«Индустрия 4.0». Опыт группы «Черкизово»

Недавно в Москве состоялась конференция Tadviser Summit, посвященная использованию современных информационных технологий, на тему «Государство. Бизнес. ИТ». На одной из секций выступал Владислав Беляев, директор по ИТ группы «Черкизово», который рассказал о реализации проекта по строительству монозавода-робота по производству сырокопченых колбас. Сегодня он более подробно делится проектным опытом, а также описывает системное решение поставленных задач в рамках концепции «Индустрии 4.0».

Мясной рынок в России высококонкурентный, это касается и производства колбас. Рынок сильно сегментирован; по приблизительной оценке, у основных игроков доли рынка составляют где-то примерно 5—7%. Группа «Черкизово» работает давно и весьма успешно, выросла из Черкизовского мясоперерабатывающего завода, является одним из лидеров рынка сырокопченых колбас в России (более 20%). Группа старается выдерживать оптимальное соотношение цена/качество для потребителя.

Несколько лет назад мы поняли, что, если хотим выделиться, удержать и увеличить долю на рынке, нужно реализовать какое-то смелое решение. Встал вопрос: как развиваться и конкурировать дальше?

Было принято решение развивать стратегию с упором на качество и реализовать проект по производству колбас (в основном из своего сырья). В 2017 г. на Петербургском экономическом форуме мы подписали соглашение с Московской областью о строительстве нового высокотехнологичного завода по производству сырокопченых колбас.

Производство этого вида продукции очень сложное и трудоемкое, оно основано на соблюдении строгой рецептуры. Необходимо на всех этапах четко отслеживать качество продукции, что из-за сложности технологии изготовления достаточно трудно. Требуется строго следовать рецептурам — здесь большую роль играет человеческий фактор в производстве (как сознательные, так и случайные ошибки): не та пропорция ингредиентов, не та влажность задана и т.д. Это приводит к тому, что качество продукции может получиться разным. Если возникает какое-то нарушение, в старых схемах производства непросто найти «узкое место», где возникла ошибка или нарушение (рецептуры, качества и т.д.). Поиск причин нарушения качества при контроле готовой продукции на выходе на старых заводах относился к весьма творческой, сложной и трудно формализуемой задаче — то ли сырье не соответствующее, то ли была нарушена рецептура, может, еще какие-то факторы сказались. А ведь потребителю необходимо гарантированное, понятное качество продукции.

Было принято решение построить новый монозавод-робот в Кашире производительностью 80 тонн в сутки, который занимался бы производством только сырокопченой колбасы. Выбор местоположения завода не случаен: в Кашире у группы «Черкизово» имелся участок земли и производственные здания, поэтому было возможно в достаточно короткие сроки реализовать этот проект. Расположение завода удачное с точки зрения логистики, потому что пока Москва для нас является основным рынком сбыта, хотя работаем по всей России, но на Москву и область приходится около 20% наших продаж. Кроме того, нам удалось договориться с Московской областью о взаимном сотрудничестве и поддержке. Мы подписали соглашение и получили ряд льгот, в том числе налоговых.

Таким образом, стратегия была сконцентрирована на качестве продукции, и основными задачами, которые должен был решить новый завод, стали:

• прямая цепочка производства одного вида продукции — сырокопченых колбас;

• уменьшение человеческого фактора в процессе производства и связанных с этим фактором ошибок — минимальное присутствие человека на производстве;

• уменьшение различных рисков безопасности в производстве;

• полная интеграция всех бизнес-процессов. Контрольные точки должны быть интегрированы как на микро- (производство, переделы), так и на макроуровне предприятия (выполнение договоров, целей по объему производства и т.п.).

Завод-робот — воплощение концепции «Индустрии 4.0»

Целостная концепция проекта по строительству нового завода родилась достаточно органично, и уже потом пришло осознание, что этот проект реализуется в рамках философии «Индустрии 4.0». Была поставлена цель: спроектировать такой завод-робот, которому в буквальном смысле слова можно задать задачу выпустить столько-то тонн продукции по определенным рецептурам в выбранной упаковке, а далее все расчеты и работу он проведет качественно и в срок, то есть система сама поймет, что для этого нужно сделать. Это позволяет гибко подстраиваться под спрос по количеству и рецептуре.

Об «Индустрии 4.0» сейчас много говорится. Такого завода в области переработки мяса нет в Европе и, возможно, в Америке (может быть, есть, но нам не показали). Он по-настоящему уникальный. Многие думают, что это просто завод-робот. Но это лишь одна из граней. Задание на производство заводу-роботу можно выдавать в понятных терминах (рецептуры, упаковки, сорт колбасы и т.д.), а не в терминах систем и оборудования.

