Создание единого информационного пространства энергомашиностроительного холдинга

08.04.2011

В 2008 году предприятие ЗАО «Росэлектропром Холдинг» (ЗАО «РЭП Холдинг») приобрело у GE Oil & Gas лицензию на производство и продажу в России газотурбинной установки (ГТУ) MS 5002E мощностью 32 Мвт под наименованием «Ладога 32», условия лицензионного соглашения предусматривают полную передачу технологии изготовления газотурбинного двигателя. ГТУ данного типа служит приводом для газоперекачивающих агрегатов ГПА-32 «Ладога», которые используются, в частности, для реконструкции существующих и создания новых компрессорных станций на газопроводах (в том числе, в рамках стратегического проекта «Северный поток»). Для выполнения заказа «Газпрома» на заводах холдинга развернуто серийное производство ГПА. Выиграть тендер «Газпрома» компании позволило наличие современного технологического оборудования и эффективной технологии управления предприятием в рамках созданного единого информационного пространства (ЕИП), поддерживающего все бизнес-процессы, благодаря чему «РЭП Холдинг» смог в кратчайшие сроки провести процесс локализации газотурбинной установки, который включал перевод, согласование и адаптацию различной документации, в том числе и инженерной.

Развивая техническую идеологию «Ладоги», «РЭП Холдинг в настоящее время создает уникальный инновационный российский проект – ГПА-32«Ладога-РП», представляющий собой новое слово в мировом энергомашиностроении.

Высокий уровень компетенции специалистов холдинга и современных технологических возможностей входящих в него предприятий, позволяющий компании являться фактическим национальным лидером в сегменте индустриальных газовых турбин, имеет логическую предысторию.

Все началось в 2007 году с масштабного проекта внедрения в конструкторские и производственные процессы ЗАО «Невский завод» системы автоматизированного проектирования Pro/ENGINEER (в настоящее время продвигается на рынке под брендом CreoElements/Pro) и системы управления инженерными данными (PDM) Windchill.

Для создания и запуска в серийное производство новой продукции заводу требовалось провести реорганизацию процессов проектирования и технологической подготовки производства, произвести оснащение конструкторов и технологов современными средствами проектирования, осуществить построение единой информационной среды для совместной работы и разработать новые стандарты бизнес-процессов конструкторско-технологической подготовки производства. Реализация этих задач была сопряжена с определенными сложностями, связанными в первую очередь с человеческим фактором. Средний возраст инженерного персонала в 2007 году превышал 55 лет, и людям было достаточно трудно осваивать пакеты трехмерного моделирования и систему электронных согласований, но в цехах уже выстраивались линии самых современных пяти-координатных станков, требующих разработанных на основе трехмерной модели программ управления. Цепочка прохождения рабочей документации замкнулась – от конструктора к технологу и на станок. У предприятия не было времени на бумажный документооборот и дублирование действий, требовалась четко регламентированная и максимально эффективная система взаимодействия всех служб, обеспечивающих производство продукции.

Уже в 2008 году внедрение новых процессов и современных CAD/CAM- и PDM-систем от РТС позволило оптимизировать бизнес-процессы на всем предприятии (продажи, разработка, закупки, производство) и выиграть время, чтобы успеть заявить новую продукцию на рынке. 

В конце 2010 года «РЭП Холдинг» полностью завершил комплексную автоматизацию большого предприятия и объединение всех своих площадок, создав единый источник данных для принятия управленческих решений. О сегодняшней ситуации на предприятии рассказывают Геннадий Иванович Локотков, президент ЗАО «РЭП Холдинг», Сергей Константинович Ерохин, главный конструктор, Сергей Борисович Ильин, главный технолог, Александр Владимирович Бондарь, начальник планового управления. 

– Геннадий Иванович, правильно ли понимать, что ГПА-32 «Ладога-РП» – беспрецедентный инновационный продукт российского энергомашиностроения?

