15 Schlüsselkomponenten der modernen Fertigung

15 Technologien, die russische Fabriken so schnell wie möglich implementieren müssen, um im Wettbewerb um die Wettbewerbsfähigkeit der vierten industriellen Revolution ausländischen Unternehmen einen Schritt voraus zu sein.



Wie können russische Unternehmen auf eine neue technologische Struktur vorbereitet werden? Was genau ermöglicht es ausländischen Unternehmen, Industrieanlagen besser, schneller und billiger herzustellen?

In den letzten 10 Jahren haben das Team und ich, die große Industrieprojekte durchführen, diese Fragen beantwortet und in sieben Ländern der Welt (Großbritannien, USA, Deutschland, Japan, Italien, Ukraine, Russland) bei Dutzenden internationaler Ingenieurbüros gearbeitet. Dank dieser Arbeit haben wir eine detaillierte Analyse der Ansätze und Technologien durchgeführt, um ein hohes Maß an Wettbewerbsfähigkeit eines modernen internationalen Fertigungsunternehmens sicherzustellen.

Hier sind 15 Technologien, die russische Fabriken so schnell wie möglich implementieren müssen, um ausländische Unternehmen im Wettbewerbswettbewerb der vierten industriellen Revolution einzuholen und zu überholen.

1. Enterprise Information Management- Systeme , Enterprise Information Management: EIM = PLM + MES + ERP. In diesem Zusammenhang arbeiten sie seit den 90er Jahren des letzten Jahrhunderts mit der gegenseitigen Datenübertragung in internationalen Unternehmen und bilden einen zentralen digitalen Informationsknotenpunkt, der in allen Phasen des Lebenszyklus eines Produktionsprojekts genutzt wird: für digitales Design, in einer digitalen Werkstatt, in einer digitalen Lieferkette, Logistik und digitale Anpassung an den Verbraucher des Produkts im Verkaufs- und Kundendienst. In jüngster Zeit wurden als eine der wichtigsten Komponenten von EIM Systeme der MDC-Klasse - Manufacturing Data Collection of Russian Manufacturers - aktiv entwickelt, die die Überwachung von Produktionswerkzeugen mit numerischer Steuerung und die Erfassung von Daten zur Maschinenlast ermöglichen. Es ist weiterhin wichtig, Informationen in allen Phasen des Produktlebenszyklus zu sammeln, zu organisieren und zu verwalten, um einen schrittweisen Übergang vom maschinellen Lernen zur vollautomatischen Produktion zu erreichen.


Heute entstehen in Russland jedes Jahr neue digitale Produktionen.

2. Die Konvergenz von digital und physikalisch im entwickelten Produkt befindet sich bereits im vorläufigen Design - aber zuerst müssen Sie Dinge einfügen, um das Design und die technologische Dokumentation durch Implementierung der Komponente 1 zu speichern. Bereits heute denken führende Hersteller in der Phase des Entwurfs mechanischer Geräte über die Art und Weise ihrer Interaktion nach und setzen sie in das Design des hergestellten Produkts ein Sicheres industrielles Internet der Dinge mit digitalen Managementsystemen.

3. Systematisierung, Akkumulation und Schutz von immateriellen Vermögenswerten ( immateriellen Vermögenswerten ) und geistigem Eigentum. Nicht unbedingt in Form von Patenten, notwendigerweise in Form von Produktionsgeheimnissen und Know-how. Vergessen Sie nicht, immaterielle Vermögenswerte in die Geschäftstätigkeit des Unternehmens zu integrieren und deren Bewertung in der Bilanz festzulegen. Hier ist alles einfach: Einer der Hauptnutznießer der vierten industriellen Revolution ist der Eigentümer und Lieferant von intellektuellem Kapital. Wenn Sie sich als Hersteller entwickeln und Ihr geistiges Eigentum nicht formalisieren, berauben Sie sich dieser Vorteile. Führende Unternehmen und Staaten kämpfen heute darum, eine wettbewerbsfähige wissensbasierte Wirtschaft mit einer Grundlage in Form der Herstellung intelligenter Produkte aufzubauen - Technologien, Patente, Know-how. Durch die Gewährleistung der Integration immaterieller Vermögenswerte in die Wirtschaftstätigkeit können russische Unternehmen auch ohne eigene Fabriken globale Industrieriesen sein.

