Сталева цифра: як металурги й гірники розвивають IТ-технології

Цифрова трансформація створює конкурентну перевагу: дає можливість підвищити продуктивність праці та якість продукції, знизити собівартість і скоротити втрати. Крім того, виробництво та продажі завдяки впровадженню цифрових технологій стають більш прозорими, зменшується вплив людського фактора.

Дослідження свідчать, що один з нечисленних позитивних ефектів пандемії коронавірусу полягає в прискоренні цифровізації та роботизації бізнесу. Зокрема, про це, згідно з опитуванням компанії KPMG в Україні, кажуть 39% українських менеджерів (у світі – 80% опитаних). Водночас 30% вказали на те, що прогрес у цифровізації не просто прискорився, а переніс компанію на роки вперед.

Поточний рівень

Розмір бюджетів на цифровізацію компаній ГМК невідомий. Але сумарно їх можна оцінити в десятки мільйонів доларів, чимало з яких приховані в рамках спільних інвестиційних проектів. За деякими даними, одна з великих компаній ГМК виділяє на свої цифрові проекти на рік приблизно 0,6% від валової виручки. Утім, у різних компаній – різні потреби в цифровому розвитку.

Принаймні, за даними Держстату за 2010-2018 рр., українські компанії ГМК інвестували в програмне забезпечення в середньому $4-5 млн. Пік був у 2013-му – $5,9 млн. Проте слід враховувати, що інноваційні інвестиції частково йдуть у машини й обладнання.

Основні фонди вітчизняних гірничо-металургійних підприємств переважно складаються з обладнання радянських часів. А отже, загалом українську металургію важко назвати високотехнологічної галуззю. За словами Олега Щербатенка, СЕО групи компаній IT-Enterprise, на промислових підприємствах України навіть рівень базової автоматизації – а це технології 3.0 – у середньому не перевищує 50%.

Однак професійний рівень фахівців, рівень автоматизації та запитів на автоматизацію в ГМК високий. Прагнення підвищити свій цифровий рівень виділяє галузь серед інших.

«Я поставив би на перше місце металургів в успішності впровадження підходів Індустрії 4.0 серед усіх галузей економіки України. Ми бачимо це на прикладі співпраці АППАУ з «Інтерпайпом» і «Метінвестом». Більше того, в структурі «Метінвесту» є спеціальний підрозділ, що відповідає за цифровізацію – «Метінвест Діджитал». Я не можу назвати інші приклади великих компаній, де були б виділені спеціальні штатні одиниці в напрямі цифровізації», – розповідав раніше в інтерв’ю GMK Center Олександр Юрчак генеральний директор Асоціації підприємств промислової автоматизації (АППАУ).

Ситуація із впровадженням цифрових технологій на кожному підприємстві ГМК відрізняється. За словами Олега Щербатенка, деякі вже рухаються в цьому напрямку, як, наприклад, «Інтерпайп» (для них IT-Enterprise робить усі проекти цифровізації). Інші дивляться в бік впровадження нових технологій і вже роблять необхідні кроки. Наприклад, компанія «Метінвест».

Для підприємств ГМК характерний безперервний виробничий цикл. А в таких випадках дуже важливий принцип безперебійності роботи всіх складових. Зростання обсягів даних, підвищення вимог до реакції, масштаби виробництва висувають підвищені вимоги в ІТ-інфраструктурі та її безпеці.

«З цієї причини в ГМК стежать за регулярним оновленням серверного парку та систем зберігання даних, розширенням пропускної спроможності й захисту корпоративної мережі, вдосконаленням ERP-систем (Enterprise Resource Planning – система управління ресурсами компанії). На жаль, нестабільність загальноекономічної ситуації накладає свій відбиток на можливості підприємств», – зазначає Владислав Масло, генеральний директор ТОВ «АМ Интегратор Груп».

Напрями впровадження

Основними інструментами цифрової трансформації для металургії є впровадження аналізу великих даних, штучний інтелект і машинне навчання, промисловий інтернет речей, предикативна аналітика, машинний зір, віртуальна й доповнена реальність. Важливо, щоб усе це тією чи іншою мірою було об’єднано в єдину інформаційну систему.

Здавалося-б, як можна цифровізувати обладнання випуску минулого століття? Виявляється, можна. Дані із застарілого обладнання можна зчитувати за допомогою сучасних датчиків і передавати цю інформацію в систему для моніторингу та аналізу.

«В «Інтерпайп Сталі» ми працювали на рівні MES-системи (Manufacturing Execution System – система управління виробничими процесами), інтеграції з обладнанням і зняття інформації з датчиків. На виробництві встановлено більше 26 тис. датчиків – на годину знімають понад мільйон різних параметрів», – розповідає Олег Щербатенко.