Г. И. Локотков. На самом деле эта турбина – не только беспрецедентный российский продукт, но и новое технологическое слово в мировом энергетическом машиностроении. В мире такой техники практически нет. Аналогичная по параметрам турбина работает в Голландии и показывает замечательные результаты по производительности и эффективности, но это – только аналог. Наша ГПА-32 «Ладога-РП» – новое отечественное усовершенствование лучших достижений мирового турбостроения, что совершенно закономерно: сегодня реальный технологический процесс возможен только на основе всего лучшего, что создала мировая отраслевая техническая мысль. Проект ГПА-32 «Ладога-РП» – это национальное развитие интернационального технологического потенциала. Предприятия нашего холдинга, я говорю прежде всего о «Невском заводе», обладают огромным опытом выпуска индустриальных турбин. И было вполне логично, что наши конструкторы и технологи занялись разработкой и усовершенствованием турбины, лицензию на выпуск которой «РЭП Холдинг» приобрел у компании General Electric.

В результате этой работы получился новый российский агрегат ГПА-32 «Ладога-РП» – техническое продолжение турбины «Ладога-32», который представляет собой технологически совершенное изделие с точки зрения производственных возможностей и технологий его изготовления. Этот агрегат является машиной стационарного исполнения мощностью 32 МВт, созданный на основе лицензионной турбины нового поколения MS 5002E (General Electric Nuovo Pignone), предназначенной для условий эксплуатации любой сложности, с высоким КПД (36 %) и низким уровнем выбросов, большим ресурсом работы, хорошей ремонтопригодностью.

В течение двух лет мы планируем перейти к полному производству новой турбины в России, прежде всего на мощностях предприятий «РЭП Холдинга». Надо сказать, что это будет первый опыт 100 %-ой локализации в России такого сложного оборудования.

– То есть для этого предприятия холдинга обладают необходимыми производственно-техническими компетенциями?

Г. И. Локотков. Безусловно обладают. Входящий в «РЭП Холдинг» «Невский завод» является одним из крупнейших в мире производителей стационарных приводных газовых турбин для различных отраслей индустрии – так называемых «индустриальных турбин».

Первые отечественные газовые турбины для транспортной системы «Газпрома» были поставлены именно с «Невского завода». Всего для газового монополиста было отгружено более 1200 агрегатов. Они показали себя очень хорошо, работают и по сей день с высокой степенью надежности.

Турбины «Невского завода» составляют сегодня около 35 % мощности компрессорных станций ОАО «Газпром», они работают на газопроводах ближнего и дальнего зарубежья (например, в Иране), на магистральных газопроводах установлены тысячи нагнетателей природного газа. Многолетний опыт проектирования и изготовления этого оборудования, серийный выпуск и результаты эксплуатации позволяют гарантировать реально высокие показатели проектируемых и модернизируемых агрегатов.

– Создание новой турбины было технически сложным делом?

Г. И. Локотков. И дорогостоящим, и технически достаточно сложным. По сути, реализация проекта стала возможной благодаря проведенной реконструкции и модернизации предприятий холдинга. Общая сумма инвестиций в реконструкцию и реорганизацию производства составила 5,5 млрд рублей, из которых 2,2 млрд были направлены на организацию производства турбины MS 5002E.

В течение двух лет нам удалось получить всю документацию, как конструкторскую, так и технологическую. Мы подготовили производство для выпуска этих современных турбин, и это колоссальные затраты. Чтобы производить такие турбины, нужно серьезное технологическое оборудование нового поколения, а оно за собой «тянет» новую систему управления, информационное обеспечение и т.д. Мы осуществили сквозную информатизацию – от сферы инжиниринга до производства, от организации планирования деятельности предприятия до работы станков, которые управляются единой программой.

При этом не надо забывать, что в создании «Ладоги» задействована широкая кооперация российских машиностроительных предприятий, в общей сложности несколько десятков, среди которых «Невский завод» (именно там производится итоговая сборка), «Завод Электропульт», «К-Энерго», «Электропульт-Система», НПО «Искра», «Искра-Энергетика» и другие. И мы продолжаем творческое сотрудничество с GE Oil & Gas в лице итальянской фирмы Nuovo Pignone S.p.A., а это требует наличия сильной системы управления проектами в единой информационной среде.

