Российское ПО для промышленных предприятий: импортозамещение в действии

Российское ПО для промышленных предприятий: импортозамещение в действии

Привет, Хабр! Промышленность России становится все более технологичной. Появляется все больше софта для автоматизации и в этой статье мы рассмотрим несколько вариантов программных продуктов, а также как наши разработчики замещают решения западных вендоров. Материал подготовили совместно с Михаилом Буренковым, проектным менеджером кластера передовых производственных технологий Фонда «Сколково».

Новое ПО — зачем и кому это нужно

В России одни из наиболее востребованных решений в промышленности — в области управления жизненным циклом продукта или производства (семейство PLM систем), а также решения по локализации промышленного ПО в контуре компании. Как отмечает Михаил Буренков, особенно актуальны решения, которые способны не только заместить по функционалу ушедших с рынка вендоров, но и гибко интегрироваться в существующую информационную среду конкретного предприятия.

Больше ПО, хорошего и разного

В подборке решения от резидентов “Сколково” из разных направлений деятельности промышленных компаний, от предиктивной аналитики до оптимизации производственных процессов.

Модели машинного обучения, предиктивная аналитика и оптимизация технологических процессов

Компания «Сайберфизикс» — один из ведущих разработчиков ИИ-решений для промышленности, разработанная платформа называется CyberStudio. Решение предназначено для сквозной оптимизации технологических процессов, предиктивной аналитики оборудования и оперативного построения моделей машинного обучения.

Продукт работает с гибридным моделированием, что дает возможность объединить подход на данных и физико-математические модели. Плюс применяются нейронные сети, tensorflow, torch, catboost.

В команде 25 человек, из них 12 разработчиков и 7 инженеров. В первую очередь, решения компании подходят для нефтегазового сектора, металлургии, горнодобывающей, золотодобывающей отраслей.

Сейчас платформу используют «Газпром», «Уралкалий», «НЛМК», Концерн «Fiat Chrysler Automobiles».

Интеллектуальная процедура заказа, выбор технологий и предприятия-изготовителя

Отечественная компания «Проект И5» разрабатывает автоматическую интеллектуальную процедуру заказа на изготовление промышленных деталей. Кроме того, она определяет технологии их производства и выбирает предприятие-изготовитель на базе платформы I5.Solutions.

I5.Solutions реализована на принципах микросервисной архитектуры, осуществляющая обмен данными посредством API. В разработке платформы применялось три языка: JS, Python и Perl. Уникальной особенностью решения является расчетное ядро, позволяющее из 3Д модели сформировать технологическую карту для подключенного к системе производства для реализации заказа.

В команде 12 человек, среди которых — выпускники известнейших отечественных и зарубежных вузов.

С начала работы в платформу было загружено свыше 5 000 трёхмерных моделей, запущен маркетплейс заказа изготовления деталей, подключено более 40 предприятий, продолжается внедрение и промышленная эксплуатация на ряде предприятий машиностроительного сектора.

Партнеры компании — станкостроительный дивизион ГК «Росатом», КамАЗ, «ОДК-Пермские моторы».

Прогнозная аналитика для горнодобывающей отрасли

Еще одна российская компания — «Piklema». Компания предлагает как возможности основной платформы Piklema Predictive для сбора и анализа данных, так и набор специфических продуктов для различных предприятий горного производства.

В состав команды компании входят эксперты в области прогнозной аналитики и автоматизации горнодобывающей промышленности. Профиль Piklema — оптимизация производства с использованием автоматизации и цифровизации.

Бизнес, нейросети, искусственный интеллект

Компания Databriz предлагает научно-исследовательские разработки для решения разных задач управления бизнесом с использованием нейросетей и искусственного интеллекта.

Продукт у компании один — «Датабриз: платформа управления проектами», которая позволяет оптимизировать бизнес-процессы в организации.

В числе прочих возможностей — собственный механизм обмена файлами и чаты, где не требуется использование западных мессенджеров и облачных систем хранения.

Кроссотраслевая кооперация

Российская компания «Эсдиай Нормализация» (дочерняя компания «Эсдиай Солюшен») — резидент «Сколково». Она занимается кроссотраслевой кооперацией промышленных предприятий на основе методологии открытых технических словарей, которые интегрированы с системами класса MDM.

Проект посвящен унификации описаний информационных объектов нормативно-справочной информации на основе отечественных и международных стандартов. Благодаря разработкам компании идентификация информационных объектов выполняется без дублирования и искажения смысла при передаче данных между различными информационными системами.

В итоге открывается возможность свободного обмена данными между прикладными информационными средами, которые работают с самыми разными корпоративными мастер-данными.

