Интранет с металлургическим уклоном

Первую статью, посвященную системам автоматизации, внедряемым на Магнитогорском металлургическом комбинате*, мы начинали с искреннего признания в том, что не мы первые затрагиваем данную тему. И тем не менее мы возвращаемся к ней вновь, на сей раз сконцентрировавшись на проблемах автоматизации производства, тем более что они становятся все актуальнее для отечественных заказчиков. Подход к данному вопросу, который исповедуется на ММК уже на протяжении ряда лет, по определению не был, да и не мог быть, продиктован лишь теми общепринятыми концепциями, которые выкристаллизовались впоследствии в процессе развития ИТ-рынка и которые в значительной мере явились неким собирательным выражением мнения поставщиков корпоративного ПО. Проект, осуществленный специалистами ММК, прекрасно демонстрирует тот факт, что автоматизация производства — это богатый спектр проблем, а задача выбора соответствующего ПО может быть значительно шире, чем оценка имеющихся на рынке готовых решений.

Профиль клиента

Компания Магнитогорский металлургический комбинат Местонахождение: Магнитогорск Челябинской обл. Руководитель: Юрий Ипатов, начальник Центра АСУ; Виктор Сеничев, заместитель начальника Центра АСУ Проблема: Потребность в автоматизации управления производством: технологией, качеством продукции и производством ее под заказ Решение: Разработка и внедрение системы АСУ “Производство” на базе технологий Sybase

Не ERP единой

О том, что история внедрения информационных технологий на комбинате насчитывает уже полвека, а в отделе АСУ ММК в настоящее время работает более 600 человек, мы говорили в предыдущей статье. Тот факт, что комбинат представляет собой сильно распределенную структуру и на нем эксплуатируется широчайший спектр программных продуктов и аппаратных платформ, также, наверное, известен многим. Поэтому постараемся не повторяться, а перейдем прямо к сути. Перед системой управления производством, которую на комбинате начали создавать около 4 лет назад, стояло несколько основных задач. Необходимо было обеспечить управление технологией, качеством продукции и производством ее под заказ (тот факт, что практически все производство ММК работает под заказ, также довольно широко известен).

Сделаем все же небольшое отступление, касающееся того, как воспринимается автоматизация производственной деятельности с точки зрения нынешнего состояния ИТ-рынка. Пути решения только что описанных и в целом вполне хрестоматийных проблем вполне можно пытаться искать во внедрении полного спектра продуктов корпоративного уровня, которые существуют на рынке (и если подходить к проблеме формально, все это мог бы посоветовать сделать, и наверняка посоветовал, бы внешний консультант). Управление техпроцессом, очевидно, относится к классу задач АСУТП, а управление производством продукции под заказ — соответственно к компетенции мощной ERP-системы, настраиваемой под требуемый тип производства. Задача обеспечения качества скорее всего потребовала бы продуктов обоих классов, а также, возможно, систем управления документами. Такие или подобные схемы достаточно типичны на сегодняшний момент, и понятие комплексной автоматизации промышленного предприятия в сознании пользователя часто отождествляется с набором программных продуктов того или иного класса. В целом же на сегодня понятие “автоматизация производства” в первую очередь ассоциируется со стандартными методологиями управления ресурсами, выстраиванием оптимальных цепочек бизнес-процессов и соответствующим классом продуктов. Соответственно обсуждение проблемы в печати и на различных форумах ведется почти исключительно именно в этой плоскости.

Размеры комбината, а соответственно и задачи, стоящие перед ним, однозначно диктовали по крайней мере такое граничное условие: информационной системы, закупленной у одного производителя или созданной на основе технологии одной компании, на комбинате масштаба ММК быть не может. “Когда вы имеете огромную инфраструктуру, в принципе невозможно подобрать программную систему, которую одинаково эффективно можно было бы использовать на всех участках, — говорит начальник Центра АСУ ММК Юрий Ипатов. — Поэтому наиболее правильное решение — с самого начала декомпозировать систему так, чтобы для каждой подлежащей автоматизации проблемы можно было подобрать адекватный инструментарий”. Весьма важно, что декомпозиция шла отнюдь не по известным границам, начертанным привычной классификацией корпоративных продуктов (ERP, SCADA, АСУТП и т.п.) и зачастую искусственно заставляющим предприятия разделять проблемы поддержки бизнес- и технологических процессов. АСУ “Производство” проектировалась на комбинате в контексте поставленных задач без отрыва одного от другого.

