| специальный проект
 Как инновации меняют жизнь людей

Переход на цифровые технологии: кейс «Волгабурмаш»

Ведущий производитель породоразрушающего инструмента переходит на цифровые технологии для повышения конкурентоспособности на российском и мировом рынках

Компания АО «Волгабурмаш» повысила скорость разработки и технологической подготовки производства изделий и сократила производственные затраты благодаря решениям Siemens PLM Software

Сохранение лидирующих позиций на рынке

АО «Волгабурмаш», крупнейшее российское предприятие по производству породоразрушающего инструмента, образовано в 1948 году и специализируется на разработке и производстве бурового инструмента для нефтяной, газовой, горнорудной и строительной отраслей.

Предприятие продает продукцию в России, странах СНГ и в более чем 60 странах дальнего зарубежья. Приоритетной целью является сохранение лидирующих позиций на российском рынке и увеличение доли продукции на мировом рынке. Для этого постоянно проводится работа по повышению конкурентоспособности продукции, уделяется особое внимание качеству изделия, срокам реализации заказов и стоимости.

Предприятие конкурирует с ведущими американскими, шведскими и китайскими производителями как за рубежом, так и в России, в первую очередь за счет подхода к производству. «Волгабурмаш» предоставляет полный номенклатурный ряд и высокую кастомизацию бурового инструмента под потребности заказчика. Главный приоритет – постоянная инженерная поддержка буровых служб заказчика. Немаловажным является соотношение цены и качества произведенных изделий.

Курс на дигитализацию

Недавно «Волгабурмаш» прошел полную технологическую модернизацию. Было заменено 90% парка оборудования. Это стало первым этапом перехода к современным производственным процессам. После этого был взят курс на дигитализацию. «Наш успех в большей мере определяется качеством продуктов и процессов, – поясняет Марат Матевосян, генеральный директор АО «Волгабурмаш». – И я не представляю, как можно развивать компанию без цифровых технологий».

Когда стартовала дигитализация, уровень использования цифровых технологий был весьма посредственным. У компании не было централизованной стратегии по развитию программного обеспечения: бухгалтерия использовала 1С, производство развивало самостоятельно написанное ПО, конструкторы использовали устаревшие пакеты программ различных вендоров. Необходимо было начинать с разработки единого подхода к цифровым технологиям.

Выбор надежного партнера

При выборе платформы предприятие сравнивало предложения ведущих мировых поставщиков. Ключевым критерием было то, насколько комплексно предлагаемое решение учитывает все производственные задачи.

Другим важнейшим критерием было наличие профессиональной команды, отвечающей за внедрение всего комплекса решений. «Мы сравнивали опыт ведения комплексных проектов внедрения, – говорит Марат Матевосян. – По совокупности всех факторов мы выбрали Siemens PLM Software в качестве нашего партнера по реализации стратегии дигитализации».

Цифровой двойник изделия и производства

В рамках проекта было принято решение двигаться последовательно, с этапа проектирования и вплоть до выпуска готовой продукции. Была выработана методика параллельной коллективной разработки новых изделий с применением CAD-системы NX, системы инженерного анализа Simcenter и PLM-системы Teamcenter. Эта связка позволила создать их параметризованные модели, фактически перейдя от процесса проектирования к конфигурированию новых продуктов. Благодаря этому были созданы цифровые двойники изделий.

Затем решались задачи технологической подготовки производства. Для этого был использован модуль Teamcenter Manufacturing и NX CAM. 100% механических операций выполняется на современном оборудовании с ЧПУ, а использование NX CAM и Teamcenter Manufacturing позволило выйти на качественно новый уровень: все технологические операции теперь отрабатываются в виртуальной среде перед запуском на реальный станок.

Фактически был создан цифровой двойник, который позволил обеспечить загрузку производства оптимальным образом. Очень важным моментом является возможность проведения сквозных изменений на любом этапе конструкторско-технологической подготовки (КТПП).

Использование технологий Siemens PLM Software позволило полностью отказаться от оформления чертежей и стандартной технологической документации, что сильно экономит время в процессе КТПП и производства. Когда есть цифровой двойник, в выпуске документации просто пропадает необходимость.