Оптимизация промышленных проектов

Занимается этой задачей «Конандрум». У компании два основных продуктовых направления:

AI-Платформа и решения для оптимизации работы предприятий горнодобывающей, металлургической и сталелитейной промышленности. Она анализирует полученные с оборудования сигналы. Подсчеты выполняются в режиме реального времени, что позволяет быстро реагировать на проблему.

Conundrum Euler — решение «под ключ» для компаний, где необходимо выполнять контроль качества и определять визуальные дефекты в режиме онлайн. Это нужно, например, на предприятиях с конвейерными системами.

Решение использует технологию, основанную на 3D-графике и deep learning, обучается на 3D-моделях продукта. Искусственный интеллект обнаруживает и классифицирует дефекты. Кроме предупреждения о возникающих проблемах решение определяет их первопричину и предоставляет рекомендации, как исправить ситуацию.

В команду входит 40 человек, среди них — большое количество победителей российских и международных DS-хакатонов.

Работа с текстом

Продукт компании «Когнитивные Системы» позволяет упростить обработку больших объемов текстовых данных, включая:

• Необходимость умного поиска по базам документов.
• Обработка писем и обращений.
• Анализ настроений на основе публикаций СМИ или социальных сетей.
• Обработка медицинских документов (рецептов, анамнезов карточек пациентов).

Базируется платформа на когнитивном процессоре B2NLP для автоматической разметки текстовых данных. Это морфология, синтаксис, семантические вектора, именованные сущности, эмоциональная тональность.

Машинное зрение

Российская компания с говорящим названием «Видеоинтеллект» занимается разработкой систем искусственного интеллекта, машинного зрения и анализа данных для разных отраслей от энергетического комплекса до спортивных объектов.

На текущий момент команда реализовала свыше 60 различных проектов и работает с крупнейшими локальными и международными организациями.

Проверка технического состояния объектов

«Проектные технологии» — отечественная технологическая компания, которая разрабатывает промышленные цифровые решения с использованием ИИ. Платформа называется AURORAi, в ее состав входят такие модули и систем, как:

• Компоненты компьютерного зрения.
• Цифровые датчики.
• Лазерные лидары, сканеры, ультразвуковые сонары, тепловизионные камеры.
• Соответствующее ПО, которое обрабатывает всю поступающую информацию.

Решения компании применяются в ж/д и горнодобывающей индустрии для детектирования различных параметров при проведении технического осмотра локомотива, оценки технического состояния объектов инфраструктуры на ж/д полосе отвода, проведении коммерческого осмотра подвижного состава при подаче на погрузку, а также детектировании рудного материала в керне при проведении эксплуатационно-разведочного бурения.

В команде — 12 человек, специалистов в области ИИ, разработки софта, электроники и т.п.

Немного о тенденциях в отечественном импортозамещении

Российские эксперты отмечают положительные тенденции в импортозамещении. Так, появляется все больше успешных российских решений. Кроме того, в лучшую сторону меняется отношение к отечественным разработкам. Постепенно развивается экосистема российских продуктов, а это позволяет заказчикам подобрать нужные комплекты ПО для решения типовых задач промышленных предприятий.

“Сложности тоже есть. Еще не все решения зарубежных компаний замещены. Поэтому над этим нужно активно работать здесь и сейчас, поскольку нельзя прерывать производственные и бизнес-процессы. В противном случае компания вместо прибыли получит огромные убытки” — комментирует эксперт “Сколково” Михаил Буренков.

В целом, текущая ситуация с импортозамещением ПО — активная работа по поиску компромиссов и оперативное управление изменениями. Государством разработан ряд мер поддержки для заказчиков на внедрение. В частности, согласно новому постановлению был снижен порог софинансирования с 50% до 20% от размера гранта, а Фонд “Сколково” выступает оператором программы. Кроме того, в 2022 году увеличился максимальный размер гранта на проект – теперь это 300 млн руб., ранее лимит составлял 120 млн руб. Предлагаются и другие меры поддержки, которые, как хотелось бы надеяться, позволят успешно реализовать программу импортозамещения.

Omnicube.Industry – интеллектуальный мониторинг промышленного оборудования

Omnicube.Industry — программно-аппаратный комплекс на основе платформы Omnicube для мониторинга промышленного оборудования. Система отображает текущий статус и статистику работы оборудования, информацию о режимах работы, о количестве выпущенной продукции, а также позволяет оперативно реагировать на возможные неполадки и оптимизировать сервисное обслуживания. Пользователь системы получает удобный инструмент аналитики производительности оборудования и эффективности работы операторов, в том числе в разрезе выполняемых программ, возникающих ошибок и количества производственных операций.

