленные компании могут обеспечить себестоимость мелкосерийного производства на уровне массового. О практическом опыте и планах австрийского холдинга в достижении нового уровня гибкости и автоматизации с помощью технологий IoT и системы Advanced Manufacturing.

 

 

Полную видеозапись выступления Ханнеса см. на оф. сайте конференции

 

См. также расшифровку выступления футуриста Стива Брауна с IoTW USA 2016

 

Доброго всем вечера! С тех пор как в 2013 году было опубликовано исследование о четвёртой технологической революции, мы крайне заинтересовались в потенциальных возможностях, которые она может нам предоставить. Как бы вы это ни называли — «промышленный интернет», «интернет вещей» или «четвёртая промышленная революция», — это всё об открывающихся для нас новых возможностях, это об открывающемся окне в новые технологии. Я вообще не очень люблю говорить об «умной» «промышленности и «умном» производстве, потому что тогда получается, что есть «глупые» производства, а я так не думаю. Итак, один из многих вопросов, которые мы слышим от новичков, интересующихся возможностями четвёртой промышленной революции, это «есть ли технологии, подходящие малым и средним предприятиям»?

 

То есть не только огромным автозаводам или фармацевтическим гигантам, а малым, обособленным, многономенклатурным и мелкосерийным производствам. И я знаю, что среди таких мелкосерийных производителей есть убеждение в обратном, потому что раз в одну-две недели мне звонит мой коллега и спрашивает «ну как вы там решаете проблему?» Так что существует некий страх, некое убеждение среди моих коллег, менеджеров по эксплуатации, что они могут упустить этот момент. И я обычно успокаиваю их тем, что говорю, - мне всё ещё нужно найти человека, который смог бы разъяснить точное определение Industry 4.0, но пока я его найти не могу. Это важнейший вопрос для нас, — есть ли что-то для обособленного производства, для высокой смеси мелкосерийных производителей.

 

 

Ханнес Ханжовски (Hannes Hunschofsky), COO & Executive Vice President Global Operations компании HOERBIGER Compression Technology Holding. Источник: YouTube

 

Меня зовут Ханнес Ханжовски, я исполнительный директор HOERBIGER Compression Technology Holding и мы вместе с моей командой и группой исследователей Технического Университета Вены, специализирующегося на технологиях производства (научный руководитель профессор Блейхер), мы работаем вместе над определением новых возможностей для технологий четвёртой промышленной революции, чтобы сделать взаимодействие нашей организации и клиентов более эффективным. Сегодня я расскажу о наших собственных рассуждениях на эту тему, что это значит для нас и для наших предприятий с малым объёмом производственных мощностей. Не будем забывать, что 99 с лишним процентов производителей — будь то производители здесь, в США, в Германии, Австрии или где-то ещё — это малые или средние предприятия со штатом не более 500 человек. Так что я подумал, что вместо рассказа о своей компании, об её истории, показа инженерных достижений нашей продукции и перечисления наших клиентов, хорошо всем известных, я лучше покажу вам нашу компанию комплексно, во всей её сложности.

 

Наша система насчитывает 1 300 000 составляющих, из которых несколько сотен тысяч заключали сделки в течение последних нескольких лет. У нас на каждый вложенный десятигривенник (dime) около 6000 открытых промышленных заказов. Мы производим свою продукцию на 13 заводах по всему миру, включая Китай, Индию, Европу и США. Мы покупаем сырьё у полутора тысяч поставщиков и поставляем продукцию для почти 3 тысяч компаний, занимающихся административным и эксплуатационно-техническим обслуживанием. Мы поддерживаем нашу базу клиентского обслуживания 130 сервисными центрами в более чем 60 странах. И, наконец, у нас 15 000 клиентов, устанавливающих наши компрессоры по всему миру. Наша средняя партия поставки — 10 единиц. Здесь уже говорили о волатильности производственных цехов, так вот наши показатели волатильности — до 30 процентов в неделю, и 50 процентов год от года. Так что вы можете себе представить, что имея такой уровень сложности, достаточно трудно обеспечить стандартизацию и автоматизацию.

 

 

Слайд из презентации Ханнеса Ханжовски на IoTW USA 2016

 

 

Позвольте рассказать историю о прошлогодней производственной конференции. В течение последних 10 лет или около того я устраиваю производственные конференции для наших сотрудников чтобы собрать вместе около 100-120 человек со всего мира. Мы говорим на очень специфические темы, в различных сферах, например, о рабочих цехах, в течение трёх дней. Обычно мы говорим об инновациях и технологиях, о вещах которые мы понимаем под термином «производственный цех», но в прошлом, так же как и в текущем году, я поставил главной темой «operation as creator and supporter of new business models» («Управление как создатель и сторонник новых бизнес-моделей»). Я никогда не видел столько удивления во время наших собраний, как на этом. Специалисты в области эксплуатации и управления не родились со знаниями в области бизнес-моделей, и даже никогда не учились этому. Поэтому мы решили, что попытаемся развить свою концепцию совершенствования управления вместо изучения бизнес-моделей. Мы надеялись, что это приведёт нас к новым бизнес-моделям.

