Разделы

Наука Бизнес Цифровизация Бизнес-приложения

Металлурги строят ИТ-вертикаль власти

Рост цен на металл на мировом и российском рынке позволил Западно-Сибирскому металлургическому комбинату (входит в группу «ЕвразХолдинг») существенно повысить рентабельность. Ощутимая часть вырученных средств пошла на развитие ИТ. Совокупный годовой ИТ-бюджет на Запсибе в 2004 году, включая эксплуатационные затраты и новые проекты, запланирован в объеме нескольких млн. долларов и почти в два раза больше, чем в 2003 г.

Почти 100%-ное увеличение расходов на ИТ на Запсибе в 2004 г. связано с продолжением глубокой модернизации комбината, и, соответственно, значительными инвестициями в новую инфраструктуру.

Только АСУТП для строящейся доменной печи стоит около $3 млн. Правда, в итоге совокупный ИТ-бюджет всего предприятия составит менее 1% от его годового оборота.

Смену сдал — систему принял

На Запсибе системам АСУТП порядка 10 лет2. «Металлургия достаточно консервативная промышленность, и нам вовсе не хочется оказываться на острие, на пике технологий. Необходимо сначала рассмотреть подробно работу нового продукта, увидеть историю его эксплуатации. Но никто из производителей систем на сегодня не предлагает ничего серьезного и опробованного, кроме семинаров с обсуждением проблемы», — говорит один из источников, входящих в руководство комбината.

Системы управления разными производствами на Запсибе выстраивались разными командами и в разное время. Основной задачей нынешнего руководства ИТ стало объединение этих систем.

Процесс интеграции длится более года, и нельзя однозначно утверждать, что он полностью завершен, так как изначально не существовало общего и единого подхода к их созданию.

Конъюнктура озолотила металлургов

В первом квартале 2004 г. Западно-Сибирский металлургический комбинат (ЗСМК) увеличил прибыль в 2,4 раза по сравнению с предыдущим годом — до 2,09 млрд. руб., а выручку — на 48% до 10,38 млрд. руб. Основной вклад здесь обеспечил экспорт продукции. Так всего по отрасли в первом квартале 2004 г. суммарный стоимостной объем экспорта металлургического сырья, ферросплавов, слитков, заготовок, проката и чугуна составил около $3 млрд. Рост по сравнению с аналогичным периодом 2003 года составил 57,4%.

В 2003 году комбинат произвел 6 млн. тонн стали, что несколько меньше, чем в лучшие годы. Такое положение дел обусловлено плановой реконструкцией второй домны, и, кроме того, комбинат, как говорят его руководители, производит ровно столько, сколько может продать. Более 50% готовой продукции уходит на экспорт, в основном в Юго-Восточную Азию, часть продукции идет в Иран и в европейскую часть страны.

ЗСМК занимает твердые позиции как в ассортименте строительного сортамента проката, так на рынке арматуры — доля его продукции на этом рынке, по словам Александра Лаврика, директора по производственным вопросам ЗСМК, составляет до 30%. (В апреле 2004 г. цены мирового рынка на арматурную сталь выросли на 60%.)

Рост объемов производства на металлургических комбинатах группы «ЕвразХолдинг»
(НТМК — Нижне-Тагильский; ЗСМК — Западно-Сибирский; НкМК — Новокузнецкий)
январь-апрель 2004 г. в % к январю-апрелю 2003 г.

 ЧугунСтальПрокат
ЗСМК87,193,091,7
НкМК401,9126,5125,5
НТМК94,696,696,8

Источник: Консультационно-аналитический центр ОМК1

Вместе с тем, дальнейшие перспективы развития металлургического производства зависят от его успешной интеграции в мировую отрасль с одновременным повышением доли на мировом рынке высоких переделов. Потребность в развитии подстегивается тенденциями к падению стоимости металлургической продукции, в первую очередь, в Китае. В этих условиях в качестве одного из серьезных факторов рассматривается внедрение современных ИТ-технологий и централизация управления действующими ИТ-системами.

Задачи, которые ставились перед системами управления производством, были слишком неординарными и специфическими, что и привело к необходимости их выстраивания своими силами. Своя группа разработчиков, считают в ЗСМК, вполне компетентна для того, чтобы создавать приемлемые решения таких задач на сегодняшний день.

На создание ИТ-системы комбината ушло около 9 месяцев, она является полностью собственной разработкой ЗСМК. Фактически, она стала надстройкой над MES-системой (Manufacturing Execution System — руководство производственной деятельностью предприятия на уровне цеха, участка, линии) и, частично, — надстройкой над ERP.

В то же время, на производствах нет одной, явно выраженной и превалирующей MES-системы. Непосредственно в цехах стоят сервера с веб-доступом, объединенные единой сетью и предоставляющие базовую информацию для принятия решений. Последняя, в свою очередь, выстраивается на базе АСУТП SCADA-систем.