Наличие весьма внушительного слоя автоматизации, где в качестве первичных выступают данные в натуральном выражении, — это, по мнению руководства Центра АСУ ММК, один из критериев декомпозиции ИС, о которой говорилось выше. Всю информацию о химическом составе слитков, структуре или механических свойствах проката, нагрузках на валки в стане и прочих подобных характеристиках невозможно иметь в рамках ERP-системы в постоянно актуальном состоянии. Вместе с тем средствами контроля и управления оборудованием ММК оснащен хорошо, и пространство подобной информации на комбинате достаточно полно. Будучи адекватно обработанной, она может и должна быть использована именно в поставленных изначально управленческих целях: для снижения затрат, сокращения сроков, повышения качества и точности исполнения заказов. Фактор оперативности обработки данных играет в этом, пожалуй, самую ключевую роль. “Оперативность в работе с информацией здесь крайне важна, — утверждает Виктор Сеничев, заместитель начальник Центра АСУ. — Если, допустим, заказ пришел прямо перед загрузкой металла в конвертор, необходимо, используя целый ряд текущих параметров техпроцесса, очень быстро оценить, успеем ли мы включить его в текущую плавку и отгрузить продукцию в срок”.

Нужна концепция, функции добавим сами

Задачи, поставленные перед АСУ “Производство”, можно трактовать как вполне традиционные. Общие характеристики производственного процесса, на который “накладывалась” автоматизация, в целом также типичны, по крайней мере для крупного производства. Это прежде всего значительная разбросанность по территории отдельных цехов, в то же время сильно связанных единым техпроцессом, и не всегда адекватная решаемым задачам инфраструктура связи. И поскольку АСУ “Производство” неотделима от обработки данных техпроцессов, генерируемых системами АСУТП, наиболее важным фактор оперативности оказывается на внутрицеховом уровне.

Нетрадиционной (по крайней мере в контексте современного российского рынка) оказалась постановка задач. Руководство Центра АСУ смотрело на проблему выбора концепции и технологии построения системы напрямую, а не через посредничество готовых корпоративных продуктов, обсуждению которых у нас уделяется так много внимания. Пока такой взгляд в российских проектах — редкость. Соответственно в центре внимания оказались параметры, о которых мы слышим довольно часто и которые вместе с тем редко выступают в качестве ключевых.

Только что описанные характеристики техпроцесса, будучи отображенными в пространство технологий производственной автоматизации, означают следующее. Система должна быть распределенной, а именно иметь возможность, не полагаясь на некий центральный узел, максимально быстро проводить обработку информации на уровне каждого цеха. И в то же время в масштабах всего предприятия система постоянно находится в состоянии логической целостности, поддерживая его настолько оперативно, насколько позволяет имеющаяся на предприятии инфраструктура связи. Как оказалось, необходимыми характеристиками обладает далеко не каждое решение, и подобрать нужное по технологическим параметрам не проще, чем выполнить подобную процедуру, имея дело с функциональными свойствами уже существующих на рынке программных решений.

АСУ “Производство” как средство коллективной работы

Что касается подходов к работе с информацией, то здесь в АСУ “Производство” ММК также можно выделить ряд нетрадиционных моментов. “Нашей основной целью, — говорит Виктор Сеничев, — было открыть сотрудникам комбината всю имеющуюся информацию и представить ее таким образом, чтобы руководители производственных подразделений любого уровня могли адекватно принимать управленческие решения. Профессионалы всегда знают, как этой информацией воспользоваться”. В данном — казалось бы, самом общем — тезисе есть по крайней мере одна ключевая мысль. В отношении предоставления информации система более “демократична”, чем традиционные продукты, решающие задачи управления производственной деятельностью: практически любые данные о производственных процессах вплоть до первичных в равной мере доступны очень широкому кругу специалистов. Вместе с тем информация агрегируется в той степени, в которой это необходимо тому или иному сотруднику, а вопросам ее визуализации уделяется особое внимание. Идеология системы, функционирующей на базе разветвленной интрасети комбината и доступной на сотнях рабочих мест, предусматривает скорее построение некой единой информационной шины с универсальным доступом и среду коллективного взаимодействия, чем совокупность “заточенных” под конкретного сотрудника рабочих мест и строгую ориентацию на бизнес-процессы.