Быстро разработать, быстро подготовить производство и быстро произвести

Доля долота в себестоимости бурения занимает всего 1%, однако его эффективность определяет эффективность использования всего оборудования. Так, скорость проходки долота напрямую влияет на продолжительность работы буровой установки. Поэтому критически важно кастомизировать его под конкретные геологические и технологические условия бурения.

Скорость и качество кастомизации от сбора данных до выпуска нового долота определяют важнейшие конкурентные преимущества. Таким образом, первоочередная цель – быстро разработать, быстро подготовить производство и быстро произвести.

Для достижения этой цели «Волгабурмаш» при поддержке команды Siemens PLM Software разработали подход «Модульные конструкции» – инструмент для создания параметрического макета изделия. Он позволяет удовлетворять все потребности заказчиков предприятия в породоразрущающем инструменте минимально возможным набором узлов и комплектующих. Применение подхода «Модульные конструкции» дает гибкость в разработке, при снижении количества товарных единиц (SKU) и простоя оборудования на наладку.

Срок производства долота составляет 10 недель, из которых 4 недели – ковка (стандартный набор поковок для лап и шарошек), 4 недели – производство лап и шарошек, 2 недели – сборка. «Благодаря использованию решений Siemens PLM Software – Teamcenter, NX CAD/САМ, Simcenter – мы успеваем разработать и подготовить в производство новое долото в рамках этого срока, тогда как раньше только 4 месяца уходило на разработку и технологическую подготовку, – говорит Марат Матевосян. – Это позволяет нам делать до 10 кастомизированных конструкций в месяц». Все новые изделия проектируются в NX, параллельно создаются аннотированные 3D-модели старых конструкций. В течение полугода этот процесс будет завершен.

Другим важным результатом стало сокращение мощности инструментального производства в два раза. Это стало возможным благодаря использованию технологии компании Siemens – Product and Manufacturing Information (PMI). PMI позволяет нанести всю необходимую для изготовления информацию прямо на макет, без использования стандартной конструкторской и технологической документации, чертежей и карт. Так, при изменении конструкторского узла в одном долоте автоматически заменяется информация во всех долотах, где используется этот узел. Раньше приходилось или переделывать узлы один за другим, на что уходило до полугода, или менять компоненты лишь на одном узле, оставляя неактуальную версию на других.

Цифровое проектирование

Кастомизация породоразрушающего инструмента должна соответствовать конкретным геологическим и технологическим условиям бурения. Использование NX и Simcenter при разработке изделий повысило конкурентоспособность предприятия. Во-первых, «Волгабурмаш» удалось серьезно повысить скорость разработки и производства готовой продукции. Во-вторых, системно собирается и анализируется гораздо больший объем различных данных, что дает большие возможности для математической поддержки конструктивных и технологических решений. В-третьих, растет экономическая эффективность за счет применения модульного проектирования. Теперь предприятие может предложить заказчикам широкую линейку продуктов, которая состоит из стандартизированного набора конструкторско-технологических узлов и компонентов.

Дигитализация – основа стратегии развития

«Волгабурмаш» демонстрирует высокий уровень развития цифровых технологий по сравнению с глобальными конкурентами. Но, как заявляет руководство компании, это только начало пути.

Внедрение и модернизация современных корпоративных информационных систем является одним из ключевых направлений развития компании. Повышение качества продукции на всех этапах жизненного цикла – один из ее приоритетов. В связи с этим есть планы интегрировать решение Quality Management System от Siemens PLM Software в инфраструктуру. Другая не менее важная задача, для решения которой рассматривается портфель Teamcenter, – анализ большого объема данных из разрозненных источников, что позволит учитывать разные параметры при принятии правильных решений.

«Волгабурмаш» планирует создать полный цифровой двойник предприятия. Он позволит моделировать изменения до того, как внедрять их в жизнь, а также собирать и анализировать технологическую и экономическую информацию для поиска инсайтов, чтобы оптимизировать работу компании.