ВВЕДЕНИЕ 3
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 5
Глава 1. Анализ подходов и лучших практик в области обслуживания производственных активов 5
1.1. Описание сформировавшейся проблемы в области оценки состояния производственных активов 5
1.2. Анализ подходов к решению проблемы оценки состояния и обслуживания активов 6
1.3. Анализ лучших практик в области оценки состояния и обслуживания производственных активов 9
1.4. Анализ технологии цифровых двойников производственных активов 11
1.5. Анализ технологии нейроинтерфейсов 16
Глава 2. Анализ проблемы оценки состояния и обслуживания на конкретном предприятии и формирование представления о текущем состоянии 19
2.1. Описание компании и ее бизнес-модели 19
2.2. Характеристика производства основной продукции 23
2.3. Характеристика оценки состояния и обслуживания производственных активов 26
2.4. Вывод к 2 главе 36
Глава 3. Предложение решения сложившейся проблемы оценки состояния и обслуживания производственных активов 37
3.1. Выбор рационального решения и программно-аппаратного комплекса для его поддержки 37
3.2. Оценка эффекта от проекта по внедрения решения 41
3.3. Формирование требований к решению 47
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 66
Список использованных источников 67
Процессы цифровой трансформации и развития концепции Индустрии 4.0, с одной стороны, открывают перед промышленными предприятиями новые возможности и пути развития, но с другой стороны диктуют условия выживания в условиях высокой конкуренции и формулируют требования к применению технологий в производстве. Компании-пионеры цифровой трансформации, уже на ранних этапах развития той или иной технологии или концепции инвестирующие в проекты внедрения этих технологий в бизнес, обретают существенное преимущество перед своими конкурентами, укрепляя позиции на рынке, в то время как догоняющие компании или вовсе предпочитающие консервативную стратегию развития, все сильнее отстают и постепенно уходят с рынка. Такой тренд усиливает разрыв между лидерами и аутсайдерами рынка, и со временем его преодоление становится сложнее, сводясь к невозможному.
Западные крупные промышленные организации уже прошли или завершают путь цифровой трансформации, обеспечивая высокий уровень автоматизации процессов и поддержки принятия решений, в то время как отечественные компании взяли вектор развития цифровизации значительно позже, но с высоким темпом, поскольку большая часть технологий уже прошла «обкатку» на Западе. Так, согласно исследованию РБК [ссылка], 96 % российских компаний планируют совершить шаги на пути цифровой трансформации бизнес-модели путем внедрения информационных технологий, а 33 % уже инициировали проекты по развитию и внедрению цифровых технологий. Концепция «цифрового завода» в рамках развития Индустрии 4.0 не является инновационной, поскольку в ряде наиболее крупных компаний уже совершено ее внедрение и проводится дальнейшее развитие, однако концепция имеет под собой широкий спектр возможных применений технологий, оставляя организациям простор для поиска наиболее релевантного и перспективного набора для обеспечения конкурентных преимуществ и повышения ценности готовой продукции для потребителей.
Целью данной выпускной квалификационной работы является описание проекта по совершенствованию производственных процессов промышленной компании посредством создания комплекса цифровых двойников. В рамках работы рассматривается крупная компания, одна из числа лидеров российского рынка в области металлургии, и ее дочернее предприятие, отвечающее за выполнение работ по обслуживанию производственных мощностей. Объектом исследования является процесс технического обслуживания производственных активов, в качестве предмета исследования выступают производственные активы - станки, печи, оборудование, инвентарь, а также персонал - операторы станков и участвующие в производственном процессе сотрудники.
Для реализации поставленных целей в рамках работы были поставлены следующие задачи:
1) Поиск и анализ информации о существующих подходах к оценке состояния и обслуживания производственных активов
2) Анализ технологий цифровых двойников и нейроинтерфейсов
3) Сбор информации о реализованных проектах и рыночных трендах
4) Обзор текущего состояния компании, динамики ее развития, анализ приоритетных целей компании
5) Анализ текущего состояния направления производства на предприятия, включая определение ключевых целей и выявление проблемных участков
6) Анализ текущего состояния направления оценки состояния и обслуживания производственных активов на предприятии
7) Анализ узких мест и проблемных зон рассматриваемых процессов
8) Поиск наиболее релевантного решения в соответствии с заданными факторами
9) Проектирование целевого состояния архитектуры и процессов в рамках производства и обслуживания производственных активов
10) Формирование требований к проектируемому решению
11) Анализ и оценка ожидаемых результатов от внедрения.
