Инструмент управления экономической эффективностью парка оборудования
Оборудование — один из самых дорогих активов современного производственного предприятия. При этом под оборудованием понимается и технологическое оснащение, и инженерные системы.
Экономика производства
Для того чтобы перевести все сказанное выше в экономическую плоскость, приведем одну простую формулу:
Cсред = TCO/N,
где TCO — общая (совокупная/полная) стоимость владения оборудованием в течение всего срока эксплуатации; N — общее количество произведенных операций в течение всего срока эксплуатации; Ссред — средняя себестоимость одной операции в течение всего срока эксплуатации.
Чтобы исключить критические замечания, уточним, что это несколько упрощенная модель. Однако она очень наглядно и емко отражает зависимость себестоимости производственных операций от общей стоимости владения оборудованием и ресурса, выраженного в количестве произведенных операций.
Важно: когда мы говорим об управлении экономической эффективностью конкретного станка или всего парка оборудования, то в большинстве случаев имеем в виду управление именно этим параметром, то есть себестоимостью выполняемых операций, что оказывает непосредственное влияние на себестоимость продукции. Цель, разумеется, в снижении значений при прочих равных условиях. Срок окупаемости инвестиций также напрямую зависит от данного показателя.
Представленная формула, как бы проста она ни была, дает нам очень четкое направление работы по оптимизации экономической эффективности парка оборудования:
- минимизировать общую стоимость владения;
- увеличить срок службы станка, а точнее, общее количество произведенных операций как в течение всего срока службы, так и в текущий момент времени.
Существует еще один важный параметр. Но сначала рассмотрим параметр «общая стоимость владения», который во всем мире принято обозначать аббревиатурой ТСО (Total Cost of Ownership) и который оказывает самое непосредственное влияние на экономическую эффективность оборудования.
Общая стоимость владения (ТСО)
Когда мы ведем речь об общей стоимости владения оборудованием, то невольно напрашивается сравнение с айсбергом, чья значительная часть скрыта под водой и находится вне зоны прямой видимости.
В большинстве случаев у нас в стране (и не только у нас) при приобретении оборудования не проводится детальный анализ и прогнозный расчет общей стоимости владения. Основными экономическими факторами при выборе являются первичные затраты: стоимость оборудования, затраты на логистику, затраты на подготовку помещения и запуск. На то есть свои причины, и они понятны, но речь не о них. А о том, что это, по сути, лишь надводная часть айсберга, принимаемая в расчет. Управлять ею можно через организацию процедуры закупок, переговоры с поставщиками, получение скидок и т. д.
Поскольку мы говорим о решении по управлению эффективностью использования оборудования, которое уже, скорее всего, стоит на производстве, нам важно разобраться, как управлять тем, что скрыто под водой.
А под водой много чего скрыто.
Перечислим основные статьи затрат, формирующие общую стоимость владения (кроме «надводных»):
- на техническое обслуживание;
- на обновление технологии (модернизация, замена узлов, обновление ПО);
- на помещение;
- на персонал;
- на вспомогательное оборудование;
- на расходные материалы;
- на оснастку;
- на ремонт;
- на простой оборудования;
- на энергоресурсы;
- на некачественную продукцию, произведенную на оборудовании;
- на утилизацию оборудования.
Таким образом, «над водой» у нас остались расходы, связанные с приобретением оборудования и его внедрением, а «под водой» оказались затраты, которые возникли в процессе эксплуатации. Если оборудование уже приобретено и работает, мы можем управлять только «подводной» частью общей стоимости владения.
Чаще всего, если оборудование работает и не развалилось в первый год, «подводная» часть нашего айсберга превышает «надвод-ную». Для отдельных видов оборудования разница может быть в 10 и более раз. Эта ситуация характерна, например, для энергоемких технологий, низкокачественного оборудования и оборудования с дорогостоящими расходными материалами.
История вопроса
В настоящее время можно выделить две проблемы в сфере управления экономической эффективностью оборудования.