4. Digitales Reverse Engineering [1]. In der Praxis hat sich heute die Entwicklung eines eigenen Service-Centers im Ausland als eine der erfolgreichsten Geschäftsstrategien für die internationale Expansion des Ingenieurbüros bestätigt. Neben dem Verbraucher wird eine Service- oder Reparaturfirma eingerichtet. Geschultes Personal einer solchen Basis hilft bei der Reparatur verschlissener Verbrauchergeräte, indem es Teile scannt und die resultierenden 3D-Modelle zur Produktion an sein Heimunternehmen überträgt. Infolgedessen wird die PDM-Datenbank von Systemen internationaler globaler Hersteller mit vorhandenen Produktmixen und Konfigurationen von Arbeitsgeräten für die anschließende Erweiterung der Produktlinien dieser globalen Unternehmen gefüllt.

5. Engineering Analysis (CAE) als separater Geschäftsbereich, virtuelles Prototyping, numerisches virtuelles Experiment, FEA und CFD. Die digitale Modellierung des Betriebs Ihrer Geräte hat auch einen sehr starken Einfluss auf den Zeitpunkt der Produktentwicklung und -freigabe. Verschiedene Modellierungsmethoden - von physikalischen Prozessen und einzelnen Montageeinheiten bis hin zu technologischen Prozessen und der gesamten Produktion - werden heute in allen führenden Fertigungsunternehmen häufig eingesetzt und sind damit branchenführend [2]. Teslas Vizepräsident für Produktion sprach sehr gut zu diesem Thema: „Die moderne Produktion ist eine intelligente Maschine, die andere Maschinen produziert. Sie müssen alle Anlagendaten erfassen. Sie müssen die Prozesse verstehen und wissen, wie Sie sie verbessern können. Wenn Sie über genügend Informationen verfügen, ist es einfach, das gesamte Unternehmen von Anfang bis Ende zu simulieren und die wichtigsten Auswirkungen und Anlageneinstellungen zu verstehen. “[3]

6. Digitale Doppel (vollständiges Informationsmodell) des Produkts, Werbung und Verkauf durch virtuelle Realität (VR) und Service unter Verwendung von Augmented Reality (AR). Besuchen Sie die Caterpillar-Website. Sehen Sie die Produktlinie? Um zu zeigen, wie diese Ausrüstung funktioniert, um sie zu präsentieren und an Scheichs zu verkaufen, hat CAT in den VAE keinen Grader mehr. CAT überträgt das 3D-Modell des Graders an seine Repräsentanz und zeigt dieses Modell in VR-Brillen in VR einem potenziellen Käufer. Schätzen Sie die Einsparungen in der Logistik. Mit Hilfe von AR können CAT-Servicetechniker, die denselben Grader auf der Grundlage eines mathematischen Modells mit prädiktiver Analyse bedienen, Reparaturen vor Ort in voller Übereinstimmung mit allen Anweisungen und dem aktuellen Status des Graders durchführen, der den Service angefordert hat. Bewerten Sie die Aussichten auf einen Service als Geschäft für CAT.

7. Energieeffizienz von Unternehmen , ihre Zertifizierung nach LEED-, BREEAM-Standards und Reduzierung der Betriebskosten um 25% oder mehr. Dies wirkt sich direkt auf die Produktionskosten dieser Unternehmen aus und verringert das Risiko der Energieabhängigkeit von Unternehmen, das Risiko von Gesetzesänderungen usw.

8. Technologietransfer. Wenn Sie Ihr Ölfeld mit einem Komplex ausländischer Industrieanlagen ausgestattet haben, sollten Sie sofort über dessen Produktion nachdenken. Nicht einmal das. Wenn Sie planen, eine erhebliche Menge ausländischer Geräte für die Ausstattung Ihres Ölfelds zu kaufen, planen und implementieren Sie sofort einen Transfer von Produktionstechnologien für diese Geräte in Russland. Andernfalls werden Sie während des Betriebs dieses Geräts schnell in Konkurs gehen (ab 100 Euro pro Stunde - die Kosten eines europäischen Ingenieurs), und nach fünf Jahren werden Sie zum Besitzer veralteten Mülls. Darüber hinaus werden Ihre Branchennachbarn, die fünf Jahre später ähnliche Geräte bei Ihnen im selben Unternehmen gekauft haben, Eigentümer von Maschinen, die fünf Generationen älter und effizienter sind als Ihre, da die Aktualisierung der Produktlinie einmal im Jahr eine echte Praxis des modernen internationalen Maschinenbauers ist. Mit der beschleunigten Entwicklung digitaler Produktionstechnologien und einer kürzeren Produktionszeit ist TRANSFER TECHNOLOGIES heute die einzige Überlebensmöglichkeit nicht einmal für den Hersteller, sondern auch für den Kunden und Betreiber der Geräte. Gleichzeitig können Unternehmen, die in PDM-Systemen Volumen an geistigem Vermögen erzeugt haben, über ihre Kapitalisierung nachdenken, einschließlich des Transfers (Exports) von Technologie in Entwicklungsländer und des Verkaufs von Lizenzen für immaterielle Vermögenswerte (Know-how und geistiges Eigentum).

