Как извлечь инновации из привычных средств автоматизации

Сегодня понятие инновации, к сожалению, превратилось в термин, при упоминании которого уже хочется устало вздохнуть. Вот-вот к этой стадии придет, если еще где-то не там, цифровизация. Парадокс же заключается в том, что многие российские производственные предприятия до сих пор планируют на бумаге и в электронных таблицах типа Excel. И речь не о том, что это неэффективно (программа Excel – очень мощный и гибкий инструмент), а о том, что масштабы таких производств, как правило, не сопоставимы с той скоростью и рисками ошибок, которые может «закрывать» механический режим учета и производственного планирования.

Современные системы планирования могут оказать действенную помощь и для решения такой проблемы, как брак и рекламации, которая для некоторых компаний всегда стоит очень остро: из-за регулярных претензий со стороны заказчиков компании несут многомиллионные убытки. В этом случае инновационные решения являются одним из главных способов сокращения количества рекламаций.

В 2019 г. одна из крупных российских компаний по изготовлению уличных сборных металло-древесных конструкций встала перед необходимостью кардинального сокращения количества рекламаций. Компания производит детские уличные игровые площадки, которые состоят из металлической конструкции, деревянных элементов и частей из фанеры, к которым предъявляются повышенные требования качества, связанные с безопасностью и возможностью эксплуатации на детских площадках и в детских учебных заведениях. Каждое изделие имеет свой сертификат и индивидуальный паспорт, при этом компания несет большую ответственность в случае причинения вреда жизни и здоровью детей.

Разница в деталях

Основные причины большого количества рекламаций в деятельности компании связаны с двумя факторами. Первый связан с тем, что это единичное производство уникального комплекта деталей для каждой конструкции, при этом разница между комплектами может заключаться в совершенно незначительных деталях, связанных с размещением мест крепления, наличии тех или иных фасок или некоторой разницы в размерах, и все это в условиях огромного количества заказов. Кроме того, даже идентичные конструкции и детали могут быть окрашены в разный цвет для разных заказчиков. Для того чтобы в таких условиях правильно скомплектовать заказ, отличить одну деталь от другой, а также подготовить полноценную спецификацию с расшифровкой по цвету, требуется обладать большим опытом, соответствующей квалификацией и иметь специальную оснастку. В деятельности данной компании ошибки при комплектации заказа являются основной причиной рекламаций.

Второй фактор – это высокая текучка кадров и использование на производстве низкоквалифицированной рабочей силы, в основном из граждан ближнего зарубежья. Такая особенность связана с сезонным характером работы, так как в зимний период спрос на уличные конструкции падает до нуля, а в летний период вырастает до значительных объемов. Компания обеспечивает своей продукцией всю страну, в летний период ежедневно производится отгрузка от 20 до 30 заказов.

В совокупности эти два фактора приводили к тому, что рекламации из-за ошибок при комплектации заказа приходили по каждой второй отгрузке. Сумма убытков, связанных с изготовлением и доставкой деталей взамен ошибочно отгруженных, составляла порядка 100 млн руб. в год. Компания оказалась в ситуации, когда, с одной стороны, вложения в обеспечение безопасности, качества и надежности эксплуатации изделий, в том числе за счет использования самых современных материалов и технологий, составляют значительные суммы, а с другой стороны – она не может обеспечить отгрузку заказа таким образом, чтобы не было ошибок при его комплектации.

Меняем логику системы

Решением для исправления ситуации стала индивидуальная маркировка каждой детали в момент ее выпуска на первом переделе, когда совершенно точно известно, что и для какого заказа выпущено, а также комплектация заказов перед отгрузкой на основании индивидуальной маркировки. Учитывая значительные объемы производства, а это около 2000-3000 деталей в сутки (в высокий сезон) при отсутствии возможности ручного учета, было принято решение в качестве учетной системы использовать такой инструмент, как 1С:ERP. Эта система обладает достаточной функциональностью для планирования производства в разрезе заказов, а также возможностью вести учет выпуска продукции по индивидуальным номерам.

Основной сложностью в рамках решения задачи по внедрению 1С:ERP стало то, что типовая конфигурация подразумевает присвоение уникального серийного номера в момент выпуска готового изделия и привязки его к заказу. Это связано с тем, что логика системы построена исходя из оптимизированного процесса планирования производства и подразумевает выпуск серийных однотипных изделий, то есть система сначала регистрирует выпуск изделий, а затем распределяет их по заказам в порядке установленных приоритетов, тем самым обеспечивая заказы клиента остатками на складе и передавая заказы в производство только при отсутствии складских запасов.

В рассматриваемом случае задача оказалась на порядок сложнее. Поскольку каждая деталь может быть окрашена в любой цвет, который устанавливается на уровне заказа клиента, то возникла необходимость присвоения каждой детали уникального серийного номера и ее привязки к заказу клиента уже на первом производственном этапе, т.е. до ее окрашивания. Это необходимо было сделать для того, чтобы обеспечить возможность сортировки деталей по цвету перед загрузкой в покрасочные камеры. Команда, осуществляющая внедрение системы, была вынуждена частично изменить логику работы системы для ее адаптации под данную задачу

Идем по приборам

Отдельной проблемой стало то, что постоянный персонал компании привык работать с распечатанными изображениями и ориентироваться только по картинкам изделий и их цвету на изображении. Люди совершенно не ориентировались в артикулах изделий, а привлекаемый на сезон персонал тем более не мог выучить всю огромную номенклатуру выпускаемой продукции. Фактически, в отсутствие информационной системы каждый заказ на производство выглядел как распечатанная картинка изделия в цвете в соответствии с заказом. Работники компании полагались только на изображение.