- Почти все думают об эффективности, но не все считают показатели, связанные с ней. Здесь можно только процитировать Питера Друкера: «Нельзя управлять тем, что нельзя измерить».
- На ряде предприятий эффективность оборудования считают. И эти предприятия весьма заинтересованы в оптимизации эффективности, но не могут влиять на эффективность в режиме реального времени.
Дело в том, что любые аналитические отчеты появляются с определенной задержкой. А какова ценность информации о том, что, например, станок сломался и у организации возникли издержки? Намного полезнее было бы увидеть, что станок работает в режиме длительных перегрузок или его параметры вышли за рекомендуемые пределы, и своевременно предупредить поломку.
Это стало нашей задачей: найти решение, предоставляющее возможность не только анализировать параметры эффективности постфактум, но и в режиме реального времени отслеживать факторы, влияющие на эффективность, и своевременно помогать в принятии оперативных решений. Более того, нужно видеть картину не по одной отдельной установке, а по всему парку оборудования, независимо от того, где оно находится фактически.
Как выяснилось, существующие решения либо не позволяют решить задачу в комплексе, либо с учетом необходимой доработки вырастают в цене до неприемлемого уровня. Попытки предприятий решать задачи своими силами влекли за собой колоссальные трудозатраты, потерю времени и в конечном итоге давали минимальный эффект.
Многолетняя работа над данными проблемами привела в результате к решению, которое уже реализовано на отечественных предприятиях.
Программно-аналитический комплекс СИНТИЗ
После целого ряда встреч с представителями промышленных предприятий, подробного изучения текущей ситуации, длительного процесса создания и проведения тестовых испытаний разработанных решений мы смогли сформировать окончательную конфигурацию комплекса, который назвали СИНТИЗ.
СИНТИЗ — аббревиатура, полученная от сочетания «система интеллектуальных измерений». Именно на основе измерений в режиме реального времени строится весь аналитический модуль комплекса. В процессе разработки мы поставили себе задачу найти наиболее эффективный способ получения оперативной информации по всем ключевым параметрам, связанным с функционированием оборудования. В разрезе управления экономической эффективностью оборудования мы обратили внимание на факторы, которые влияют на стоимость его владения и работоспособность.
В конечном итоге заказчики получили инструмент, позволяющий держать под контролем весь парк оборудования, своевременно принимать решения, повышающие эффективность его работы, и анализировать результаты.
Далее речь пойдет о наиболее значимых функциональных возможностях комплекса СИНТИЗ в разрезе управления экономической эффективностью оборудования.
Управление энергоэффективностью
Еще лет десять назад об энергоэффективности вспоминали, только когда исчерпывали лимит выделенных мощностей. Тогда многие иронизировали над теми же немцами, которые изобретали все новые технологии энергосбережения и управления энергозатратами. Тарифная политика в нашей стране позволяла не слишком беспокоиться на этот счет. Но все меняется. В условиях растущих тарифов и ценовой конкуренции на рынке конечной продукции для многих производств стоимость энергоресурсов становится значимой статьей затрат, требующей особого внимания.
В части управления энергоэффективностью СИНТИЗ позволяет реализовать широкий функционал. Комплекс выполняет функции автоматизированной системы технического учета энергоресурсов. При этом в одну систему интегрируются данные замеров по всем основным видам ресурсов: электроэнергии, сжатому воздуху, воде, теплу и газу. Данные учета представлены как в виде физических величин, так и в денежном выражении с учетом структуры тарифов, действующей на предприятии.
Логика данного функционала предполагает не привычный анализ «средней температуры по больнице», а детализацию до каждого потребителя (станка, установки) с частотой обновления данных не реже 1 с (рис. 1).
Это дает следующие выгоды:
- оперативное выявление отклонений энергопотребления с детализацией до отдельного потребителя;
- анализ структуры энергозатрат;
- получение качественной исходной информации для планирования энергозатрат;
- учет всех основных энергоресурсов в одной системе;
- формирование детальных отчетов.
