О том, как превратить контроль качества в непрерывный управленческий контур, «РБК Нижний Новгород» рассказали эксперты «Индустриального центра цифровизации» Айтеко Евгений Флоров (технический директор) и Евгений Разживин (руководитель направления систем контроля качества).

От фрагментарной автоматизации к управлению производственными цепочками

— Сейчас фокус в управлении производством смещается с автоматизации отдельных установок на управление производственными цепочками и качеством. Что стало причиной таких изменений?

Евгений Флоров: Дело в том, что базовая автоматизация, которая была вектором развития производства в начале двухтысячных, уже произошла, рынок насытился. Конечно, есть еще не полностью автоматизированные производства, но в целом бизнесы дозрели до необходимости совершенствования технологических процессов и построения целостных цепочек, чтобы снижать издержки и повышать качество продукции. Поэтому они переходят к следующему уровню — управлению всем производственным циклом от сырья до готовой продукции в режиме реального времени.

— То есть это естественный процесс?

Евгений Флоров: Да, и его можно было предсказать заранее. Это не является форс-мажором или реакцией на какие-то внешние события, так и должно было случиться. Если чуть дальше углубиться в историю, то можно выделить два базовых направления автоматизации бизнеса. На одном уровне внедрялись системы управления компанией — кадрами, финансово-бухгалтерским контуром, складскими запасами и т.д., а на другом — системы, обеспечивающие промышленную безопасность, устранение аварийных ситуаций, управление технологическими процессами. Теперь мы эволюционно пришли к моменту, когда два этих уровня сливаются в единую систему управления производственным комплексом.

— Какие отрасли сегодня лидируют по внедрению MES‑систем, а какие только начинают проявлять к ним интерес?

Евгений Флоров: Судя по нашему опыту, очень интенсивно внедряют MES нефтехимические компании, нефтепереработка, черная и цветная металлургия, включая добычу золота и алмазов. Сейчас все добывающие отрасли стремятся максимально повысить свою эффективность именно за счет управления производством. Та же самая тенденция — в производстве минеральных удобрений. На выставке мы видим, что именно такие решения используют лидеры рынка.

— А можно ли выделить какие-то сферы, которые именно сейчас проявляют максимальный интерес к MES-системам?

Евгений Флоров: Агропромышленный комплекс. С одной стороны, государство стимулирует перерабатывающие предприятия повышать эффективность производства, с другой стороны — они сами осознают, что находятся в высококонкурентной среде, поэтому заинтересованы в снижении издержек.

MES‑системы: эволюция и запросы заказчиков

— Давайте теперь посмотрим на MES-системы не со стороны заказчика, а с позиции разработчика. В чем ключевое отличие современных систем от более ранних решений?

Евгений Флоров: Мы живем в эпоху наслоения технологических революций. Во-первых, в России после ухода западных вендоров вырос спрос на отечественные, свободно распространяемые решения. Во-вторых, сама архитектура MES-систем, которая применяется и в мире, и у нас, довольно сильно изменилась за последние 10 лет.

Мы видим зарождение новых трендов, например, использование генеративных сетей и искусственного интеллекта. Одновременно расширяется функционал систем автоматизации, бизнесы выдвигают новые требования, и разработчики на них реагируют. Ведь меняется все, даже инструментарий. Допустим, в лабораториях появляются роботизированные системы, на производстве — новое оборудование, с которым нужно взаимодействовать.

— Исходя из сегодняшних реалий, как бы вы сформулировали основной запрос заказчика?

Евгений Флоров: У разных клиентов разные запросы. Например, крупные компании пытаются через MES все свои производственные площадки, распределенные по стране, покрыть единой централизованной системой. Соответственно, она должна очень хорошо масштабироваться, должна уметь «растягиваться», чтобы отвечать потребностям компаний.

Небольшие предприятия, допустим, перерабатывающей промышленности — не нуждаются в таких «резиновых» возможностях. Они концентрируются на эффективности, им нужно, чтобы MES-системы минимизировали затраты. Поэтому они просят «нулевое» администрирование, предполагающее отсутствие специальных требований к обслуживающему персоналу. При этом и те, и другие заказчики хотят максимально полный функционал.

— Малый бизнес — это перспективный сегмент для внедрения MES?

Евгений Флоров: Да, фокус постепенно начинает смещаться в сторону средних и мелких производств, все-таки крупных холдингов у нас не так много, и они уже автоматизировали почти все свои производства. Безусловно, малому бизнесу нужны немного другие программные продукты — отличные по компоновке, по архитектуре, более адаптированные к условиям небольшого производства.

— Вы упомянули, что технологии искусственного интеллекта все чаще находят применение в MES-решениях. Какие рутинные операции они берут на себя?