Сегодня инженерный центр АСУТП на заводе насчитывает около 100 человек. Кроме того, в управлении информационных технологий завода 130 специалистов, из которых 70 человек занимаются только разработкой программных продуктов. Эксплуатацией ПК, серверов и всего сетевого хозяйства занимаются другие сотрудники. Таким образом, общая численность ИТ-службы завода — около 1500 человек.

ИТ-платформа всех платформ

На предприятии идет процесс внедрения корпоративной информационно-управляющей системы на базе программных решений SAP. В рамках первого этапа проекта устанавливаются решения для управления ресурсами предприятия SAP R/3.

Специально для внедрения на ЗСМК этого продукта была создана проектная группа в "Евразхолдинге", а так же Управление внедрением в составе 15 человек. Все они были включены в состав департамента управляющей компании холдинга, который будет заниматься подобной работой и на других комбинатах этой группы компаний3 (в «Евразхолдинг», в частности, входят Нижне-Тагильский, Западно-Сибирский и Новокузнецкий металлургические комбинаты). Следующим на очереди стоит внедрение SAP на другом комбинате холдинга – Кузнецком Металлургическом комбинате (КМК), уже по схеме, разработанной с учетом опыта ЗСМК.

На ЗСМК была применена практически эталонная методика внедрения, и в январе 2004 года началась опытно-промышленная эксплуатация системы. Сегодня на Запсибе внедрены модули финансов, контролинга, затрат, управления складскими запасами и снабжения. Вторая очередь включает сбыт (только отгрузка без CRM) и управление материалами (обеспечение ремонтов и т.п.) и будет запущена в работу к июлю 2004 года.

SAP R/3 в настоящее время тесно связан, фактически, — «пришит» к бухгалтерским данным. Именно в этом состоит одна из главнейших проблем ИТ на предприятии. Бухгалтерские данные зачастую не совпадают с реальными данными, которые показывают системы АСУТП.

Компоненты Единой службы поддержки

Компоненты Единой службы поддержки

Источник: «Аквариус Консалтинг»

Прокрустово ложе теории

Элмурод Расулмухамедов: Существовала глобальная методологическая проблема соединения MES и АСУТП-систем с ERP
Элмурод Расулмухамедов: Существовала глобальная методологическая проблема соединения MES и АСУТП-систем с ERP

Если методологически эта проблема была уже решена, на практике требуется некоторое продолжительное время. Например, при взвешивании сырья весы показывают 63 тонны руды. А накладная от поставщика приходит на 62 тонны. И именно в этот момент возникает вопрос — что делать с целой тонной разницы? ERP-система предполагает бухгалтерский подход. На предприятии сейчас решается вопрос о превращении весовых данных, которые отражают реальное положение дел, в бухгалтерские. Поставщики ошибаются слишком часто и, кроме того, оборудование на заводе более современное, оно обеспечивает большую точность, чем весы у поставщиков, предоставляя однозначную информацию о текущих показателях производства.

Завод потребляет около 1400 вагонов различных ресурсов в день. Итоговая разница, при несоответствии реальных данных тем, что попали в систему учета, может оказать значительное влияние на показатели всего комбината и привести к ощутимым убыткам. Руководство производством и непосредственно инженеры управляют на основе данных собственных весов, а в бухгалтерских документах учитываются цифры от поставщиков. «Это и есть глобальная методологическая проблема соединения MES и АСУТП-систем с ERP», — говорит Элмурод Расулмухамедов, директор по информационным технологиям ЗСМК.

Единой системы управления производством, особенно металлургическим, подходящей под требования ЗСМК, просто нет. Первое, что необходимо для реализации концепции единой MES, — это единый поставщик исходников. Но комбинат — исторически сложившаяся организация и производство, где в разное время руководство осуществляли разные люди с разными командами управленцев, со своими представлениями о потребностях и направлениях развития. Поэтому и автоматизировался ЗСМК по-разному.

Однако даже сегодня некоторые вопросы остаются не до конца реализованными. Так, например, завод только подходит к тому, чтобы при смене шихты (сырья для доменной печи) немедленно просчитывалась выгода этого процесса и принималось решение не по итогам выхода продукции, а ранее. Это особенно актуально, если экстренно требуется сменить состав сырья, что не может не сказаться на конечной себестоимости3.

Конвертерный цех завода, кстати, этого уже добился. Все расчеты, которые делаются по ходу плавки, имеются непосредственно на рабочих местах технологов, которые их применяют в работе. Корректировки вводятся немедленно, что приводит к улучшению качества выходящего металла.