 

Итак, мы назвали свою концепцию «1-1-1» и это не 911, не экстренный вызов. Это «1-1-1». И это название отражает следующие её особенности: мы хотим иметь возможность производить партию продукции по цене одной единицы её дорогостоящего аналога. Далее мы хотим иметь возможность осуществлять её доставку в течение одного дня. И мы хотим быть уверенными, что мы первые по всем параметрам. Что я имею в виду под словом «параметры»? Вам необходимо иметь первоклассные процессы, первоклассные инновации, вам нужны первоклассные технологии и вам определённо нужны первоклассный талант, чтобы обеспечить всё вышеперечисленное. Несмотря на то, что идея Индустрии 4.0 существует довольно давно, до сих пор нет точного её определения. Единственное, что можно сказать точно, так это то, что прав Питер Драккер, когда говорит, что невозможно получить что-то новое, если мы мыслим по-старому. Мы все - весь мир, США, Европа, находимся под давлением необходимости быть лучше для своих клиентов, быть более продуктивными и более гибкими для них. Поэтому мы смотрим дальше технологий связи или сбора данных. Если вы уже слышали достаточно примеров из этой индустрии, то знаете, что интерес к ним избыточен, а я пытаюсь здесь говорить о более специфических вещах. Приход новых технологий приближает очередной цикл компьютеризации и новые технологии, такие как робототехника, 3D-печать, дополненная/виртуальная реальность...

 

 

Слайд из презентации Ханнеса Ханжовски на IoTW USA 2016

 

Но чтобы придти к этим технологиям, необходимо сделать 2 очень важных шага в этом направлении. Первый — это переход от конвейерного цеха к «гибкому», маневренному, более эффективному производству. Что это означает? У нас до сих пор очень высок уровень «ручных» операций. Будь то замена деталей, cмена разъёмов, заготовок, ремонт станков, открытие-закрытие дверцы станка, то есть уровень «ручного» вмешательства в процесс очень высок. Так что секрет заключается в автоматизации мелкосерийного производства таким образом, чтобы это ни в коем случае не снижало его нынешней эластичности в производстве, даже при нашем нынешнем уровне знаний в этой области. Мы ведём тесную совместную работу с исследовательским центром Технического Университета Вены и они находятся на четвёртом фронте (4 front) множества приспосабливаемых и «умных» производственных систем, чтобы достичь вышеозвученной цели — повышенной эффективности и продуктивности с безусловной гибкостью.

 

Представляющие довольно большой интерес крупные производители идут другим путём. Они пытаются перейти от высокой степени автоматизации к более высокой эластичности и гибкости, потому что при переходе на большую индивидуализацию, падают и объёмы средней партии поставки соответственно. Второе направление, которое мы рассматриваем, это как производить в сто раз больше продукции по той же цене. Мы знаем, что нынешние технологии позволяют значительно сокращать издержки на производство единицы продукции. Эта цифра уже составляет в среднем десять процентов от прежних показателей. Но она будет снижаться и дальше. И вопрос, который мы должны задать сами себе это - «как привести стоимость производства единицы продукции к уровню, когда вам будет совершенно всё равно, сколько единиц вы произвели — 1, 10 или 100?». В этом нет совершенно ничего нового для массового производства. Они стараются сократить стоимость единицы продукции. Однако это определённо будет чем-то новым для мелкосерийных производств. 

 

Крупные производители пытаются перейти от высокой степени автоматизации к более высокой эластичности и гибкости, потому что при переходе на большую индивидуализацию, падают и объёмы средней партии поставки соответственно. Второе направление, которое мы рассматриваем, будучи представителем малых и средних производителей, это как производить в сто раз больше продукции по той же цене. 