Нові технології, наприклад, у процесі виплавки сталі можна використовувати для зберігання історії параметрів плавок, щоб спрогнозувати результат. Або, наприклад, за допомогою машинного навчання визначити початковий склад сплаву й параметри плавки, щоб домогтися певної якості. Це дасть змогу знизити витрати сировини, оптимізувати склад елементів, спрогнозувати якість продукції та ін.

Як зазначає Олег Щербатенко, найглибше відставання в ГМК – в частині інвестицій в системи управління і комплексні системи. У цьому аспекті Україна відстає практично у всіх галузях, особливо якщо порівняти з рештою світу. За словами Владислава Масла, для підприємств ГМК актуальними є такі завдання з інформатизації:

1. Централізація розрізнених даних (нормативно-довідкова інформація ТМЦ, контрагентів, ціноутворення, груп продукції, людей, доступів та ін.).
2. Забезпечення чітких комунікацій між підрозділами: як на рівні поточного документообігу, так і на рівні прийняття/узгодження/контролю виконання управлінських рішень.
3. Централізація інформаційних потоків – консолідована звітність.
4. Бізнес-аналітика (BI) – аналіз і прогнозування виробничих і комерційних процесів.
5. Автоматизація рутинних процесів.

Якщо говорити про окремі сегменти ГМК, то модернізація металургійних виробництв спричиняє розширення пов’язаних IT-проектів.

«Зріс попит на системи зберігання й обробки інформації, захищені системи передачі інформації, рішення з автоматизації бізнес-процесів. Особливо актуальними стали запити на забезпечення збереження корпоративних даних – резервні системи зберігання, копіювання корпоративних даних у хмару, технології кіберзахисту даних», – зазначає Владислав Масло.

Також стабільною залишилася потреба в системах безпеки (особливо систем контролю доступу та моніторингу периметра) й мережевих технологіях. Замовники почали виявляти обережний, але відчутно зростаючий інтерес до гіперконвергентних інфраструктур, що об’єднує в єдину систему сховище, обчислювальні й мережеві ресурси, що спрощує процеси управління, захисту й масштабування.

За словами Владислава Масла, на рудовидобувних підприємствах залишається актуальною автоматизація завантаження/розвантаження руди та інших залізничних вантажів, а також контроль за переміщенням людей та техніки в шахті. Також металурги активно впроваджують і цифрові системи спостереження і моніторингу.

«Ми для великого металургійного холдингу впроваджували систему промислового відеоспостереження з використанням 450 IP-відеокамер виробництва HanwhaTechwin і Axis. Замовникам було необхідно відстежувати місце розташування рухомого складу, а також моніторити ситуацію навколо й усередині транспортного засобу – тепловоза або вантажівки. Для цього в нас є рішення, які дають змогу фіксувати інформацію про об’єкт, спостерігати за його переміщенням», – розповідає Станіслав Яблонський, керівник прес-служби компанії IT-Integrator.

Насправді, автоматизувати й цифровізувати в металургії та видобутку руди можна й треба дуже багато – починаючи з офісних операцій, продажів і логістики, закінчуючи багатьма виробничими процесами. Але не всіма.

«У ГМК є процеси, які поки що не піддаються інформатизації. Сам процес видобутку руди складно цифровізувати, автоматизувати зачистку заколів та їх передчасний обвал. Там весь процес видобутку спочатку здійснюється вибуховою хвилею. Складними є також процеси обліку видобутої сировини, облік втрат у процесі збагаченні або лиття», – говорить Владислав Масло.

Практика впровадження

Основні проекти компанії «Інтерпайп» у рамках цифровізації:

1. Smart Factory («розумне» виробництво) – наскрізне планування виробництва за кожним замовленням від приймання замовлення до відвантаження готової продукції, простежуваність виготовлення продукції за всіма переділами в режимі онлайн.
2. Smart Logistics – «розумне» управління ланцюжками поставок, у результаті чого знижуються простої авто під навантаження і мінімізуються помилки персоналу.
3. Predictive Maintenance – прогнозне обслуговування обладнання. Це дає змогу здійснити перехід від системи планово-запобіжних ремонтів до запобіжного обслуговування тоді, коли в цьому виникла необхідність. Необхідні дані надходять до загальної системи від датчиків, встановлених на кожній одиниці обладнання, через промисловий інтернет речей. Аналіз великих даних дає змогу зробити правильний прогноз і вчасно закупити запчастини.
4. Mashine Vision (машинний зір) – автоматичне розпізнавання й облік виготовлення продукції на виробничій лінії.
5. Mashine Learning (машинне навчання) – розпізнавання та ідентифікація номенклатури та параметрів документів в електроннму документообігу.
6. Smart Devices (розумні пристрої) – інструмент отримання інформації для планування й обліку. Використання, наприклад, «розумних» окулярів звільняє руки працівника й слугує інструментом отримання інформації та передавання «картинки».