Информация от систем АСУТП, систем взвешивания, систем учета материального баланса собирается информационной системой. Туда же попадает и коммерческая информация, например, по отгрузке продукции, и она является глобальной системой, обеспечивающей информационную картину. «Мы уже более или менее справляемся с фиксированием фактов», — утверждает Элмурод Расулмухамедов.

Все 35 кв. км. в одной ИТ-системе

Запсиб - это, по сути, отдельный город
Запсиб — это, по сути, отдельный город

Другой трудной задачей оказалось объединение всех территориально разнесенных объектов, ведь одних только складов на ЗСМК 120, а в каждом цехе и производстве находится по бухгалтерскому отделу, которых в общей сложности 110. Здесь потребовалось создание отдельной и отлаженной сетевой инфраструктуры.

На территории 35 кв. км. была создана вынесенная сетевая инфраструктура, включающая отдел кадров, кислородное производство, ремонтные цеха и т.д. Источники происхождения информации здесь рассредоточены на огромной площади. На сегодня проложено только одного оптоволокна 150 км., и около 4000 км. медного кабеля.

На заводе в настоящее время определяется стандарт по СКС, так как на сегодня ЗСМК эксплуатирует более 10 типов локальных кабельных сетей одновременно, что достаточно затратно. Вскоре будет выбран один, наиболее актуальный, стандарт. На его основе и будут в дальнейшем строиться и развиваться локальные сети завода.

Конвертер Запсиба в работе
Конвертер Запсиба в работе

Стандартным сетевым оборудованием к сегодняшнему дню стали устройства Cisco, а стандартными серверами являются модели Hewlett-Packard. Специалисты завода хорошо освоили эти системы. Однако с персональными компьютерами такой определенности на заводе нет, хотя за последние два года на комбинат и было поставлено около 1500 ПК производства "Аквариус". В то же время в сети комбината работает огромное количество активных и пассивных устройств. Только пользователей ПК — около 6,5 тыс4.

Сеть завода была построена компанией «Аквариус Консалтинг» достаточно удачно, и, по мнению Элмурода Расулмухамедова, директора по информационным технологиям ЗСМК, лучше, чем на большинстве металлургических производств. Так как все критически важные агрегаты для завода находятся в сети, то и сама сеть продублирована и обеспечена резервированием. В то же время, по его словам, до сих пор не было серьезных проблем, которые могли бы подвергнуть проверке качество создания сети. На производстве гораздо дешевле поставить рядом с домной три дополнительных промышленных компьютера и провести вторую линию связи — это будет стоить несколько тысяч долларов, — чем из-за отказа техники потратить миллионы на ремонт загубленной печи.

Кроме того, в случае полного отказа сетевой инфраструктуры, любое производство сможет некоторое время работать в «ручном» режиме, то есть без центрального управления или отчетности. Важно, чтобы персонал хорошо знал, что необходимо делать в случае сбоя, поскольку время реакции на инциденты на заводе очень жестко регламентировано и при малейшей неисправности является специалист, который ее исправляет.