– Сергей Константинович, как вам удалось так быстро разобрать полученную конструкторскую документацию и освоить технологии изготовления ГПА-32 «Ладога»?

С. К. Ерохин. Что касается конструкторской документации, то мы ее получили в формате PDF (около трех тысяч двухмерных чертежей, внутренние стандарты, инструкции и т.д.) и в виде трехмерных моделей (около 500 моделей и чертежей). Помимо этого, к нам до сих пор поступают от наших итальянских партнеров новые ревизии чертежей. Чтобы структурировать и разобрать этот огромный поток документов в кратчайшие сроки требуется наличие системы управления инженерными данными (PDM). К 2008 году в холдинге уже была внедрена и успешно функционировала PDM-система Windchill, и именно благодаря четкой работе бизнес-процессов проектирования под управлением Windchill мы быстро смогли разобраться с огромными объемами сложнейшей технической информации (рис. 1).

Это стало возможным, в первую очередь, за счет наличия единого корпоративного хранилища актуальных данных (документов, чертежей, 3D-моделей, программ для ЧПУ). Я подчеркиваю «актуальных» данных, так как наличие средств управления изменениями и своевременное оповещение всех участников процесса об изменениях позволило нам избежать ошибок и переделок, а значит, и потерь времени.

Следующий немаловажный фактор – это обеспечение слаженной коллективной работы над проектом всех подразделений (конструкторов, технологов, отдела снабжения, металлургического и основного производства, сторонних субподрядчиков) и быстрое согласование всей документации по установленным маршрутам между участниками процесса.

Далее, это управление структурой изделия. Графическое древовидное представление информации об изделии позволяет оптимизировать работу конструктора, поскольку описывает не один уровень, как конструкторская спецификация, а визуализирует многоуровневую структуру со всеми входимостями. Система Windchill позволяет формировать различные представления структуры изделия (технологическое, отгрузочное, эксплуатационное и т.д.) и управлять ими на основе имеющейся конструкторской структуры (рис. 2). Различные представления структуры изделия используют в своей работе технологи, отдел закупки, плановые отделы, которые формируют графики изготовления изделия на основе технологической структуры изделия.

– Какие CAD-системы вы используете, разрабатывая агрегаты ГПА-32 «Ладога»?

С. К. Ерохин. При разработке проекта изделия ГПА-32 «Ладога» и его локализации мы стараемся максимально использовать возможности CAD-системы высокого уровня Pro/ENGINEER в связке с PDM-системой Windchill.

Разработка проекта в Pro/ENGINEER обеспечивает требуемый уровень функциональных характеристик нового агрегата ГПА-32 «Ладога-РП», а также высокие показатели его надежности и ремонтопригодности за счет высокой точности трехмерного моделирования конструкций узлов и деталей и их изготовления по разработанным программам на станках с ЧПУ. Наши специалисты широко используют заложенные в Pro/ENGINEER возможности оптимизации конструкции изделия, узлов и деталей, в том числе с использованием результатов расчетов в САЕ-системах (рис. 3, 4).

Pro/ENGINEER позволяет на основе разработанных моделей осуществлять быстрый выпуск рабочей конструкторской документации с минимальными затратами на ее дополнительное оформление.

Таким образом, применение связки Pro/ENGINEER-Windchill позволило реализовать на практике технологию интегрированного информационного пространства и управления данными на различных этапах жизненного цикла изделий ГПА-32 «Ладога» и «Ладога-РП». В частности, управление и обеспечение надежности изделия на всех этапах жизненного цикла основывается на интегрированном решении, в котором Windchill выступает в качестве корпоративного хранилища актуальных данных, а система Relex реализует функции методического и программного обеспечения управления надежностью.

– Сергей Борисович, как построено взаимодействие конструктора и технолога при запуске ГПА-32 «Ладога» в производство?

С. Б. Ильин. Конструктор и технолог работают в единой информационной среде, ядром которой является система Windchill. Все, что выполняется конструктором, сразу становится доступно для проработки технологу. Состояние конструкторской документации отражается с помощью специально разработанной системы индикаторов, благодаря чему сокращается время на взаимодействие и полностью исключается попадание в производство документации, не проработанной в рамках всего цикла изменений.