 

Давайте посмотрим на нынешнее состояние нашей цепи поставок. Что мы уже сделали? За последние годы мы создали усовершенствованные механизмы ускоренной разработки нашей продукции. То, что занимало у разработчиков несколько дней 10-15 лет назад, сегодня происходит за считанные минуты. У нас есть большое количество примеров соединения заказчика с производственным цехом напрямую, минуя посредников. Есть также несколько нововведений непосредственно на этапе производства, такие как планирование производства, СNС-programming (компьютерное числовое программное управление), в котором мы и реализовали механизмы ускорения и упрощения процесса производства. Также у нас есть механизмы управления складом и логистикой, а также всеми постпроизводственными процессами на том уровне, которого достигли многие компании. Внедрение всего этого в рамках текущего проекта «Stream» подразумевает объединение всех вышеназванных процессов в единую IT-структуру. Но сфера производства, это в буквальном смысле «серая зона», погружение в которую не происходит за один день. Так что это задача, над которой ещё предстоит работать, несмотря на всю сложность нашей организации, для достижения целей концепции 1-1-1.

 

 

Слайд из презентации Ханнеса Ханжовски на IoTW USA 2016

 

Позвольте продемонстрировать схему того, как мы планируем этого добиваться. В течение, скажем, десяти ближайших лет мы планируем пройти 3 этапа к амбициозной цели — самоорганизованные киберфизические системы или, иными словами, компании, не требующие никакого человеческого вмешательства. Начиная с экспериментального предприятия, запущенного в прошлом году, мы в течение трёх ближайших лет планируем достичь следующего этапа, виртуализации, и затем, в конечном итоге, самоорганизации. Итак, мы начинаем экспериментальный проект и в дальнейшем мы работаем по той же схеме, для всех трёх этапов — мы начинаем с экспериментального проекта и если он оказывается успешным, мы внедряем его на производстве и он становится частью производственной цепочки.

 

Итак, начиная экспериментальное производство, мы задаём себе вопрос «Сетевое взаимодействие - Зачем мы это делаем?». Ответ прост - потому что можем. С момента внедрения протокола IPv6 у нас есть 340 дециллионов IP-адресов для подключения сенсорных устройств, будь то «умные» устройства или не очень, к некоей вычислительной системе. Но на каком этапе вы начинаете делать это в своём бизнесе? Мы начали это делать для простых станков, но не только для отдельных станков или для их операционных характеристик, а для дополнительных сенсорных устройств, которые измеряли уровень испарений, энергопотребления, температуру, влажность, и т.д.

 

 

Слайд из презентации Ханнеса Ханжовски на IoTW USA 2016

 

Поэтому станок — это очевидный пример использования технологий сетевого подключения. Но потом вы замечаете, что это может значительно повлиять на улучшение показателей вашего производства. Вы собираете данные и строите алгоритмы извлечения информации из этих данных для повышения эффективности. И эти продвинутые алгоритмы могут улучшить показатели энергопотребления, технологические показатели или показатели техобслуживания, я имею в виду предиктивное обслуживание.

 

Венский Технический Университет продемонстрировал очень интересный опыт, показывающий, что на вибрацию станка сильно влияет собственная частота работы станка. Обладая этим знанием, вы можете запускать станок иначе, когда он начнёт вибрировать, вместо того, чтобы однажды менять его скорости и подачи (speeds and feeds). Вы знаете, что управляете частотой системы, так что вы также можете менять и её в целом, меняя скорости и подачи, что, безусловно, поможет вам в эффективности вашей работы.

 

 

Слайд из презентации Ханнеса Ханжовски на IoTW USA 2016

 

Итак, пилотный проект, о котором я говорил, разворачивается сейчас в Вене, Австрия, на одном из наших заводов. В его рамках мы установили 10 станков, работающих в одной системе в компанию Atos и в Технический Университет Вены. И мы подсчитали срок окупаемости этого проекта, получилось меньше года. Итак, у нас 10 станков, каждый генерирует более 70 Гбайт данных в месяц, и могут предоставлять эти данные с частотой до 10 миллисекунд. И мы уверяем сами себя, что это относительно хороший уровень окупаемости инвестиций, потому что смотрим теоретически, на сколько это оптимизирует производство на практике. И мы хотим получить прирост производительности в 12%. 6% прироста даст улучшение параметров планирования, 4% — это усовершенствованная модель установки и составления графика, и 2% — это повышение эффективности времени цикла. И разумеется, 10 станков — это ещё не всё. Если это окажется успешным, то, как я сказал, мы распространим это весь завод и далее по всей промышленной сети. И мы будем делать это на протяжении всей нашей цепочки поставок — вертикально или горизонтально интегрированной, используя модель данных, позволяющую, в конце концов работать и с той и с другой.