Каждый вид промышленного производства начинался со смены парадигмы и технологий, что приводило к очередной промышленной революции, к смене в целом технологического уклада и другому характеру экономических отношений: эпоха пара и механизации части работ — первая промышленная революция, затем использование электричества и переход к конвейерному производству — вторая революция, третья революция связана с использованием компьютеров и роботов, четвертая — с использованием так называемых кибер-физических систем. Последняя получила условное название «Индустрия 4.0».

Что подразумевает эта концепция? Ведь роботы были и 30 лет назад, во время третьей промышленной революции. В сегодняшней парадигме, по сути, идет объединение в одном решении роботов, искусственного интеллекта, датчиков, программного обеспечения, которые в своей совокупности образуют так называемую кибер-физическую систему. Роботы, автоматические линии и системы (ERP, MES, WMS) работают в единой цепочке под общим управлением. Что было на уже ставшем классикой производстве, использующем ERP-систему (пусть даже самую мощную)? Да, «зашиты» алгоритмы, позволяющие автоматизировать различные области деятельности и связать их с собой. Но все равно сильную роль играет человеческий фактор.

Простой пример: алгоритм ERP рассчитал остатки на складе, они вошли уже в функцию расчета объемов закупки, но пока все это рассчитывалось, какому-то сотруднику или подразделению банально не хватило детали, каких-то полуфабрикатов и т.д. Что делает сотрудник? Решает проблему — идет на склад, просит выдать в производство то, что ему срочно нужно. И все — остатки на складе другие. А если таких ситуаций много? Идет накопление ошибок в расчетах ERP в связи с изменившимися данными по факту. То есть в любом случае возникают отклонения, и они могут выходить за пределы допустимых, так как жизнь вносит свои коррективы, производство — тоже живой организм. ERP работает с виртуальными данными, со «стерильным» миром цифр. А философия «Индустрии 4.0» свела воедино физические объекты (продукцию, оборудование, сырье, полуфабрикаты и т.д.) и систему ERP.

А как решается проблема в новой концепции? Все оборудование связывается с системой ERP напрямую, все малейшие движения контролируются и видны в режиме онлайн. И ERP «видит» реальные остатки на складе, отклонения фактически сводятся к минимуму, все сырье и полуфабрикаты на последующие производственные переделы передаются автоматически, без участия человека. Количество ошибок, связанных с человеческим фактором, минимально. То есть роботы общаются между собой и с ERP, и если раньше, при классическом варианте ERP-системы, было огромное количество датчиков, собиравших показания, а люди были мостиком между системой и роботами, то здесь роботы общаются не только между собой, они встроены в саму ERP-систему. Таким образом, производственное задание система выдает сразу роботам: сколько мяса надо положить в мешалку, сколько прошло по конвейеру, сколько батонов колбасы попало в набивку.

Залог успешной реализации проекта — в его продуманной организации

Мы начали готовить проект в начале 2015 г. А уже в 2016 г. группа «Черкизово» стартовала и в 2018-м закончила строительство нового монозавода по производству сырокопченых колбас в Кашире (МО).

Строительство было начато в буквальном смысле с «чистого поля» и завершено в течение двух лет, завод имеет линейную производственную цепочку, что упрощает роботизацию. Завод вводится в эксплуатацию 18 июля. Сейчас идет этап опытно-промышленной эксплуатации.

Перед началом проектной работы мы изучали мировой опыт — посещали мясоперерабатывающие заводы в Германии, Австрии, Испании, Италии, Швейцарии, Чехии. Зарубежные коллеги охотно делились опытом, этот обмен знаниями во многом был основан на личных контактах. Есть некая «цеховая» солидарность, так что бенчмаркинг был успешным. Итогом ознакомительных поездок и изучения лучших практик в подобных производствах был масштабный анализ предложений производителей оборудования, современных многофункциональных роботов. После накопления опыта был сделан черновой план проекта завода, над ним работали как свои специалисты, так и на аутсорсинге (российские и зарубежные консультанты, эксперты разных профилей, подрядчики). Это было плотное совместное участие, командная работа большого числа своих и привлеченных специалистов. В итоге было выбрано оборудование десяти производителей из разных стран (Италии, Испании, Германии, Японии и др.). Надо отметить, что глубокий анализ отрасли в России и за рубежом показал: таких комплексных решений «под ключ» ни у кого не было, ни у одного производителя оборудования. Мы бы с удовольствием взяли за основу готовое системное решение по производству монопродукта с большим объемом производства, но никто не смог предложить ничего подобного.