Но самое главное, что нам позволяет быстро и эффективно взаимодействовать с конструкторами и разрабатывать технологические процессы, это возможность создания и управления технологической (производственной) структурой изделия на базе конструкторской. Модуль MPMlink (технологический блок Windchill) позволяет:

• системно отразить процесс производства изделия;
  
• заложить в структуру изделия производственные процессы, не имеющие отношения к конструкции изделия (например, испытания);
• разбить структуру изделия на подструктуры, исходя из экономических, управленческих, логистических и иных требований;
• отразить в структуре фактический производственный состав изделия и количество входимостей с учетом потребности испытания, наладки и т.д.

Ассоциативная связь между конструкторской и технологической структурой изделия позволяет максимально эффективно управлять изменениями и визуализировать их. Документация становится недоступной при неполном прохождении всей цепочки изменений от конструкторских подразделений вплоть до управлений планирования и логистики. Технологическая структура строится с помощью средств визуализации, доступных в 3D-модели, позволяя более наглядно представить процесс сборки и отразить его в структуре.

Ввиду того, что каждый агрегат ГПА-32 «Ладога» отличается от предыдущего на определенный процент локализации, соответственно, от покупных компонентов мы должны переходить к изготавливаемым. Возможность управления альтернативными техпроцессами на заказ становится необходимым условием производства агрегата, то есть использование вариантов технологии с возможностью назначения конкретного варианта на конкретный заказ дает нам возможность четко управлять разными фазами лицензионного соглашения. В том числе технологическая структура изделия обеспечивает более полное и точное планирование производства, так как строится не на системном подходе конструирования, а на процессе изготовления изделия (рис. 5).

– Геннадий Иванович упомянул, что в процессе модернизации предприятий холдинга приобретается новое высокотехнологичное оборудование. Как решается вопрос с программами для станков с ЧПУ?

С. Б. Ильин. Управляющие программы для станков с числовым программным управлением разрабатываются для высокопроизводительного металлообрабатывающего оборудования лучших мировых производителей (Японии, Германии, Швейцарии, Чехии, Австрии), включающего современные системы ЧПУ, средства автоматизации, магазины со сменой инструмента и т.п. Для повышения производительности применяется режущий инструмент ведущих мировых производителей, обеспечивающий высокоскоростную обработку, высокую точность размеров и качество поверхности. В системе Pro/ENGINEER формируются управляющие программы на основе конструкторской трехмерной модели с учетом ее возможного ассоциативного обновления в системе Windchill, осуществляется моделирование процессов обработки деталей, анализ и контроль параметров рассчитанных траекторий инструмента, генерация постпроцессоров (рис. 6).

– Александр Владимирович, как образом организована координация плановыми отделами процесса изготовления агрегата ГПА-32 «Ладога»?

А. В. Бондарь. Мы получаем технологическую структуру заказа, на основе которой строится график изготовления изделия (рис. 7). Технологическая структура автоматически передается из MPMLink Windchill в ERP-систему «Галактика» и является базой для построения всех производственных планов, на основании которых производится балансировка производственных мощностей, формирование планов закупок, производственных заданий и т.д.

В итоге мы имеем единое информационное пространство, обеспечивающее функционирование всех бизнес-процессов – от разработки, производства и до эксплуатации агрегатов у заказчика.

– Геннадий Иванович, что вы порекомендуете предприятиям, осуществляющим модернизацию в области построения информационной инфраструктуры?

Г. И. Локотков. Прежде всего – разработать стратегию развития информационных технологий не менее, чем на 5 лет. Она должна быть неотъемлемой частью процесса развития бизнеса компании. Для реализации данной стратегии требуется привлечение экспертов и использование лучших мировых практик. Будьте амбициозны и не жалейте сил на изменение организационных структур и слом устаревших бизнес-процессов. Информационные технологии в производстве сегодня – это не менее важная часть, чем приобретение станков и модернизация оборудования.

Материал предоставлен пресс-службой компании PTC

Журнал «Рациональное Управление Предприятием» №1/2011