 

 

Слайд из презентации Ханнеса Ханжовски на IoTW USA 2016

 

Итак, следующим шагом будет виртуализация. Цифровые двойники (Digital twins). Любой объект реального мира будет иметь где-то цифрового двойника. Все функции соединены и подключены к виртуальному образу. У нас появится одна из наиболее ценных для мелкосерийного производства особенностей — симуляция. И я говорю не только о симуляции числового программного обеспечения, а о симуляции всей системы производства, о виртуализации всего процесса. Представьте, если у вас тот же уровень сложности, что и у нас, и вы можете опробовать свою систему, то приготовьтесь — для любого вида операций, таких как изменение ассортимента продукции, нестабильные условия, выпуск новых продуктов, и т.д. и т.п., так вот вы можете создать виртуальную картинку, наиболее точно описывающую ситуацию на вашем производстве. На этом этапе это всего лишь виртуализация, так что она всего лишь даёт видение того, как ваша система должна выглядеть в идеале. Это не подстройка самой системы. Но это даёт вам исходные данные о том, как вы можете лучше и эффективнее управлять реальными процессами, вместо того, чтобы реагировать на меняющуюся ситуацию.

 

 

 Слайд из презентации Ханнеса Ханжовски на IoTW USA 2016

 

Итак, что же для этого нужно? Нужна модель информации станка, которая может быть адресована какому-то объекту в сети. Вы работали с этим и раньше, в этом нет ничего нового. Эксперты используют эту технику для разработки сложного программного обеспечения. Они создают объектную ЭВМ с определёнными постоянными параметрами и определённым краткосрочным обслуживанием для доступа к ней оборудования. Однако, при симуляции системы, вам нужна готовая машина, готовая модель представления, включая все кабельные, линейные каналы, также её механическая структура должны быть максимально точной, включая крепления, режимы работы станков, константы станков и инструментальной оснастки. Так что это часть реальной системы без каких-либо возможностей активного взаимодействия, но их данные также будут доступны в качестве виртуального образа, чтобы дополнить картину.

 

То, что вы получаете в итоге, у людей называется ДНК. ДНК это не только «удостоверение личности», но она ещё и содержит всю информацию, полный «план строительства», всю наследственную информацию, взаимоотношения с ДНК других людей, предупреждение некоторых болезней. Эквивалентом ДНК является УРИ - Универсальные Ресурсные Индикаторы (Universal Resource Indicators, URI), в которой вы найдёт идентификацию «вещи». Но эта идентификация также содержит все необходимые ссылки на все технические документы, принадлежность к тому или иному стандартному типу, постоянный присмотр, сбор данных, и также она может содержать прогнозирование (самодиагноз) поломок, выхода системы из строя.

 

 

Слайд из презентации Ханнеса Ханжовски на IoTW USA 2016

 

Итак, как только мы достигнем этого, нас ждёт следующий этап. Совместимость. Её суть в следующем. Все данные собраны. У вас есть всеобъемлющий алгоритм, позволяющий справляться со всей этой сложной махиной производства. Вся система представлена теперь в виртуальном пространстве. И теперь вы не собираете информацию с виртуального образа, чтобы потом пойти в цех. Оптимизация происходит через виртуальную модель, и в новой ситуации она подаёт сигнал станку в цех о самостоятельной смене режима его работы, адаптируя его к новым условиям. Происходит их постоянная оптимизация в каждый отдельный момент. Я знаю, что 2021 год звучит немного амбициозно, может быть, так и есть, но в нашем стремительном мире никто больше не хочет говорить о планах на 10, 15 или 20 лет.

 

Итак, вспомните, откуда мы начали. Мы начали с обсуждения сложности многономенклатурного и мелкосерийного производства. Большое количество несовместимой продукции, множество оборудования, а нам нужно быть гибкими, чтобы быть конкурентоспособными. Нам не только нужно быть готовыми к любым изменениям рынка технологий производства, но и быть гораздо более эффективными, чем сегодня. Итак, следующим этапом будет «включи и производи», где, только представьте, вы можете купить робота у одного продавца, включить, отключить, и робот будет точно знать, чего от него хотят. Представим следующий шаг, где люди больше не нужны. Робот будет знать, где он должен находиться, отправится туда и начнёт работать.

 

 

Слайд из презентации Ханнеса Ханжовски на IoTW USA 2016

 

Если у нас всё получится, мы сможем производить партию товара по низкой цене многосерийного производства, доставляя ее в течение одного дня. Что же дальше? Дальше мы рассматриваем возможность адаптации системы массового производства Toyota к многономенклатурному и мелкосерийному производству с помощью создаваемой сегодня Austrian Advanced Manufacturing Systems.