Кроме того, СИНТИЗ позволяет реализовать управление сценариями энергопотребления. Что это такое и зачем нужно? Поясним на реальных примерах.
Пример 1
В автоматизированной линии установлена электрическая печь мощностью несколько сотен киловатт. В течение рабочего дня она не выключается, но периодически возникают простои, и заготовки не подаются в печь иногда в течение 5–6 или более часов. Часто известно, что до конца дня заготовок на линии уже и не будет. Для справки: время выхода печи на режим — 1 ч. С учетом пиковых нагрузок при выводе на режим и других факторов максимально обоснованный простой составляет 2,5–3 ч.
Решение на базе СИНТИЗ
В системе настраивается допустимое время «холостой работы» (простоя) энергоемкого оборудования (печей, компрессоров и т. д.). Путем сбора данных с оборудования отслеживается факт простоя. В случае превышения допустимого времени простоя в автоматическом режиме выдается оповещение, в том числе на мобильные устройства. Это позволяет оперативно вмешаться и принять решение либо о выключении оборудования, либо об ускорении подачи заготовок на линию.
Пример 2
У заказчика два основных типа производимой продукции с существенной разницей в удельных энергозатратах. Доля энергозатрат в себестоимости значимая, а рентабельность невысокая. На предприятии два тарифа на электроэнергию. Для оптимизации энерго-затрат энергоемкая продукция должна производиться во временном интервале с низкой стоимостью электроэнергии, а менее энергоемкая — по остаточному принципу. В силу влияния человеческого фактора данное правило часто не выполняется. В итоге с существенной задержкой руководство узнает о том, что был перерасход по электричеству и продукция, возможно, продана с убытком.
Решение на базе СИНТИЗ
В системе настраиваются временные интервалы и предельно допустимые значения энергопотребления в указанных временных интервалах. В случае если текущие значения превысят рекомендуемые, система немедленно оповестит об отклонении. Это позволит отследить ситуацию, когда энергоемкое изделие будет изготавливаться при повышенном тарифе. Более того, если дополнительно настроить предельное время простоя, как в предыдущем примере, можно оптимизировать загрузку оборудования и в отношении менее энергоемкой продукции.
Предупреждение поломок и управление работоспособностью оборудования
Если станок вышел из строя, то предприятие несет затраты на ремонт, не может выпускать продукцию и в конечном итоге несет финансовые и репутационные потери.
Поскольку работоспособность оборудования самым серьезным образом влияет на показатели эффективности предприятия, при разработке комплекса СИНТИЗ были учтены современные подходы к оптимизации показателей работоспособности и, соответственно, к продлению срока службы оборудования.
Традиционный подход к управлению работоспособностью оборудования в упрощенном виде можно описать блок-схемой, приведенной на рис. 2.
Данный подход с учетом сегодняшнего уровня развития технологий уже считается устаревшим. Дело в том, что в нем заложено несколько мин замедленного действия:
- Поскольку ранее не считалось обязательным отслеживать в реальном времени весь комплекс параметров систем (фокус был сделан на первичную настройку), то часто причиной поломок становился выход, например, параметров работы инженерных систем за границы рекомендуемых.
- Техническое обслуживание проводилось с учетом рекомендаций производителя на гарантийный срок, а не с учетом фактического состояния оборудования. В результате обслуживание часто выполнялось несвоевременно.
- Так как производитель по определению заинтересован в продаже услуг сервиса и быстро изнашиваемых деталей, то в рекомендуемом графике обслуживания присутствовала избыточность. В итоге предприятие переплачивало за данные услуги и материалы.
Стремительными темпами проектировщики оборудования и производители систем автоматизации реализуют новый принцип управления работоспособностью, его еще называют превентивным. Главная цель перехода на превентивный подход — минимизация затрат на обслуживание оборудования и ремонт при улучшении показателей работоспособности и срока его службы.