Денис Борушевский / CNews.ru


  1. Данные опубликованы в журнале «Русский Фокус» (№21(148) 14–20 июня 2004 г.).
  2. В 1967 г. в Центральной электротехнической лаборатории Запсибметзавода была создана группа вычислителей из молодых специалистов Томского политехнического института. Группе было поручено опробывание первой появившейся на заводе электронно-вычислительной машины. Эта первая запсибовская ЭВМ имела быстродействие 80000 операций в секунду и была предназначена для раскроя металла на непрерывно-заготовочном стане обжимного цеха.
    Через два года, в 1969 г., на основе группы в составе цеха КИПиА создается вычислительная лаборатория, а головной организацией по созданию автоматизированных систем управления (АСУ) на Западно-Сибирском металлургическом заводе становится Центральный НИИ комплексной автоматизации.
    19 апреля 1971 г. на ЗСМЗ была создана Центральная лаборатория вычислительной техники (ЦЛВТ), на которую возлагались задачи комплексного внедрения АСУ на производстве. Лаборатория в то время насчитывала лишь 30 человек.
    Одной из первых вычислительных машин, появившейся в ЦЛВТ была М-3000. Она состояла из 40 шкафов и занимала более 100 квадратных метров. Эту ЭВМ решили использовать для решения задач по учету хода производства комбината. Первые запсибовские АСУ специалисты завода внедряли вместе с чехами, представителями пражского института ИНОРГА — именно им была доверена экспертиза технического задания АСУ. Отладка подготовленных программ началась с октября 1972 г.
    Целенаправленная и систематическая работа по разработке и внедрению АСУ на Запсибе началась после выхода в 1972 г. постановления МЧМ «О ходе работ по автоматизации технологических процессов в черной металлургии». Однако уже в начале 70-х гг. запсибовцы могли гордиться целым рядом собственных достижений. Все основные агрегаты были снабжены современной по тем временам контрольно-измерительной и регулирующей аппаратурой. Успешно функционировала одна из первых в СССР система автоматического дозирования шихты для доменных печей — этим процессом управляла электронная цифровая машина. Управляющая вычислительная машина «Сталь» осуществляла безостановочный раскрой металла. Была внедрена система автоматической загрузки металла в нагревательные печи прокатных станов. Но на повестку дня уже встали новые вопросы: внедрение подсистем по информационно-вычислительному учету производства, подсистем по управлению складом заготовок обжимного цеха и складами готовой продукции, информационно-диспетчерской подсистемы «Энерго».
    С 70-х гг. обострились некоторые важные проблемы, связанные с дальнейшим развитием автоматизированных систем управления. Так, были сорваны работы по строительству информационно-вычислительной станции АИП, склада заготовок и центра «Энерго». Кроме того, многочисленные претензии возникли у завода к головному ЦНИИКА.
    В 1975 г., с ростом объема задач и накопленного опыта, лаборатория была преобразована в отдел вычислительной техники и автоматизированных систем управления (ОВТ и АСУ). К тому времени здесь работали уже 180 человек. В состав отдела входили две структуры: служба АСУ производством с собственным информационно-вычислительным центром занималась внедрением вычислительной техники в подразделениях управления завода, обеспечением информацией руководства предприятия и отраслевого министерства, а служба АСУ технологическими процессами решала задачи внедрения и эксплуатации автоматизированных систем управления технологическими процессами в основных производствах: доменном, аглоизвестковом, сталеплавильном, кислородном и прокатном.
    В середине 70-х была сделана ставка на применение семейства малых машин СМ ЭВМ (200 тысяч операций в секунду, оперативная память 32 килобайта). В 1976 г. на заводе работали 10 электронно-вычислительных машин, а в 1978 г. — уже 24 вычислительные машины — ровно половина всех ЭВМ Новокузнецка. К тому времени на Запсибе насчитывалось более десятка автоматизированных систем управления, в том числе: АСУ ККЦ-2, ИВС склада заготовок, АСУ дозированием шихты на всех доменных печах с коррекцией по влажности кокса, АСУ увлажнением аглошихты, АС взвешивания и учета чугуна и стали. Большие работы были проведены по автоматизации отделов заводоуправления. Расчет зарплаты, учет материалов на складах, обработка наряд-заказов на продукцию и загрузка прокатных станов, формирование планов производства, учет отгрузки и реализации готовой продукции — все эти задачи выполняли с помощью ЭВМ. Служба АСУ ТП также значительно увеличилась и в 1978 г. была разделена на участки в аглодоменном, сталеплавильном и прокатном производствах, а в 1980 г. появился участок метизного производства.
    В 1981 г. на заводе функционировало 25 крупных автоматизированных систем управления, в 1983 г. — уже 41 система. Многие задачи в области автоматизации выполнялись на комбинате впервые в отрасли: например, автоматизация загрузки доменных печей, взвешивание и учета чугуна, ферросплавов, стальных слитков, управление термоупрочнением проката.
    В 1986 г. из состава АСУ ТП отдела автоматизированных систем управления и весоизмерительного участка цеха КИПиА был выделен в самостоятельное подразделение цех ремонта металлургического весового оборудования (ЦРМВО). Его задачей стало обслуживание весового хозяйства комбината — ремонт автомобильных, железнодорожных, бункерных, конвейерных, и других технологических весов, а также учет поставляемого на комбинат сырья и отгружаемой продукции.
    В том же 1986 г. произошло событие, ставшее определяющим для развития автоматизированных систем управления на комбинате — появился первый опыт применения программируемых промышленных контроллеров и систем визуализации для управления технологическими процессами. В последующие годы специалисты комбината применили программируемые контроллеры для системы управления загрузкой доменной печи №1 (1990г.), управления торкретированием на конвертере №4 (1992г.), управления раскроем металла на НЗС обжимного цеха (1992г.).
    Новый, без преувеличения, революционный этап начинается в 1989 г., когда на Запсибе появились первые персональные ЭВМ.
  3. В металлургии самым сложным для автоматизации, моделирования и планирования на сегодня является расчет шихты — это достаточно интуитивный процесс, сильно зависящий от мастера. Трудно, если не невозможно построить реальную модель домны со всеми процессами в ней. Кроме того, это может даже оказаться бессмысленным, ведь дешевле иметь специалиста, который будет управлять процессом на месте.
  4. В металлургии самым сложным для автоматизации, моделирования и планирования на сегодня является расчет шихты — это достаточно интуитивный процесс, сильно зависящий от мастера. Трудно, если не невозможно построить реальную модель домны со всеми процессами в ней. Кроме того, это может даже оказаться бессмысленным, ведь дешевле иметь специалиста, который будет управлять процессом на месте.