В то же время компания уже имела проработанную структуру артикулов, но она использовалась только на производстве для выбора программы станка с ЧПУ конкретно под данное изделие.

Специальные интерфейсы

Существующая проблема заставила создать специальные интерфейсы для работы с системой, которые позволили выводить на монитор полноцветные изображения выпускаемых деталей в соответствии с заказом, а также разработать специальные печатные формы для сменных заданий, также с печатью изображений. Изображения загружаются в систему вместе с ресурсными спецификациями из PDM-системы, которой пользуется конструкторский отдел компании.

Мобильное приложение для производства

Для участка комплектации было разработано мобильное приложение на платформе 1С для применения электронных терминалов сбора данных и идентификации деталей по принадлежности к заказу. Данное мобильное приложение точно так же обеспечивало возможность вывода на экран цветного изображения детали для осуществления двойного контроля – через идентификацию серийного номера с помощью системы и визуально.

Однако идея маркировки деталей не учитывала особенностей данного производства. Завершающим этапом для большинства деталей является покраска, что делает невозможным использование каких-либо стандартных средств маркировки (этикетки, наклейки, штрих-коды и др.). И здесь разработчики системы столкнулись с серьезной проблемой.

Многоразовые RFID-метки

RFID (англ. Radio Frequency IDentification, радиочастотная идентификация) – способ автоматической идентификации объектов, в котором посредством радиосигналов считываются или записываются данные, хранящиеся в так называемых транспондерах, или RFIDметках.

В качестве решения проблемы было предложено использование RFID-маркировки, которая позволяет считывать данные этикетки даже под слоем краски. Использование RFID-меток, а также оборудования для маркировки и их считывания существенно дороже маркировки обычными этикетками или этикетками со штрих-кодом. Специалистами был выполнен технико-экономический расчет, который показал эффективность вложений в RFIDоборудование за счет значительного сокращения количества рекламаций. При этом RFID-технология имеет ряд особенностей: металлические изделия экранируют радиосигнал и ограничивают возможности ее использования.

Другая сложность, с которой столкнулись разработчики системы, состояла в том, что покрасочные камеры, в которых производилась окраска деталей из фанеры или из деревянного бруса, имели нормальный режим работы, в котором стандартные RFID-метки не подвергались какому-либо воздействию. А вот окраска металлических изделий производилась в камерах порошковой окраски, температура в которых составляет около 220 ⁰С, и обычная RFID-метка в них просто плавится.

В настоящее время существуют RFID-метки, которые могут наноситься на металлические изделия и даже выдерживать высокие температуры, но они имеют очень высокую стоимость. Если стандартная RFID-метка имеет стоимость порядка 10-15 руб. за штуку, то цена специальных RFIDметок может составлять от 20 до 50 долл. США за штуку, и их использование в производстве данных изделий экономически просто нецелесообразно.

Для решения данной проблемы было принято использовать на производстве металлических изделий многоразовые RFID-метки. Производственный процесс был организован следующим образом. После завершения сварки-сборки детали, в момент отражения завершения этапа, в системе программируется специальная RFID-метка, которая навешивается на изделие с помощью обычного хомута. На основании данных RFID-метки происходит передача изделий на участок порошковой окраски, на котором изделие вместе с меткой помещается в покрасочную камеру. После завершения цикла окрашивания изделие извлекается из камеры и с помощью терминала сбора данных считываются характеристики метки, которые тут же передаются на мобильный принтер, расположенный на поясе рабочего. И принтер распечатывает обычную этикетку со штрих-кодом. Рабочий наклеивает ее на изделие, а RFID-метки снимает и складывает в ящик, который в конце смены передается обратно на участок металлосборки, где метки повторно программируются и цикл повторяется. Вся процедура считывания RFID-метки, печати и наклейки этикетки со штрих-кодом составляет около 5 сек.

Терминалы сбора данных, используемые на участке комплектации, позволяют считывать как RFID-метки, так и обычные этикетки со штрих-кодом, что позволяет полностью исключить человеческий фактор для всех видов изделий при сборке и комплектации готовой продукции.

Отдельно, терминалами сбора данных были обеспечены начальник участка комплектации и отгрузки, а также мастера, которые получили возможность проверить каждую партию изделий перед отправкой.

В итоге реализации этого проекта удалось создать уникальную систему планирования выпуска изделий с учетом индивидуальной идентификации каждой детали.

Дополнительным преимуществом данного решения стало то, что RFIDметка под слоем краски надолго сохраняет свои свойства и позволяет при последующей эксплуатации конструкции легко идентифицировать деревянные или фанерные детали, требующие замены или ремонта, и сделать необходимый дополнительный заказ на заводе-изготовителе.

Вместо резюме

Поскольку это решение реализовано в 2019 г., для выхода на целевой показатель сокращения убытков от рекламаций на 70-80% компании потребуется год-полтора.

Однако уже сейчас можно сделать вывод о том, что для создания эффективной системы производственного планирования требуется комплексный и всесторонний подход к анализу бизнес-процессов. Просто внедрения учетной системы недостаточно.

Определяющими факторами успеха зачастую являются последовательная и планомерная работа с персоналом и конечными пользователями системы, а также квалификация команды внедрения (внутренняя ли она или привлеченная). Именно сочетание этих двух параметров обеспечивает создание инноваций в самом нужном для них смысле: создание нестандартных решений в условиях жестких производственных рамок и ограничений, и что важнее – их адаптация под людей и процессы.