9. Additive Fertigung zum Testen und Prototyping von Modellen. Sie haben keinen Partner für 3D-Drucker oder 3D-Druckstudios? Dann - siehe Komponente 5 zur digitalen Modellierung - können Sie neue Produkte nicht so schnell entwickeln und veröffentlichen wie internationale Hersteller.

10. Professionelles Projektmanagement. Um die termingerechte Lieferung komplexer Gerätetypen mit dem geplanten Finanzergebnis und der vom Kunden geforderten Qualität sicherzustellen, erstellen führende Fertigungsunternehmen Projektmanagementsysteme für Unternehmen, die die Best Practices des modernen Projektmanagements berücksichtigen und Agile- und Waterfall-Ansätze für die Projektimplementierung kombinieren.

11. Lean Production (Lean) in all seinen Erscheinungsformen und Ordnungen in den Workshops mit der Entwicklung und Implementierung eines starken Produktionssystems. Eine große Anzahl von Werkstätten in Russland - nicht umweltbezogene Standards, gepflegte Räume mit zufällig geworfenen Werkzeugen auf Werkbänken unter einer Schicht von Spänen. Glaubt jemand wirklich, dass es unter solchen Bedingungen möglich ist, ein wettbewerbsfähiges Produkt herzustellen? Die Optimierung des Layouts der Werkstatt, die Standardisierung des Produktionsprozesses und die Verbesserung der Effizienz der Ausrüstung sind wichtige Komponenten für das Wachstum der Arbeitsproduktivität einer modernen Anlage.

12. Die Ausgabe der Subsysteme des Enterprise Information Management Systems (PDM, MES, MDC) an Workstations (AWS) von Produktionsstandorten. Seit 10 Jahren ist eine Generation gewachsen, für die das Display vertrauter ist als ein Blatt Papier. Junge Monteure arbeiten mithilfe interaktiver elektronischer technischer Handbücher effektiv mit der digitalen Schnittstelle der Produktzusammensetzung am Arbeitsplatz der Montagestellen. Bediener von CNC-Maschinen nutzen effektiv digitale Assistenten der durchgeführten technologischen Prozesse, einschließlich der Wissensbasis für normative Informationen und Referenzinformationen. Der Produktionsleiter verwaltet die Produktionsprozesse, analysiert ihre Engpässe und Einschränkungen und trifft auf der Grundlage dieser Analyse Managemententscheidungen. Er führt vom Hauptkontrollraum aus ein mit einem Display ausgestattetes Produktionskontrollfeld, das Videosignale von allen Produktionsstandorten und Informationen über deren Leistung empfängt (z. B. die Werkstatt). Höhe 239 "ChTPZ).

13. Schulung der Produktionszentren in Ihrem Unternehmen und Entwicklung von Fablab in der Region, in der das Unternehmen tätig ist. Popularisierung der digitalen Produktion durch Workshops mit einer Geschichte über die Arbeit moderner Ingenieure, 3D-Druck und Robotik. Die Teilnahme junger Workshop-Spezialisten an WorldSkills, EuroSkills. Das europäische Unternehmen, das ein Werk in Russland eröffnet hat, verfügt über mehrere solcher Zentren, die mit Produktmustern für Schulungspersonal und Partner des Unternehmens ausgestattet sind.

14. Das digitale Logistikmanagement , einschließlich der Verwendung der RFID-Identifikation, mit Kontrolle der Bewegung von Rohstoffen ist sehr wichtig, um die Wettbewerbsfähigkeit der heutigen Produktion sicherzustellen. Maximale Automatisierung der Bestandsverwaltung, digitale Bestandsauswahlsysteme mit Lichtanzeige (intelligente Regale, Pick-by-Light), wenn Informationen zu einer Materialauswahlaufgabe auf einem integrierten Display im Regal angezeigt werden, wenn sie mit MES verbunden sind, in fortschrittlichen Branchen mit intelligenten Teams Steigerung der Produktivität um eine Größenordnung bei proportionaler Senkung der Logistikkosten [3].

15. Branchenübergreifende Zusammenarbeit , Interaktion mit Partnern in Berufsverbänden, Durchführung von Qualitätsprüfungen anderer Unternehmen zur Organisation von Technologiepartnerschaften.