Найближчим часом «Інтерпайп» сфокусується на діджиталізації логістики та запустить онлайн-кабінет клієнта, в якому можна бачити статус і терміни виробництва своїх замовлень.

Група «Метінвест» виділила у 2018 році свій IT-напрям в окрему компанію – «Метінвест Діджитал». Ця компанія є як центром експертизи цифрових технологій всієї групи «Метінвест», так і працює зі сторонніми замовниками. Ключові цифрові проекти «Метінвесту»:

1. Впровадження SAP Success Factory – системи управління продуктивністю та цілями персоналу, яка дає змогу давати завдання та моніторити KPI й інші показники ефективності роботи.
2. Перенесення системи SAP на хмарну платформу. Міграція даних визнана найбільшою за обсягом у Центральній та Східній Європі: у хмарі працюють 138 систем і понад 18 тис. користувачів.
3. Міграція IT-інфраструктури групи (680 серверів двох дата-центрів «Метінвесту») на хмарну платформу Microsoft Azure.
4. Впровадження централізованої диспетчерської системи управління залізничними перевезеннями. Система працює на платформі SAP та інтегрується з програмними продуктами «Укрзалізниці».
5. Використання дронів на ГЗК для контролю виконуваних робіт у кар’єрах, проведення оцінки обсягів сипучих матеріалів на складах, створення цифрових моделей комбінатів для подальшого планування будівельних робіт та інше.
6. Автоматизація документообігу із застосуванням електронно-цифрового підпису (ЕЦП).
7. Покращення якості прогнозування споживання газу на печах відпалу металу в цеху холодного прокату «Запоріжсталі» на базі машинного навчання.

Станом на минулий рік загальна промислова автоматизація покрила близько 45% виробничих переділів і функцій «Метінвесту». На кожному підприємстві впроваджуються різні проекти автоматизації та цифрової трансформації.

Такі зусилля компанії були відзначені в поточному році: «Метінвест» увійшов до топ-5 найкращих металургійних компаній світу за цифровим комунікаціям за версією WorldSteel.

В «АрселорМіттал Кривий Ріг» називають такі ключові проекти автоматизації та цифровізації в 2019-2020 рр.:

Проєкт	Ефект проєкту
Модернізація автоматизованої системи управління технологічним процесом (АСУТП) підготовки шихти аглоцеху № 3	Заміна застарілих вагодозаторів на сучасні виробництва компанії Schenck. Підвищення якості дозування шихтових матеріалів для виробництва агломерату
Модернізація АСУТП прокатного цеху № 3	Міграція АСУТП на базі PLC серії Siematic S5 на PLC Siematic S7. Розширення функціоналу системи в частині інтеграції в загальну АСУТП систем управління приводами. Розширення інформаційної ємності АСУТП та її інтеграція з системами верхнього рівня
Система WEB-візуалізації параметрів технологічних процесів підприємства	Діджиталізація технологічних процесів для надання оперативної інформації про їх хід керівництву підприємства
Централізація і діджиталізація процесів зважування вантажів	Створення центральної диспетчерської зважування вантажів з автоматизованими системами розпізнавання номерів вагонів і формування відвантажувальних документів. Розробка єдиної бази даних зважування та її інтеграція з системами SAP, ERP
Впровадження системи двухфакторной ідентифікації в рамках проекту з контролю й обліку доступу персоналу	У результаті впровадження досягнуто 100% контроль доступу персоналу на територію «АрселорМіттал Кривий Ріг».
Впровадження систем АСУТП у рамках стратегічних проектів:	У рамках будівництва технологічних агрегатів впроваджені високорівневі АСУТП. Забезпечено їх інтеграцію з системами SAP, ERP. АСУТП МБЛЗ 2,3 і агломашин №№ 1, 4 впроваджені на базі сучасних контролерів Siemens за участю компаній SMS і Siemens Україна. Проект АСУТП коксових батарей №№ 5, 6 реалізований на обладнанні фірми Schneider і є найбільшим проектом цієї компанії в Україні за останні 25 років
1. АСУТП машин непрерывного литья заготовок №№ 2, 3.
2. АСУТП коксовых батарей №№ 5, 6.
3. АСУТП агломашин №№ 1, 4 аглоцеха № 2
Діджиталізація процесів технічного обслуговування, у тому числі пошуку несправностей, систем автоматизації	Застосування QR-коду для організації оперативного доступу до технічної документації з використанням мобільних пристроїв з метою зменшення часу усунення несправностей в системах автоматизації та скорочення простоїв основного технологічного обладнання
Впровадження інформаційної системи «Телеграм БОТ»	1. Загальна довідкова інформація (у т.ч. в режимі запитання/відповідь)
	2. Оформлення відпусток
	3. Оформлення спецхарчування
	4. Отримання інформації з оплати праці
	5. Отримання інформації по медоглядів
	6. Пенсійне забезпечення
	7. Подання заявок до дитячих оздоровчих таборів і пансіонатів підприємства (використовувалася до карантинних обмежень)