Евгений Флоров: MES — это довольно большая область ИТ-решений, и в ней есть, например, операции, связанные с производственным учетом. MES предоставляет персоналу информацию о том, что прямо сейчас происходит на производстве, какое оборудование задействовано, какие материалы перерабатываются. В этом контуре происходит выявление ошибок, и раньше их анализ производился вручную. Теперь же мы выводим на рынок продукты, которые позволяют автоматизировать эти операции, предлагая различные сценарии исходя из данных ретроспективного анализа.

В целом, внедрение инструментов искусственного интеллекта позволяет упростить использование систем. Кстати, это и требование заказчика. Клиенты ждут, чтобы эксплуатация MES не требовала от сотрудников специальной подготовки и давала больше оперативности в решении задач.

— История автоматизации производства насчитывает не одно десятилетие. Как современные MES-системы интегрируются с решениями, которые уже внедрены на предприятиях?

Евгений Флоров: В целом системы, конечно, требуют, чтобы до их внедрения на производстве уже была проведена частичная автоматизация. Да, мы имеем опыт внедрения MES- систем «с нуля», но в этих случаях приходилось решать другие проблемы, связанные, как правило, с качеством работы персонала и пониманием важности автоматизации. Мне приходилось видеть объяснительную записку, в которой было написано, что данные не были вовремя введены в систему, потому что мастер направил работника на другой участок. Человек на установке — это очень важный ресурс, и он должен осознавать, что автоматизация не создает ему дополнительных задач, а, напротив, разгружает. Поэтому базовый уровень автоматизации все-таки должен присутствовать, хотя бы 50–70% должно быть покрыто. Что касается развертывания смежных систем, например, LIMS или системы календарного планирования, то это уже не так критично, MES может дать результаты и без них.

LIMS‑системы: вектор на комплексную автоматизацию лабораторий

— Отдельное направление автоматизации производства — LIMS-системы, информационно-управляющие решения для лабораторий. Здесь тоже наблюдается движение от общего к частному, от фрагментарного к комплексному?

Евгений Разживин: В последние годы на волне интереса к импортозамещенным решениям рынок LIMS наводнили продукты, которые действительно в основной своей массе автоматизируют работу лаборатории фрагментарно. Кроме того, в состав смежных систем иногда входят блоки, которые также относятся к LIMS. Как, собственно, и LIMS отчасти могут заходить на «территорию» MES. Причина такой фрагментарности в том, что предприятия пытаются автоматизировать не работу лаборатории как таковой, а взаимодействие между заказчиком испытаний и лабораторией. Это приводит к урезанию функционала LIMS-систем.

Основной производственный процесс лаборатории — это работа с пробами в рамках их жизненного цикла: начиная от планирования, отбора и заканчивая выпиской протокола испытаний и передачей этих результатов в соответствующие подразделения. Здесь есть ряд обеспечивающих процессов: учет оборудования, на котором эти испытания проводятся, учет материальных ценностей, учет работы персонала, система менеджмента качества. Хотя все эти процессы и являются вспомогательными, без них невозможна полноценная автоматизация всей лаборатории.

Повышение уровня исходной автоматизации позволяет уйти от этой фрагментарности и получить максимальный эффект от внедрения LIMS.

— Отличается ли подход к автоматизации в исследовательских и испытательных лабораториях?

Евгений Разживин: Испытательные лаборатории ориентированы на массовое проведение испытаний по заранее определенным алгоритмам. Например, на некоторых металлургических заводах количество проб, которые лаборатория обрабатывает за сутки, доходит до 2,5 тысяч. То есть, практически каждую минуту в лабораторию прилетает проба, и требуется достаточно оперативно выдать результат. В исследовательских лабораториях ситуация отличается. Там каждый следующий шаг зависит от результатов, полученных на предыдущем уровне. Соответственно, эти процессы отличаются гораздо большей вариативностью, и их «упаковка» в LIMS-системы происходит иначе. Но в целом, и в первом, и во втором случае, все сводится к получению и обработке результатов.

— Насколько я знаю, у вас есть опыт автоматизации исследовательского подразделения «под ключ»?

Евгений Разживин: Да, совместно с одним из наших заказчиков мы реализовали такой проект. Причем в состав исследовательской лаборатории там входили подразделения, которые обычно выполняют функции испытательных лабораторий. Это позволило нам создать некое комплексное решение — единый продукт, который можно внедрить в лаборатории любого типа. Думаю, мы можем говорить об уникальности нашего решения. На текущий момент я не знаю других продуктов — как российских, так и зарубежных — которые именно в таком виде автоматизируют работу исследовательских лабораторий. Да, в ряде продуктов сделаны первые шаги — например, в виде так называемых записных книжек лаборанта. Но, по сути, они недалеко увели автоматизацию процессов от использования обычных электронных таблиц.