Поэтому и была создана многофункциональная проектная группа, задачей которой было собрать решение в единый завод из мозаичных решений, предлагаемых на рынке оборудования, то есть предложить комплексное интегрированное решение по производству. Это была творческая работа, со множеством итераций: проект «перерисовывался», возвращался на доработку, многократно обсуждался.

Итогом колоссальной годовой работы проектной группы стало разработанное ключевое техническое задание. Работа была очень эффективной, и отклонения по финансам, инвестициям, срокам, техническим характеристикам вписались в допустимые пределы. Проект, конечно, очень масштабный и по инвестициям, они составили порядка 7 млрд руб. Успешность проекта во многом связана еще и с тем, что и руководство, и акционеры, и сотрудники вложили в него много сил.

Само по себе решение можно с полной ответственностью отнести к ноу-хау, так как компоновка столь «разношерстного» оборудования от разных производителей с абсолютно отличающимся программным обеспечением ставила задачи инновационного характера. В процессе анализа оборудования оказалось, что да, оно качественное и с хорошими характеристиками, то есть уровень «железа» очень высок, но есть проблемы с идущим в комплекте с оборудованием программном обеспечением, это во многом «вчерашний день». Более того, чтобы связать оборудование разных производителей, надо в любом случае перепрограммировать его. Были сформулированы технические задания силами проектной группы, и это задание было выдано зарубежным производителям, фактически наши специалисты их обучали в этом плане. Было очень много встреч и поездок к производителям оборудования. Они, конечно, немного возмущались, не хотели что-то менять, но потом убедились, что мы правы и предлагаем разумные решения по модификации их программного обеспечения. Думаю, это и для них был огромный позитивный опыт участия в таком проекте.

А для нас было приятной новостью то, что западные специалисты могут сделать отличное оборудование, но связать его в подобное единое мощное решение из разных элементов с разными интерфейсами не могут. Наша проектная команда и специалисты с этим успешно справились. В этом заключается настоящее ноу-хау нашего проекта — в его системности.

Новое системное решение — новая технология производства

Продукция производится из нашего сырья, в том числе охлажденного, из наших хозяйств (они находятся по всей стране), поэтому мы можем гарантировать качество.

Фактически человек соприкасается с продуктом на входе техпроцесса и на выходе: при разгрузке машин с сырьем и загрузке палет с уже готовой и упакованной колбасой. Только на этих этапах остались ручные операции. Машина разгружается, и сырье поступает на так называемый «робот-склад». Это огромный ангар со стеллажами, темный, людей там нет, укладчики-роботы разбирают палеты и отвозят их в нужные места. В автоматизированном складе каждому ящику с каждым видом сырья присваивается код. ERP проверяет остатки на складе и в производстве, загрузку оборудования и выдает команду о подаче ящиков с сырьем в производство. Сырье поступает на автоматическую линию фаршесоставления (набивка колбасы). Результатом работы этой линии является набитая в оболочку колбаса.

Пока на стартовом пуске отрабатывается пять — семь рецептур, затем их будет значительно больше. При этом роботизированный завод позволяет быть гибким в рецептурах. Система автоматически подстраивается под их изменение и задаваемый размер (калибр) колбасы, можно также менять вид и параметры упаковки.

После этого продукция поступает на следующий передел. Роботы развешивают колбасу на специальные подвесы и вставляют их в рамы, а затем перевозят в термокамеры. В зависимости от вида колбасы и рецептуры процесс созревания сырокопченой колбасы может длиться до месяца.

Следующий этап производства также осуществляется роботами с искусственным интеллектом. Эти роботы, называемые «шатлы», осуществляют мониторинг зрелости колбас в термокамерах. Фактически этот мониторинг упрощается тем, что зрелость колбасы определяется ее усушкой. Поэтому здесь можно избежать излишних датчиков и сложных контрольных мероприятий — роботы взвешивают полуфабрикаты и определяют зрелость колбас по степени усушки. Эксперт-технолог при необходимости выборочно участвует в контроле качества на этом этапе, корректирует работу роботов. Если колбасе надо «дозреть», робот дает задание, и колбаса находится в термокамере еще столько, сколько нужно.

При готовности продукции роботы «снимают» колбасы с подвесов, и продукция поступает на линию упаковки. Роботы-упаковщики — уникальные: клеят этикетки, упаковывают продукцию, причем без контроля человека, по заданным заранее параметрам, формируют полностью вид упаковки в зависимости от характера продукции (например, делают ящики для упаковки необходимого размера).