Постійно впроваджує нові технології і компанія Ferrexpo. У липні поточного року Єристівський ГЗК запустив новий автоматичний диспетчерський центр для координації роботи основних технологічних процесів (вантаження і транспортування гірничої маси, розподіл транспорту, контроль продуктивності техніки та обладнання, буріння тощо). На базі центру є можливість впровадження управління роботи самоврядних самоскидів. Компанія планує реалізувати аналогічні проекти на Полтавському й Бєланівському ГЗК.

Ще раніше компанія «АМ Интегратор Груп» створила в компанії комплексну систему захисту інформації фінансового модуля, побудувала серверну інфраструктуру під ERP-систему та ввела в експлуатацію модуль для безпечного доступу до інтернету.

Цифрові проблеми

За даними опитування KPMG в Україні, основні перепони цифровізації – дефіцит капіталу (22%, у світі лише 7%) і відсутність узгодженого погляду на ключові технологічні тренди (14%).

Утім, в українських реаліях ключова проблема – застаріле обладнання метпідприємств. Зношеність основних засобів у металургії становить 70%, у видобутку металевих руд – близько 60%. При цьому цей показник загалом по країні – 61%, у промисловості – 66%.

Металургія та видобуток руди – дуже капіталомістке виробництво. Але постійні кризи та мінлива кон’юнктура світових ринків послаблюють інвестиційні можливості підприємств ГМК.

«Навіть у найбільших компаній українського ГМК не так багато інвестиційних ресурсів, а ті, що є, вони намагаються вкладати в переозброєння виробництва й екологічні проекти», – зазначає Олег Щербатенко.

Ще однією проблемою є слабке розуміння і проникнення знань щодо Індустрії 4.0 і серед IT-департаментів, і серед менеджменту.

«Багато хто вважає, що 4.0 – це «іграшки» для айтішників. Звісно, IT-департаменти компанії беруть участь у створенні рішення, але вони не є замовниками. Замовником впровадження 4.0 може бути тільки менеджмент компанії. Менеджмент бачить, що є плоди автоматизації, але він не розуміє, який ефект дає впровадження рішень рівня 4.0. І це позначається на виділенні бюджетів. Якщо я не розумію, який це дає ефект, то ці питання я не фінансую. Коли ж менеджмент розуміє, що дає 4.0, тоді одразу доходить висновку, що це потрібно робити терміново, ще вчора», – пояснює Олег Щербатенко.

Ефект «цифри»

Цифровий ефект вимірюється комплексно – в показниках і характеристиках рівня продажів і якості продукції, обслуговування клієнтів, зниження втрат. За словами Юрія Риженкова, генерального директора «Метінвесту», група економить близько $50 млн на рік за рахунок проектів цифровізації. Зокрема, йдетьсся про такі новації:

1. Математичне моделювання оптимального складу вугільної шихти для виробництва коксу. Ефект – зниження вартості вугільної шихти на 1,1%. Економія – $20 млн.
2. Використання штучного інтелекту для управління температурою в доменних печах. Ефект – зниження вмісту кремнію в чавуні з 0,65% до 0,50%. Економія – $30 млн.

Раніше Денис Морозов, директор з економіки та фінансів компанії «Інтерпайп», на одному з галузевих заходів розповів про ефект впровадження технологій 4.0 (станом на кінець минулого року): продажі до країн Європи зросли на 62%, в США – на 22%. Енерговитрати на виробництво сталі скоротилися на 45%, простої автотранспорту знизилися втричі.

Незважаючи на всі переваги цифровізації, світові витрати на впровадження ІТ підпали під оптимізацію. За оцінками компанії Gartner, за підсумками поточного року очікується падіння витрат на ІТ в світі на 5,4% – до $3,6 трлн. Однак уже у 2021-му можна очікувати зростання на 4% – до $3,8 трлн.

Ефект від цифровізації очевидний, процес у країні загалом йде повільно, але через це перспективи і можливості цифрової трансформації величезні.

«У цих компаній ГМК, на відміну великих бізнесів з інших галузей, є розуміння необхідності прагнути до впровадження Індустрії 4.0, тобто певний рівень зрілості. Відповідно, і перспективи діджиталізації в ГМК величезні, – резюмує Олександр Юрчак. – Чим більше у нас буде таких передових компаній, тим швидше будуть підтягуватися і розвиватися інші галузі».