 

Что-то в этом роде Технический Университет Вены продемонстрировал в рабочей лаборатории, в их собственной лаборатории. У них есть робот, работающий в определённой ситуации, и как только меняется спрос, система замечает это и отправляет соответствующую информацию в систему производства. Роботизированная и автоматизированная система меняет свои настройки сама. Это эксплуатационное испытание с сервером, работающим в данном случае в стандарте OPC-UA (Унифицированная архитектура OPC) в системе управления ГП-модулем. Вы можете подключать, ослаблять, добавлять и удалять элементы системы, если необходимо. Никакого дополнительного программирования не нужно. Так же как не нужно дополнительного обучения. Это быстро, легко и просто. И да, это всего лишь лаборатория. Это пока ещё не реальный мир.

 

 

 Слайд из презентации Ханнеса Ханжовски на IoTW USA 2016

 

Конечно, роботы серьёзно повлияют на технический прогресс, который необходим для достижения нашей концепции «1-1-1». И в будущем роботы будут гораздо более подвижными, коллективными, точными, быстрыми, дешёвыми. Ничего, из того, что я сейчас вам говорю, не является чем-то новым. Вы всё это знаете, но в свете того, о чём я говорю, роботы станут тем усовершенствованием, которое многономенклатурные и мелкосерийные производства могут и должны использовать.

 

Но позвольте привести конкретный пример того, что мы сделали в плане автоматизации. Это классический станок с держателями заготовки. Там 2 разъёма, там есть готовая деталь. И вам нужно заменить одни разъёмы на разъёмы другого размера. У вас есть поворотный круг, вы можете двигать готовую продукцию как угодно. Вы открываете дверцу и вам нужно произвести замену зажимов вручную. Другая ситуация — вы работаете с вертикальным станком, где есть многоместная зажимная стойка и 8 интервалов. Но чего вы не можете наблюдать, так это того, что эти 8 интервалов могут иметь 8 разных заготовок, разных отдельных заготовок на опорной стойке, разных диаметров. Так что эти зажимы —  саморегулирующиеся. И после того как вы вставили заготовку, вам нужен всего один оборот до упора и на крепёжной стойке будет 8 заготовок. Так как эта крепёжная стойка является частью станка, или потому что у вас есть поворотный круг, вы можете проводить все нужные операции вне станка, а станок может спокойно работать без вашего вмешательства, без вашего подкладывания заготовок на опорную стойку. 

 

 

 Слайд из презентации Ханнеса Ханжовски на IoTW USA 2016

 

Следующий пример, и это модель, которая есть в Институте профессора Блейхера, это крепёжная стойка, оснащённая всей необходимой электроникой, так что загрузка может выполняться роботом. Робот знает, что это нужная заготовка, он кладёт её в нужное место, отправляет информацию в крепёжную стойку, она, в свою очередь, знает, что в этом месте у неё такая-то заготовка, отправляет информацию по Wi-fi от зажимной стойки станку, станок загружает нужную программу, что вот эта заготовка нужна в этом месте зажимной стойки. Так что это очень здорово.

 

Итак, что если у нас всё получится? Мы можем производить 1 партию товара по низкой цене многосерийного производства. Мы можем осуществить доставку в течение одного дня с получения заказа до получения. У нас лучшие люди, производство, технологии и позиции. Что дальше? Дальше мы рассматриваем систему производства Toyota как систему, которая помогла нам, да и многим из вас, стать лучше в масштабировании производственных процессов.

 

В чём Toyota Production System близка мне и моей ситуации, многономенклатурному и мелкосерийному производству, это тем, что там есть элементы, подходящие только массовым производителям с большими объёмами производства. Так вот, мы ищем возможности замены этих элементов механизмами и возможностями, которые были бы полезны малому и среднему производителю в условиях многономенклатурного и мелкосерийного производства. Именно для решения подобных вопросов была создана Austrian Advanced Manufacturing Systems, субсидируемая кафедрой, руководимой изначально из США, а теперь непосредственно в Вене. И мы стараемся придти к ответам на все эти вопросы.

 

 

Итак, в целом, совершенство управления и его эффективность необходимы, но не являются панацеей. Вы еще услышите выступление профессора Майкла Портера сегодня, - это его слова. И мы знаем, что для специалистов по эксплуатации будет трудно понять, а чем они могут помочь созданию новой бизнес-модели. Но мы должны показать им эту стратегию и пусть их компания решит, что с этим делать. И в завершении хочу привести цитату Уоррена Джи Беннета. «На заводе будущего будут работать лишь двое — человек и собака. Человек — чтоб кормил собаку, собака — чтобы не подпускала человека к оборудованию».

 

Было приятно говорить с вами, спасибо за ваше внимание. Берегите себя!

 

Полную видеозапись выступления Ханнеса см. на оф. сайте конференции

 

См. также расшифровку выступления футуриста Стива Брауна с IoTW USA 2016