И вот конечный этап, где снова появляются люди. Они забирают сформированные палеты с продукцией и грузят на машины.

Весь завод обслуживают около 120 человек, при этом его производственная мощность может достигать 100 тонн в день. Если бы завод был построен «по старинке», без такого количества взаимосвязанных между собой линий, роботов, ERP и искусственного интеллекта, персонала потребовалось бы в несколько раз больше.

Фактически осуществляется прямое управление завода с минимумом интерфейсов между роботами и небольшим количеством датчиков.

Есть иллюзия: много датчиков — значит хорошо, но это не так. Неправильно мнение, что обилие параметров и огромного объема их обработки равно «Индустрии 4.0». Таким образом, собирается не просто массив больших данных, а только реально нужная информация, и она обрабатывается, на этой основе делаются выводы и прогнозы. Оптимальное решение как раз там, где сложность системы максимально снижена: снижается число возможных отказов и увеличивается надежность работы оборудования.

Большое внимание в проекте было уделено вопросам экологии. Завод стоит рядом с лесом, в Подмосковье, в удалении есть поселок. Природе не должен быть нанесен урон, это было очень важным условием проекта. Заранее, до строительства завода, была продумана подробная схема очистки отходов завода, сделан проект очистных сооружений, который успешно реализован с соблюдением всех норм. Эти очистные сооружения очень современные и дорогие, и проектировались они очень долго. Более того, их строили практически столько же времени, сколько и само производство. Очистные сооружения расположены в отдельном здании, выполняется весь необходимый цикл очистки, учитывающий специфику производства.

Кадры решают все: новая парадигма, новые требования к кадрам

Такой завод сокращает необходимость в низкоквалифицированном персонале, но увеличивает потребность в специалистах высокого уровня: инженерах, ИТ-специалистах, специалистах-смежниках (со знанием инженерных наук, ИТ, программирования). Мы отказываемся от низкоквалифицированных сотрудников, выполняющих ручные операции, но зато имеем дефицит высококвалифицированных сотрудников.

Часть специалистов мы готовили последние полтора года: обучали, проводили тренинги, поскольку у нас было действующее производство сырокопченых колбас. Что касается ИТ, то приглашали и внешних специалистов, и готовили своих — и по линии SAP, и по линии автоматизированных систем и роботов. Какое-то время у нас будут работать и сопровождать проект иностранные специалисты, пока мы не подтянем наших. Они приезжают, обучают наших сотрудников, а часть персонала мы отправляем на похожие производства, может быть, не такого уровня, потому что наш проект уникальный.

Необходимо отметить, что в России инженеры, программисты, ИТ-специалисты различных направлений имеют очень хорошую квалификацию, но их кардинально не хватает. Группа «Черкизово» заинтересована в специалистах инженерных специализаций, имеющих системный взгляд, умеющих принимать комплексные решения и работать в команде. Сейчас особенно актуальна как раз междисциплинарность. Мы платим и готовы платить им очень хорошо, на уровне крупных зарубежных компаний.

Наши сотрудники всех уровней обязаны проходить внутрикорпоративное обучение (в режимах онлайн и офлайн) и развиваться. Для этого на портале компании можно отслеживать в своем рабочем кабинете те курсы, которые предлагает служба управления персоналом. Есть целый каталог тренингов, который постоянно обновляется. Таким образом, персонал постоянно проходит повышение квалификации по актуальным темам управления и производства.

Проект реализован, завод построен, работа начинается

Подводя итоги, можно еще раз выделить те неоспоримые плюсы, которые дает реализация такого проекта по строительству полностью роботизированного монозавода, который является наглядной реализацией подхода «Индустрия 4.0»:

• тотальная автоматизация убирает человеческий фактор;

• интегрированная цепочка процессов;

• ключевые показатели производства онлайн;

• управление качеством по всей технологической цепочке;

• достоверность информации по всей цепочке;

• меньше разрывов между планом и операциями;

• достоверная информация для принятия решений по производству и продажам;

• контрольные точки, интегрированные в производственный процесс, не дают отойти от запланированных параметров.

***

Этим проектом можно гордиться. Сейчас идет прогон, инженеры-наладчики проверяют оборудование, выпускается пробная продукция. По мнению генерального директора «Черкизово» Сергея Михайлова, завод является уникальным в своем классе, не только потому, что он один из крупнейших в России и Европе, но и потому, что он использует новейшие технологии, в него вложен огромный опыт группы «Черкизово» и в области информационных технологий, и отраслевой.