Основные принципы современного превентивного подхода:
- мониторинг в реальном времени параметров оборудования, которые могут быть предвестниками поломок или влиять на работоспособность;
- автоматическое формирование плана обслуживания оборудования с учетом фактической наработки, режимов эксплуатации и динамики технического состояния;
- своевременное информирование специалистов, отвечающих за техническое состояние оборудования, о повышении вероятности его выхода из строя.
Превентивный подход можно представить в виде блок-схемы (рис. 3).
Думаю, ни для кого не секрет, что работоспособность оборудования во многом зависит от таких факторов, как:
- качество энергоснабжения;
- соблюдение рекомендуемых режимов работы;
- своевременное техническое обслуживание;
- квалификация обслуживающего персонала, который может влиять сразу на все вместе взятые факторы.
Комплекс СИНТИЗ помогает качественно и оперативно отслеживать первые три фактора, а также своевременно давать нужную информацию персоналу для исключения негативного влияния последнего фактора.
Как показывает мировой опыт, переход на превентивный подход к обслуживанию оборудования продлевает срок его службы на несколько лет и сокращает ежегодные затраты на обслуживание и ремонт до двух и более раз в зависимости от типа оборудования.
Управление общей эффективностью и загрузкой оборудования
Одним из наиболее важных ориентиров руководства предприятия в части управления инвестициями является срок окупаемости. Это особенно актуально, поскольку оборудование часто становится самым дорогостоящим активом.
Для того чтобы срок окупаемости инвестиций в оборудование был минимальным, недостаточно просто оптимизировать стоимость владения, нужно также обеспечить максимально возможное количество выпускаемой качественной продукции. Собственно говоря, если совсем ничего не производить, затраты на станки будут минимальными, только они никогда не окупятся.
Для эффективного управления этим процессом требуется получать оперативную и объективную информацию о причинах, влияющих на уменьшение объема производимой продукции. Разумеется, имеется в виду, что заказы у предприятия все-таки есть.
И прежде всего, необходимо обратить особое внимание на анализ причин простоев.
Именно детальный анализ причин простоев помогает своевременно вносить коррективы в бизнес-процессы, устраняя причины имеющихся проблем. СИНТИЗ позволяет в автоматическом режиме выявлять простои оборудования. В отдельных случаях для более точного анализа может понадобиться участие оператора для ввода данных о причинах остановки. Всю полученную информацию СИНТИЗ анализирует в табличном и графическом виде. Сведения могут быть сгруппированы, например, по целому цеху или отдельно по каждому станку (рис. 4).
Однако СИНТИЗ не только анализирует данные постфактум — система предоставляет возможность оперативно влиять на производственные процессы. Это относится и к управлению простоями. Функционал системы разрешает в режиме реального времени отслеживать возникающие простои и их причины и на основе особенностей бизнес-процессов реализовывать различные сценарии оповещения.
Как это работает?
Для каждой единицы оборудования могут быть настроены предельные значения времени простоев и указаны лица, ответственные за данный тип простоя. Как только система мониторинга фиксирует, что время простоя на станке превышает предельно допустимое значение, информация об этом направляется ответственному сотруднику. Благодаря этому появляется возможность оперативно вмешаться в процесс и своевременно предпринять корректирующие мероприятия, например поменять сломавшийся инструмент или ускорить доставку заготовок.
Результаты внедрения
Комплекс СИНТИЗ обладает намного более широкими функциональными возможностями, чем удалось описать в формате данной статьи. В него включены инструменты, которые смогут облегчить решение производственных задач широкому кругу руководителей и технических специалистов.
Внедрение на предприятии комплекса СИНТИЗ позволяет получить мощные инструменты, способные повысить эффективность и качество управленческих решений:
- аналитический комплекс, который охватывает широкий диапазон параметров, относящихся к производственным процессам и состоянию оборудования;
- систему мониторинга в режиме реального времени.