Verbesserung des Austauschs von Ressourcen, Chancen und Bedürfnissen, auch durch vorhandene Online-Tools. Nutzung des Plattformeffekts, wenn digitale Hersteller Netzwerke schaffen, die Verkäufer und Käufer verbinden und den Umsatz aufgrund von Skaleneffekten steigern [4]. Ein Beispiel ist die Zusammenarbeit von Hewlett-Packard, National Instruments, PTC und Flowserve [5, 6], die sich zusammengetan haben, um gemeinsam Pumpeinheiten herzustellen, die mithilfe des industriellen Internet der Dinge und prädiktiver Analysen gesteuert und gewartet werden. Ein russisches Beispiel ist die Zusammenarbeit zwischen Yandex Data Factory und dem Eisen- und Stahlwerk Magnitogorsk, die mithilfe von Algorithmen für maschinelles Lernen ein mathematisches Modell der Stahlproduktion erstellt haben, um den Verbrauch von Ferrolegierungen und zusätzlichen Materialien zu optimieren [7].

Warum ist es heute so wichtig, sich im Wettbewerb um die Wettbewerbsfähigkeit der vierten industriellen Revolution auf diese funktionierenden Produktionstechnologien zu verlassen?

Schauen wir uns an, was in den letzten Jahren passiert ist. Im Produkt und in den Produktionsmitteln hat sich die radikale Konvergenz von Digitalem und Physischem bewährt. In der Entwicklung - Wenn das Unternehmen in einer schnellen und engen digitalen Welt nicht jährlich ein neues Produktmodell herausbringt, verliert es gegenüber Wettbewerbern. In der Produktion haben sich die effektiven Möglichkeiten für eine unbesetzte Produktion erhöht, so dass das Ladenpersonal schrittweise durch Betreiber digitaler technologischer Prozesse ersetzt wird, da vor zehn Jahren Wender und Fräsmaschinen durch Betreiber von CNC-Maschinen ersetzt wurden. Im Produktservice werden die Technologien der Predictive Analytics als ernsthafte Wettbewerbskraft und als Verbindung eines Produkts mit seinem Entwickler verbreitet (siehe Teslas Beispiel). Ja, diese Technologien wurden vor Jahrzehnten geboren. Aber jede Revolution ist die endgültige Zerstörung der alten technologischen Plattform durch eine kritische Masse neuer Technologien, die sich seit vielen Jahren weiterentwickelt haben. Es wäre naiv anzunehmen, dass die industrielle Revolution stattfindet, wenn eine absolut neue technologische Plattform die Zahl 3 auf 4 in einem Moment ändert. Das beste Beispiel für ein revolutionäres Produkt, das durch die Evolution erhalten wird, ist Tesla und, wenn Sie die technologische Neuheit dieses Produkts (und seiner Produktionsmittel) auf andere Branchen projizieren und Produkte wird deutlich, dass tatsächlich eine Änderung des technologischen Modus stattfindet.

Die industrielle Revolution findet durch die Transformation der Produktionsmittel und des mit diesen Werkzeugen entwickelten und hergestellten Produkts statt. Infolgedessen - eine dramatische Steigerung der Arbeitsproduktivität, der Produktionsgeschwindigkeit und ihrer Qualität.

Über jede Technologie (IoT, AR, VR, Big Data) können wir sagen: "Wir haben es vor 10, 20, 30 Jahren getan." Aber nicht einzelne Praktiken führen zu einer industriellen Revolution, sondern zur Bildung (auch durch industrielle Zusammenarbeit, Komponente 15 und Bildungsinitiativen, Komponente 13) eines Technologiesystems, das die Arbeitsproduktivität, die Produktionsgeschwindigkeit radikal beeinflusst und neue Arten wirtschaftlicher Aktivitäten schafft. Unter diesem Gesichtspunkt hat die snobistische Position „Diese Technologien sind nichts Neues, nur Marketingnamen“ keinen Einfluss auf den Beginn einer neuen industriellen Revolution.

Was muss getan werden, damit moderne Komponenten von Produktionssystemen und -technologien in russischen Fabriken funktionieren?

Wir müssen den technologischen Snobismus aufgeben, die Erfahrung der Entwicklung orientalischer Unternehmen und ihrer Führer nutzen, die die besten Praktiken der Welt wie ein Schwamm aufnehmen. Suchen und arbeiten Sie mit solchen Praktiken auf Konferenzen, in Foren, bei Referenzbesuchen bei fortgeschrittenen Fertigungsunternehmen und in Kommunikation mit Ingenieuren und Fertigungsberatern. In der Organisationsstruktur unserer Unternehmen ist es notwendig, eine enge Zusammenarbeit zwischen IT- und F & E-Abteilungen bei der gemeinsamen Entwicklung neuer Produkte und der Modernisierung bestehender Produkte sicherzustellen. Arbeiten Sie mit Anbietern und Integratoren von Informationssystemen zusammen, die sich wiederum dynamisch synchron mit Technologien entwickeln und umfassende Automatisierungslösungen für den gesamten Produktlebenszyklus anbieten.