Подводя итог исследованию, можно заключить, что поставленная цель в рамках работы описания проекта цифровой трансформации достигнута. При этом были выполнены следующие задачи:
1) Осуществлен поиск и анализ информации о существующих подходах к оценке состояния и обслуживания производственных активов
2) Проведен анализ технологии цифровых двойников и нейроинтерфейсов
3) Сформировано описание осуществленных проектов и проведен анализ их эффекта
4) Составлено описание и проведен анализ компании, ее бизнес-модели и стратегических целей
5) Проведен анализ текущего состояния производственного сегмента ПАО «МЛНК» и Центра технического обслуживания и ремонта
6) Выполнен поиск узких мест и проблем выделенных направлений
7) Выявлены факторы оценки систем и выполнен выбор рационального программно-аппаратного комплекса посредством экспертной оценки
8) Выполнено проектирование целевого состояния архитектуры и процессов
9) Сформирован реестр требований и выполнена подготовка к составлению SLA комплекса цифровых двойников
10) Выполнены оценка ожидаемых результатов и анализ рисков волатильности доходности проекта при различных сценариях
Выполнение данных задач обеспечило рассмотрение проекта с внутренней и внешней сторон, позволив выявить наиболее приоритетные направления развития бизнеса в целом, а также выявить проблемы для определения путей их решения. В результате был выполнен поиск решения в соответствии с целями организации и составлен проект программноаппаратного комплекса цифровых двойников с использованием нейроинтерфейсов, включая оценку эффективности его внедрения.
1. Интегрированный годовой отчет ММК за 2020 год [Электронный ресурс]. URL: https://mmk.ru/upload/iblock/c5f/t80bjab1uofvi6fjvfr1i26w23xtape8/%D0%98%D0%B D%D1%82%D0%B5%D0%B3%D1%80%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0% B0%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9%20%D0%B3%D0%BE%D0%B4%D0%B E%D0%B2%D0%BE%D0%B9%20%D0%BE%D1%82%D1%87%D0%B5%D1%82_ RUS.pdf (дата обращения: 10.04.2022).
2. THE DIFFERENT TYPES OF MAINTENANCE IN MANUFACTURING, [Электронный ресурс]. URL: https://www.machinemetrics.com/blog/types-of- maintenance-manufacturing (дата обращения: 10.04.2022).
3. Michael W. Grieves Digital Twin: Manufacturing Excellence through Virtual Factory Replication - LLC, 2014, 7 p.
4. Digital Twin Technology As A Basis Of The Industry In Future, 2018 г., [Электронный ресурс]. URL: https://www.researchgate.net/publication/330029542DigitalTwinTechnologyAsABasisO fTheIndustryInFuture
5. Digital twins: Bridging the physical and digital, 2020 г., [Электронный ресурс]. URL: https://www2.deloitte.com/us/en/insights/focus/tech-trends/2020/digital-twin- applications-bridging-the-physical-and-digital.html
6. The Connected Project - Capital Projects and the Digital Twin, 2018 г. [Электронный ресурс]. URL: https://www.pwc.com/us/en/industries/capital-projects- infrastructure/library/digital-twin-platform-capital-projects.html
7. Digital Twins: The Convergence of Multimedia Technologies, 14 апреля 2018 г. [Электронный ресурс]. URL: https://www.researchgate.net/publication/326822934DigitalTwinsTheConvergenceofMu ltimediaTechnologies
8. Soderberg R. et al. Toward a Digital Twin for real-time geometry assurance in individualized production //CIRP Annals. - 2017. - Т. 66. - №. 1. - С. 137140.
9. Gartner Survey Reveals Digital Twins Are Entering Mainstream Use, 21 февраля 2019 г. [Электронный ресурс]. URL: https://www.gartner.com/en/newsroom/press- releases/2019-02-20-gartner-survey-reveals-digital-twins-are-entering-mai
10. Severstal Reduces Unscheduled Maintenance Delays by 20% with Predix Asset Performance Management [Электронный ресурс]. URL: https://www.ge.com/digital/customers/severstal-reduces-unscheduled-maintenance- delays-20-asset-performance-management (дата обращения: 21.04.2021).
11. Product Owner Talks: 20 Digital Twins Solution Providers [Электронный ресурс]. URL: https://www.dashdevs.com/blog/product-owner-talks-20-digital-twins-service- companies/ (дата обращения 28.04.2021)
12. How Digital Twins Simplify the IoT, 23 января 2019 г. [Электронный ресурс]. URL: https://www.gartner.com/smarterwithgartner/how-digital-twins-simplify-the-iot/
13. Digital Twin Service towards Smart Manufacturing, 2018 г., [Электронный ресурс]. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212827118302580
14. Making your asset smarter with the digital twin, 2019 г., [Электронный ресурс]. URL: https://www.dnvgl.com/article/making-your-asset-smarter-with-the-digital-twin-63328
15. Vidal, J. J. (1973). Toward direct brain-computer communication. Annu. Rev. Biophys. Bioeng. 2, 157-180.
...