— Такое комплексное решение может стать продуктом массового спроса?

Евгений Разживин: Исследовательские лаборатории все-таки встречаются реже, чем испытательные, далеко не все компании могут позволить себе такую функцию. А те, которые могут, зачастую выделяют ее в отдельное предприятие. Но все равно это достаточно значимая часть рынка, и мы заинтересованы в продвижении таких решений.

— Каков сегодня уровень кастомизации вашей системы? Можно ли, например, донастроить ваше решение DES.LIMS.Pro под уникальные процессы заказчика без потери возможности обновлений?

Евгений Разживин: Процессы контроля качества, особенно в испытательных лабораториях, имеют свои нюансы, они зависят от специфики производственных, логистических процессов. Поэтому мы, конечно, стремимся к тому, чтобы зашить в наши системы как можно больше инструментов настройки. Это важно и для оптимизации работы бизнес-аналитиков, и для заказчиков, которые получают решение, пригодное для последующего развития и адаптации. У нас есть кейс, когда мы сделали клиенту базовую автоматизацию двух лабораторий, а потом он просто покупал у нас лицензии и самостоятельно внедрял LIMS в других лабораторных подразделениях.

Если же говорить про кастомизацию новых инструментов, которые встроены в систему, то мы, безусловно, выполняем условия обратной совместимости. Новая версия системы не ломает того, что было настроено раньше.

— В каких отраслях внедрение LIMS имеет наибольшие перспективы?

Евгений Разживин: Исторически, как и в случае с MES-системами, пионерами LIMS были крупные нефтеперерабатывающие и нефтехимические предприятия, газовая отрасль. Теперь же пошла волна внедрения LIMS на предприятиях среднего и малого бизнеса. И следующая тенденция — вовлечение новых отраслей. В первую очередь, это фармацевтика и пищевая промышленность. Здесь мы наблюдаем просто взрывной рост интереса к автоматизации лабораторий.

MES + LIMS: непрерывный контур качества

– «Дружат» ли между собой современные MES и LIMS-системы? Как, например, данные передаются от MES к LIMS и обратно?

Евгений Флоров: На самом деле, характер взаимодействия систем управления производством и систем управления лабораторией довольно типичен. От внедрения к внедрению мы повторяем один и тот же сценарий. Как правило, процесс начинается на стороне MES-системы, где сначала ставится задача проведения испытания или контроля качества. Потом сотрудник отбирает физическую пробу (для этого есть специальные устройства и контейнеры) и регистрирует заявку на контроль качества. После прочтения оператором эта заявка автоматически отправляется в LIMS, а сама проба передается в лабораторию. То есть мы имеем два потока: информационный и физический.

Далее лаборанты принимают заказ на контроль качества, проба к ним тоже пришла — она уже промаркирована, на ней стоит, например, QR-код. И лаборатория, в соответствии с регламентом, проводит само испытание. Потом происходит контроль качества испытания, и результаты возвращаются в MES, который привязывает их к конкретному технологическому процессу. Например, в какой момент, на каком этапе была отобрана проба, показавшая тот или иной результат. Дальше уже начинается распространение результатов контроля внутри производства. Допустим, если было зафиксировано отклонение от норматива, то об этом оповещается персонал. В принципе, MES анализирует результаты лабораторного контроля качества так же, как и другие параметры технологического процесса (например, измерения, проведенные вручную).

LIMS для нас — это сервисная система, которая предоставляет огромный массив данных. Максимально полная информация о пробе поступает в копилку контроля процессов. Далее ее можно использовать либо для оперативного управления (когда оператор видит результаты и может, исходя из этого, корректировать производственный процесс), либо для автоматизации алгоритмов.

— То есть данные существуют в каком-то едином формате? Их не нужно конвертировать туда-сюда при передаче?

Евгений Флоров: Все зависит от согласованности. Существует определенный стандарт, в котором прописаны формы взаимодействия и передачи информации между системами управления производством и внешними для них системами. Если какая-то из систем не поддерживает такой формат, то в рамках внедрения мы готовы адаптироваться.

Вообще интеграция систем — это отдельный большой пласт работы. Как раз в этой области сейчас тоже происходит очень бурная трансформация, и мы в своих продуктах пытаемся это учесть и отразить.

— Какие технические и организационные барьеры могут мешать бесшовной интеграции MES и LIMS на предприятии?

Евгений Флоров: Ключевая проблема, как ни странно, в том, что бизнес адаптируется к текущему положению дел и не замечает проблем. Это все, что связано с так называемыми мастер-данными, то есть нормативно-справочной информацией. Случается, что разные подразделения одного и того же предприятия используют разные справочные материалы, просто из-за того, что у них так сложилось исторически. Поэтому любое внедрение MES и LIMS мы начинаем с согласования и унификации данных.