Функциональные модули Omnicube.Industry

Главная страница

Отображает наиболее важную информацию о работе предприятия и важные события (тревоги) на одной странице для понимания общей ситуации и быстрого реагирования. Возможны различные варианты представления информации: на план-схеме, в виде плиток или списка, на 3D модели здания или кампуса.

Текущие показатели и статистика.
Подробная информация о работе машины и ее узлов в каждый момент времени и за интервал.

Удобный инструмент, предоставляющий достоверную информацию об использовании оборудования для оптимизации загрузки и анализа ситуации в любой момент времени.

Загрузка и эффективность оборудования

Позволяет оценить эффективность использования оборудования на предприятии, непрерывного контролируя реальную загрузку. Система отображает результаты сравнения ключевых индикаторов производительности с эталонными показателями, значения которых можно установить для каждой машины.

Например, возможно выявлять состояния, когда машина включена и работает, а инструмент не активен или работает вхолостую (не осуществляется подача заготовки) и, как результат, не происходит полезной работы. Сравнивать процент полезной работы по машинам, сменам, операторам.

Учет произведенной продукции и израсходованных материалов

Достоверная информация по количеству произведенной продукции и израсходованных материалов за выбранный интервал времени и по дням/сменам для производственного учета и контроля выполнения плана.

Учет выработки по оператору/смене. Отображение прогресса выполнения плана и индикация отставания, в том числе на информационных экранах предприятия.

Техническое обслуживание и ремонт (ТОиР)

Автоматизированный сервисный календарь с учетом моточасов в удобном интерфейсе визуализации с функцией оповещений о наступлении срока обслуживания. Информация об исполнителе и выполненной работе фиксируется в журнале системы.

Учет реальной выработки узла позволяет снизить затраты на сервис за счет проведения сервисных операций по действительной необходимости, а не ориентируясь на прошедшее время. Своевременное обслуживание позволяет минимизировать простои из-за поломок.

Прогнозирование аварий

Система контролирует выход значений параметров работы оборудования из допустимой зоны и сигнализирует о потенциальных проблемах. Использование алгоритмов машинного обучения позволяет заранее прогнозировать и предотвращать потенциальные неисправности, минимизировать простои и снизить расходы на ремонт.

Например, анализ профиля потребления электричества позволяет выявлять потенциальные неисправности в работе электропривода; аномальное изменение температуры охлаждающего контура позволяет не допустить поломку из-за перегрева.

Статистика ошибок

Система хранит данные по ошибкам на оборудовании (оборудование с ЧПУ) и предоставляет отчеты по количеству, времени и длительности ошибок

Определение программ, в которых происходят ошибки. Выявление операторов, допускающих большое количество ошибок. Функционал полезен для оптимизации программ, контроля работы персонала, сокращения простоев из-за ошибок.

Контроль техпроцесса (действий оператора)

Контроль коррекции параметров работы машины оператором и величины отклонения от установленных нормативных значений. Выявление и пресечение отклонений от технологического процесса, негативно влияющих на качество продукции и производительность. Фиксация условий производства изделия/партии.

В зависимости от типа машины контролируются параметры, влияющие на техпроцесс, например, скорость розлива или упаковки, сила тока сварки, скорость реза, скорость подачи и т.д. Возможна генерация оповещений по выходу параметра из допустимой зоны.

Оцифровка процессов, установок

Система позволяет создать цифровой двойник процесса (установки) для удаленного и даже автоматического контроля работы, соблюдения регламента (рецептуры), оптимизации работы оператора (подсказки по следующим шагам процесса, целевым значениям параметров).

Пример – оцифровка установки лиофильной сушки. Контролируется температура в разных зонах установки, давление и состояние клапанов.

Классификация причин простоев

Система позволяет классифицировать простои оборудования, анализировать статистику по простоям, выявить непроизводственные простои. Возможно ввести нормативы по простоям разного типа и контролировать их выполнение. Информация блока простоев важна для оптимизации производственного процесса и повышения эффективности.

Для ввода причин простоев используется сенсорная панель ручного ввода информации или кнопочный пульт. При остановке машины на время, превышающее заданное допустимое, система сигнализирует оператору о необходимости выбрать причину остановки (из списка). Список причин может быть многоуровневым.

