Планирование автоматизации всего завода с mes для твердых сплавов

Когда слышишь про планирование автоматизации всего завода с MES, многие сразу думают о покупке дорогого софта и установке датчиков на каждом углу. Но на практике — это скорее про перестройку всех процессов, где технология лишь инструмент. В твердых сплавах особенно: если MES внедрять без понимания специфики спекания или прессования, получится цифровой цирк, а не завод.

Почему MES — не просто ?сбор данных?

У нас в ООО Наньцзин Жуцянь Автоматизированное Оборудование был проект, где заказчик хотел ?полную автоматизацию? — но при этом технолог настаивал, чтобы параметры спекания в печах фиксировались вручную в журнале. MES тут стал бы бесполезным дорогим экраном. Пришлось полгода доказывать, что без интеграции с печами Siemens и анализа реальных температурных кривых в режиме времени система не увидит, например, почему партия спечённых пластин пошла с трещинами.

Кстати, о трещинах — в твердых сплавах MES должен улавливать не только явные отклонения, но и косвенные признаки. Допустим, если в шихте меняется влажность порошка, а дозатор не корректирует усилие пресса, система должна не просто записать цифры, а предложить пересчитать рецепт. Мы такое реализовали через кастомные модули в Aveva (раньше Wonderware), но пришлось дописывать логику под конкретные прессы Hydromat.

И да, MES без ERP — как двигатель без коробки передач. Но соединять их нужно аккуратно: если SAP диктует плановые объёмы, а MES видит, что печь не успевает прогреться до нужной температуры для вольфрам-кобальтовой смеси, система должна не слепо выполнять план, а предлагать сдвинуть график. Иначе — брак.

Где спотыкаются при автоматизации цехов

Одна из частых ошибок — ставить MES сразу на все участки. Мы начинали с участка измельчения порошков: казалось бы, тут всё просто — дробилки, сита, конвейеры. Но выяснилось, что вибрация от мельниц вызывает ложные срабатывания датчиков Endress+Hauser, и MES начинает паниковать из-за ?остановки линии?. Пришлось добавлять фильтры по времени и учить систему отличать техобслуживание от аварии.

Ещё момент — люди. Старшие операторы в цехе смешивания порошков годами работали ?на глаз? и не доверяли цифрам с экрана. Внедряли MES через их же терминалы: показывали, как система предупредила о комковании связующего в смесителе — тот случай, когда визуализация перевесила десять инструкций.

Кстати, про визуализацию: в автоматизации всего завода нельзя использовать универсальные HMI. Для оператора печи спекания важны графики температуры и давления в реальном времени, а для упаковщика — просто сигнал ?партия готова?. Мы настраивали это через Ignition SCADA, но часть экранов пришлось переделывать трижды — потому что технолог требовал отображать степень износа матриц пресса, которую MES получал косвенно, через счетчик циклов.

Интеграция с оборудованием: подводные камни

Современные прессы для твердых сплавов — например, от Dorst или Loomis — обычно идут с OPC UA, но старые гидравлические прессы 90-х годов приходится дорабатывать. Мы как-то поставили датчики давления на советский пресс 2Д833, а MES (использовали Platforma от RUToken) начал получать данные с задержкой в 2 секунды — для контроля плотности прессовки это критично. Решили через локальный ПЛК Beckhoff с буферизацией, но это добавило сложности в диагностике.

Ещё пример: сушилки для порошков. Если MES не учитывает влажность воздуха в цехе, сушка идёт либо дольше, либо с пережогом. Датчики Vaisala помогли, но их показания нужно было привязывать к рецептам в MES — пришлось вводить поправочные коэффициенты для разных марок карбида.

Самое сложное — это калибровка. MES может показывать идеальные цифры, но если термопары в печи спекания не поверены, всё идёт наперекосяк. Мы ввели правило: перед запуском MES на новом участке — обязательная сверка с эталонными приборами. И это не раз спасало от массового брака.

MES и качество: больше чем контроль

В твердых сплавах MES не должен ограничиваться сбором OEE. Например, при прессовании резцов важна не только производительность, но и равномерность плотности. Мы настраивали MES так, чтобы он строил карты распределения плотности по данным с пресса — и если видел аномалию, автоматически корректировал усилитие. Это снизило процент брака на 7% на одном из заводов в Уфе.

Но тут есть нюанс: MES не может заменить металлографию. Когда мы попытались учить систему предсказывать микротрещины по данным с датчиков, оказалось, что нужны выборки в тысячи циклов. Сейчас используем гибридный подход: MES фиксирует параметры, а решение о корректировке принимает технолог на основе выборочных шлифов.

Интересный кейс был с контролем геометрии после шлифовки. MES получал данные из измерительной машины Mitutoyo, но если оператор неточно позиционировал деталь, система считала отклонением погрешность установки. Добавили камеры для контроля позиции — проблема ушла, но пришлось переписать часть логики в MES для твердых сплавов.

Экономика vs. надежность

При планировании автоматизации часто экономят на резервировании. Один завод купил MES без дублирования серверов — и когда основной сервер вышел из строя во время плавки, цех простаивал 8 часов. Теперь мы всегда рекомендуем кластерные решения, даже если заказчик argues про стоимость.

Ещё болезненный момент — обновления. MES от Siemens или Rockwell часто требуют лицензий на новые версии, а это — простой. Мы в ООО Наньцзин Жуцянь Автоматизированное Оборудование теперь используем облачные конфигурации где возможно — но для цехов с плохим интернетом это не вариант. Приходится искать баланс.

И последнее: MES — это не разовый проект. Система должна адаптироваться под новые марки сплавов или оборудование. Мы ведём журналы доработок для каждого внедрения — и иногда старые настройки приходится пересматривать, когда, например, завод переходит на никель-хромовые связки вместо кобальтовых.

Что в сухом остатке

Планируя автоматизацию всего завода с MES, нужно начинать не с тендера на ПО, а с аудита технологических процессов. Без этого даже лучшая система станет дорогим отчёто-генератором.

Наш опыт показывает: успех на 60% зависит от того, насколько глубоко MES интегрирован в физические процессы, и на 40% — от готовности людей работать с цифрами. И да, не стоит гнаться за ?полной автоматизацией? — иногда проще оставить ручной ввод для некоторых операций, но научить MES проверять их на противоречия.

Если интересно — на сайте https://www.rq-automation.ru мы выкладываем кейсы по интеграции MES с линиями прессования и спекания. Там есть реальные цифры по эффективности, но предупреждаю: они сильно зависят от дисциплины в цехе. Без этого даже идеальная система не сработает.