Также есть организационные аспекты, связанные с бизнес-процессами. К примеру, у нас был опыт, когда за данные о содержания золота в материале и о количестве самого материала отвечали разные подразделения. То есть, для нас это информация одного типа, а бизнес так не считает. И таких примеров, на самом деле, очень много, особенно там, где речь о драгоценных материалах. Допустим, вы берете слиток золота и высверливаете из него пробу в виде стружки. Проба в данном случае — это не только лабораторный образец, но и материальная ценность, подлежащая учету, и за это отвечает уже другой сотрудник. В каждой отрасли есть своя специфика.

— Справедливо ли говорить, что развертывание систем автоматизации подсвечивает проблемы, которые и без того нужно было решать? Наверное, отсутствие согласованности между отделами тормозит все процессы, не только внедрение MES и LIMS?

Евгений Флоров: Вы не представляете, сколько проблем всплывает при внедрении! Случается, что персонал десятилетиями работал в условиях несогласованности методик расчетов. В свою очередь, системы автоматизации направлены на то, чтобы повысить прозрачность, чтобы сформировать так называемые аудиторские следы. Поэтому наши заказчики получают не только информационный продукт, которым они могут пользоваться, но и изменение качества работы.

— То есть при внедрении систем автоматизации происходит своего рода ревизия процессов на предприятии?

Евгений Флоров: Я даже больше скажу. Отчасти нашими клиентами внутри бизнесов являются не только производственные подразделения, но и управления экономической безопасности, которые отвечают за аудит производства. Автоматизация — это всегда повышение контролируемости и управляемости производства.

Горизонты систем автоматизации

— Как вы думаете, в каких направлениях будут дальше развиваться системы автоматизации контроля производства и лабораторного контроля?

Евгений Флоров: Всегда будет спрос на базовые функции, такие как мониторинг состояния оборудования, технологический мониторинг, первичный производственный учет и т.д. Но от MES сейчас ждут нескольких вещей. Есть особый спрос на инструменты, которые позволяют проводить технологическую оптимизацию на уровне одного или нескольких участков, замыкая контур управления. Это довольно новое веяние, и пока мы не можем однозначно судить о его эффективности.

Если мы говорим о функциональном развитии, то очень много внимания сегодня уделяется эффективности использования оборудования. Для этого подходит большой набор инструментов. MES-системы в данном случае очень важны, потому что они позволяют контролировать показатели эффективности, анализировать и находить неэффективные участки и цепочки производства.

Отдельное направление, в котором мы сейчас тоже развиваемся, — это краткосрочное планирование производства. Сегодня это важная задача для бизнеса. А вот класса инструментов для автоматизации планирования в горизонте нескольких суток практически не было.

Вообще сейчас, как мне кажется, все пытаются найти границы возможного, безопасного и эффективного использования агентов искусственного интеллекта. У нас пока готовых ответов нет, но, думаю, вместе с заказчиками мы какие-то инструменты апробируем и эти границы нащупаем.

Евгений Разживин: Что касается тенденций LIMS-систем, то я бы выделил несколько направлений. Первое, как и в MES-системах, — это внедрение технологий искусственного интеллекта. Здесь пока нет готовых решений, и мы находимся в творческом поиске.

Второе — интеграция с государственными информационными системами и банками данных. Это очень перспективное направление, потому что в лабораториях много процессов, подлежащих учету и автоматизации, и важно наладить интеграцию данных в единую информационную среду на федеральном уровне. И третье направление — планирование работ. Функционал учета и работы с пробами уже достаточно хорошо отлажен. Но для бизнеса важно эффективное использование ресурсов лабораторий — персонала, оборудования, материалов. Автоматизация процессов планирования является перспективным и востребованным направлением развития LIMS.

— Возможно ли появление каких-то сверхрешений, объединяющих все потребности бизнеса? Допустим, продуктов типа «Мой завод» или «Моя скважина», в которых будет все — и экономика, и персонал, и производство, и сбыт?

Евгений Флоров: Я не очень в это верю. Все-таки, несмотря на то, что ресурсная емкость разработки программного обеспечения сейчас падает, она остается капиталоемким процессом. И вложить огромные деньги в разработку таких решений без возможности тиражирования на большое количество предприятий — нереальная история.

Скорее, мы увидим два вектора. Системы будут стремиться, во-первых, к специализации, во-вторых — к тому, чтобы работать вместе. Соответственно, заказчик, сможет сам собрать эти функции вместе и сложить их в подходящую ему систему. Нам останется только создать для клиента возможность максимально адаптировать предлагаемые решения под потребности конкретного предприятия.

РБК Нижний Новгород в Максе