Подготовка отчетов (в Excel и PDF формате)

Предусмотрена выгрузка отчетов по необходимому пользователю шаблону. Шаблон стандартных отчетов формируется пользователем в «Конструкторе отчетов». Нестандартные шаблоны реализуются по запросу.
Система позволяет настроить регулярную автоматическую рассылку отчетов (например, руководителю перед совещанием).

Мобильное приложение

Мобильное приложение Omni Industry позволяет оперативно получить текущую информацию о работе как всего предприятия, так и отдельных машин. Предусмотрено отображение эффективности работы по групповому и индивидуальному признаку. Кроме того, в приложении предусмотрен ряд отчетов, таких как произведенная продукция, скорость работы, потребленная электроэнергия, загрузка оборудования, исторические данные.

Настраиваемая многоуровневая служба оповещений по событиям (выход параметра из целевой зоны, нарушение норматива, просрочка тех обслуживания и т.д.).

Интеграция с системами управления предприятием.

Аппаратные средства

Для подключения к системе мониторинга Omnicube оборудования без контроллеров ЧПУ (например, универсальные токарные станки), а также прочих станков и агрегатов, не позволяющих штатно осуществить сетевое подключение или сбор данных по параметрам работы, используются дополнительное устройство на основе контроллеров зарубежного (Mitsubishi Electric, Delta) и отечественного (Овен, Wirenboard) производства, а также устройства собственного производства (оборудование линейки УМО). В основе всех устройств линейки УМО лежит универсальная аппаратная платформа. В зависимости от модели и назначения меняются модули сбора информации и передачи данных Например, устройство УМО-Э1 предназначено для измерения потребляемой энергии оборудованием. Оно снабжено однофазным датчиком тока, напряжения, частоты и контроллером с Wi-F1 модулем. Устройство служит для быстрого и недорого внедрения мониторинга оборудования базового уровня.

Подключение к дискретным и аналоговым входам

Для анализа состояния узлов и агрегатов оборудования применяются устройства регистрации дискретных и аналоговых сигналов на входах оборудования, которые позволяют получать от оборудования практически любые унифицированные в промышленности сигналы, что делает машину «умной» и позволяет контролировать параметры ее работы. Так, дискретные сигналы 24VDC/220VAC, аналоговые сигналы -10…10V/-20…20mA, сигналы различных датчиков (например, температурных датчиков TC/RTD) могут характеризовать значение различных параметров, начиная от состояния автоматических выключателей или контакторов и факта подачи управляющих сигналов на исполнительные механизмы, до уровня давления в магистралях и температуры узлов агрегатов или рабочих сред.

Функционал импульсного счетчика

Наличие высокоскоростных импульсных счётчиков позволяет подключать однофазные или двухфазные импульсные энкодеры, а также различные устройства с импульсными выходами, например датчики и счетчики оборотов, датчики положения вала, расходомеры, плотномеры и т.п

Подключение внешних устройств с сетевыми интерфейсами

Обеспечивает подключение внешних сетевых устройства, работающих в сетях RS-485, Ethernet. Поддерживаются такие распространенные протоколы передачи данных, как Modbus RTU/TCP, CC-Link, Profibus-DP. Сетевые технологии существенно расширяют объем собираемых данных. Например, при использовании в контролируемом объекте частотно-регулируемого привода поддержка сетей связи позволяет получать такую важную информацию о его работе, как ток, частота вращения и момент на валу электродвигателя.

Модуль анализа электросети

Позволяет не только определять уровень потребления электроэнергии подключаемого объекта, но и получать такую полезную информацию, как напряжение и ток по каждой фазе, активную, реактивную и полную потребляемую мощность, реальный Cos, перекос фаз, а также уровень гармоник. При правильном подходе только этих данных может быть достаточно для анализа статуса использования оборудования (вкл./выкл., простой, авария, работа, и так далее). Подключение к машине без вмешательства в электрические цепи осуществляется с помощью токовых трансформаторов (клещей).

Подключение к оборудованию таких датчиков осуществляется неинтрузивно, т. е. без вмешательства в электрические цепи и электронные схемы самого оборудования, не повреждает и не изменяет элементы оборудования и не приводит к потере гарантии. Например, съём токовых характеристик осуществляется с помощью кольцевого трансформатора, монтируемого накладным способом на кабели питания. Часто это осуществляется не на самом оборудовании, а еще до подключения машины к сети питания в распределительном электрощите.

Панель ввода и отображения информации

Для локального отображения информации и взаимодействия с системой используются сенсорные панели или кнопочные пульты. Панели могут быть встроены в шкаф автоматики или поставляться в отдельном корпусе. Размер панелей от 10 до 32 дюймов, что обеспечивает достаточное поле для эргономичного размещения всех необходимых элементов управления на экране. Взаимодействие оператора с панелью HMI происходит через интуитивно понятый графический интерфейс. Например, для ввода причины простоя достаточно лишь коснуться соответствующей виртуальной кнопки на экране, при этом рука может оставаться в перчатке.

