MES – необходимое условие для «Фабрики будущего»

Статья «MES – необходимое условие для «Фабрики будущего», посвященная применению нашей Технологии адаптивного управления «Снаряд» на производстве, была опубликована в специальном выпуске корпоративного журнала дивизиона Объединённой двигателестроительной корпорации «Двигатели для гражданской авиации» «Трамплин к успеху» (.pdf, 3,49 МБ). Выпуск журнала приурочен к проведению IV Международного технологического форума «Инновации. Технологии. Производство» (24-27 апреля 2017 года, подробная информация о мероприятиях форума и его расписании – на сайте www.itp-forum.ru). Форум посвящен развитию передовых производственных технологий, являющихся основой для создания «Фабрик Будущего», и призван объединить ведущих представителей крупных промышленных предприятий, малого и среднего бизнеса, научно-исследовательских центров, институтов развития, органов власти.

Александр Морозов - технический директор нашей компании Adeptik, рассказывает о возможностях применения мультиагентных систем адаптивного управления на производстве.

Ниже приводится полный текст публикации «MES – необходимое условие для «Фабрики будущего».

Чтобы оставаться конкурентоспособным, современному сложному производству необходима эффективная система планирования ресурсов (ERP). С внедрением ERP связывают наведение порядка с производственными планами, логистикой, персоналом и финансами.

На машиностроительных предприятиях полное время изготовления изделия зачастую в 10 раз больше времени, которое требуется на выполнение всех необходимых для изготовления операций. Т.е. девять десятых производственного цикла – это время, когда деталь просто ждет своей очереди. Сокращение этого разрыва – главная задача систем планирования производства. Но на производстве постоянно возникают события, срывающие имеющийся план: болезни, поломки, брак, новые срочные заказы и т.п. Эффективно перестраивать план в ответ на изменяющую ситуацию – задача непосильная как для человека, так и для ERP. Слишком часты изменения, слишком сложен расчет детального плана. Поэтому при расчете планов в ERP специально закладывают время на такие отклонения, а сами планы строят на дальний горизонт – квартал, год.

В конце 1990-х годов была разработана концепция MES (Manufacturing Execution System). В классическом понимании MES берет на себя задачи контроля состояния и распределения ресурсов, управления персоналом, качеством, обслуживанием и даже управления документами. Но главное в MES – оперативное детальное планирование и диспетчеризация производства на коротком горизонте (до недели), т.е. перестроение плана производства в ответ на возникающие события в реальном времени.

Ярким примером внедрения MES является новое производство HarleyDavidson. Всемирно известный производитель мотоциклов построил производство, управляемое MES. Результаты превзошли ожидания – производственный цикл сократился с 21 дня до 6 часов! Каждые 89 секунд с конвейера сходит мотоцикл, полностью настроенный под своего будущего владельца. И каждые 89 секунд план производства всех изготавливаемых мотоциклов пересчитывается из-за появления нового заказа.

Скорость пересчета плана и есть главная характеристика MES. Чем быстрее пересчет, тем быстрее реакция на изменения, тем меньше непроизводственные потери и, следовательно, эффективнее производство. Но именно здесь возникает научная проблема – классические алгоритмы рассчитывают оптимальные планы слишком долго. MES-решения крупных западных вендоров эту задачу решают, но за счет использования очень мощных высокопроизводительных серверов. В результате решение становится очень дорогим, недоступным большинству предприятий.

Но из сложившейся ситуации есть выход. Существует новый раздел математики, описывающий особый класс алгоритмов, – роевой интеллект, и связанная с ним теория мультиагентных систем. Такие алгоритмы обладают свойствами быстрой сходимости и одновременно устойчивости к изменению входных данных. Т.е. запущенный один раз алгоритм быстро построит эффективный план, а при изменении ситуации подстроит его под новые условия в реальном времени. А самое важное – такие алгоритмы не требовательны к вычислительным мощностям.

В настоящий момент в ПАО «НПО «Сатурн» в одном из цехов запланировано внедрение системы MES на основе роевого интеллекта совместно с компанией Adeptik, резидентом Сколково и финалистом программы GenerationS 2016 года. Внедрение системы позволит сократить производственный цикл и объем связанного капитала на 20%, создаст необходимые условия для создания на базе НПО «Сатурн» «Фабрики Будущего».