Модуль авторизации персонала.

Для реализации возможности авторизации персонала на оборудовании и учета рабочего времени используется считыватель RFID карт. Сотрудники могут использовать свои электронные пропуска для обозначения начала и окончания работы, при этом все, что происходит на машине (статистика по собираемым параметрам работы) в системе мониторинга будет относиться к авторизовавшемуся сотруднику. Устройства биометрической аутентификации позволяют распознать сотрудника по отпечатку пальца или бесконтактно по лицу. Используются специальные терминалы или камеры. (подробнее в разделе «Контроль персонала»)

Архитектура системы

Backend

Сбор данных осуществляется отдельными программными модулями — адаптерами по различным протоколам (MTConnect, Raw TCP, DDE, FOCAS, Snap7 и др.). Для каждого протокола предусмотрен отдельных адаптер. Кроме того, адаптеры осуществляют предобработку данных.

Сохранение данных в РСУБД осуществляется через интерфейс REST API.

Система имеет 2 основных интерфейса для интеграции:

1. REST API — для получения статистики на основе данных,
2. RabbitMQ — для получения данных напрямую с устройств (станков, роботов).

Frontend

Для визуализации данных используется библиотека собственной разработки. В качестве фреймворка используется ReactJS. Доступ к графическому интерфейсу осуществляется через WEB браузер.

Технические требования для установки и эксплуатации системы

Для установки и эксплуатации программного обеспечения рекомендуется использовать сервер со следующими характеристиками:

• Процессор: 64 ядра
• Оперативная память: 192 ГБ
• Дисковое пространство: 8 ТБ доступного пространства (рекомендуется использовать дисковый массив RAID5 или RAID10 из SSD)

Используется свободно-распространяемая операционная система Linux с поддержкой KVM-виртуализации.

Необходимо обеспечить передачу данных от объектов мониторинга (например, станки с ЧПУ, роботы) до сервера системы по протоколу TCP/IP (посредством Ethernet или WiFi).

Программные компоненты системы устанавливаются на сервере как отдельные сервисы (на отдельных виртуальных машинах) из соответствующих дистрибутивов, после чего осуществляется их настройка.

Доступ к графическому интерфейсу системы осуществляется посредством интернет-браузера (рекомендуемый браузер Google Chrome, Mozilla Firefox, Microsoft Edge, Opera, Яндекс браузер) c любого компьютера, имеющего сетевой доступ к серверу.

Для доступа к графическому интерфейсу необходимо ввести логин и пароль. Управление аккаунтами пользователей осуществляется в административном интерфейсе.

Руководство по работе с системой

Руководство по работе пользователей с системой Omnicube.Industry доступно по ссылке для скачивания:

Уровни мониторинга

Программное обеспечение распространяется на условиях предоставления конечному пользователю права использования Программы для ЭВМ, как простой (неисключительной) лицензии.

Ориентировочная стоимость в пересчете на единицу оборудования, подключаемого к системе, представлена в таблице:

Уровень мониторинга

Описание

Ориетировочная стоимость за единицу оборудования

Базовый

Мониторинг основных параметров работы оборудования, таких как состояние станка/робота (работа, пауза, ошибка.), режим (ручной, автоматический), выполняемая программа и статус инструмента (работает, не работает). Возможно представление данных на временной шкале и статистики за выбранный период.

Расширенный

Добавлены специфические параметры работы оборудования и инструмента. Например, для лазера – мощность излучения, состояние корректора подачи. Мониторинг расширенных параметров позволяет отслеживать коррекцию режимов оператором, выявлять отклонения от техпроцесса. Добавлен функционал дополнительной классификации ошибок (критичные/ некритичные) и подробной статистики по ошибкам.

Кастомизированный

Добавлены дополнительные функции анализа и представления данных для более полного представления эффективности работы оборудования, расчета коэффициентов эффективности. Добавлены функции детектирования аномального поведения оборудования с целью детектирования потенциальных поломок.

Точная стоимость ПО определяется по запросу клиента, в зависимости от запрашиваемых характеристик. Для запроса стоимости и коммерческого предложения свяжитесь пожалуйста по телефону +7 (495) 642-82-07 или отправьте запрос по электронной почте: info@omnicube.ru

Источник https://habr.com/ru/articles/683174/

Источник https://www.omnicube.ru/solutions/industry/