В определенной степени систему, о которой мы говорим, можно сравнить с популярными ныне средствами коллективной работы. Только если в последних объектами совместного творчества выступают, как правило, документы, то при работе с АСУ “Производство” специалисты, независимо от удаленности их рабочего места (а их могут разделять десятки километров), могут осуществлять совместную деятельность, наблюдая реальный ход производственного процесса на экране компьютера. Кстати, функции электронного взаимодействия в любой форме также хорошо ложатся на идеологию распределенных систем, о которой мы говорили в контексте производственных задач.

Надо сказать, что АСУ “Производство” имеет весьма косвенное отношение к оптимизации бизнес-процессов на предприятии и в целом не решает связанных с этим проблем. Зато, как утверждают специалисты комбината, значительная экономия может достигаться за счет того, что по определению оперативная, достоверная и адекватно представленная информация в любой момент доступна тем, кто в ней нуждается. “Если в системе есть информация о том, что партия проката с определенными свойствами отгружена потребителю, допустим, четыре дня назад, можно быть абсолютно уверенным, что это так и иначе быть просто не может”, — говорит начальник отдела Центра АСУ Сергей Косарев. Виктор Сеничев отмечает несколько иной аспект: “Когда мы дали возможность нагревальщику печи на стане горячей прокатки видеть картину распределения температур, даже не производя никаких управляющих воздействий, удалось снизить расход газа на 10—15%. И подобных примеров можно привести очень много”.

Решение уникально и современно

Систему АСУ “Производство” можно без преувеличения назвать уникальной, а в силу известности самого комбината и его масштабов ее можно отнести и к своего рода направлению в российской промышленной автоматизации, занимающему определенную нишу.

Даже если говорить только о промышленной автоматизации, то за последний год стали более отчетливы несколько тенденций. В силу ряда причин большинство производителей SCADA-систем сейчас стремятся не автоматизировать производство, а решать бизнес-задачи, тесно связанные с техпроцессами. Что касается пресловутых систем электронного бизнеса, то, судя по общей картине их развития в России (в том числе на ряде промышленных предприятий), это в значительной мере технологическое, а не продуктовое направление. К тому же в любом случае все новые течения тесно связаны с концепцией внутренней автоматизации предприятий. В свою очередь, развитие Интернет-технологий, а следовательно, большая, чем ранее, потребность в оперативном обмене информацией, требует нового взгляда и на ERP-решения. Корпоративные порталы и организация документооборота средствами Интернета становятся популярными прежде всего потому, что способны восполнить дефицит средств совместной работы, доставки и представления информации, который ощущается в продуктах класса ERP. В итоге получается, что ERP-системы никуда не исчезают: они были и остаются стержнем автоматизации на производстве. Просто продуктовая линейка корпоративных продуктов становится более разнообразной, различные классы систем способны решать схожие задачи, дополнять друг друга, а могут служить и своего рода полуфабрикатом для конечных решений. Базовые технологии, в свою очередь, начинают в этих условиях играть все большую роль.

Возвращаясь к ситуации на ММК, следует отметить, что в определенном отношении АСУ “Производство” на сегодня, может быть, более современна, чем была в момент ее создания. В течение последних двух лет комбинат начал серьезно заниматься внедрением Oracle Applications, уже имея и опыт методологии, и четкие направления дальнейшего развития, и ныне рассматривает ее как продукт, консолидирующий процесс управления на верхнем уровне. Соответственно ERP-системе, несмотря на то, что она безусловно является ключевым направлением, функционально отводится своя роль — не больше и не меньше. Как утверждает Юрий Ипатов, любая ERP-система не сможет адекватно эксплуатироваться там, где на процесс принятия управленческих решений в сильной степени влияет ход технологического процесса. “В данном случае скорость реакции на события, степень прогнозируемости процесса имеют совсем другие параметры, чем на уровне заводоуправления”, — говорит г-н Ипатов. В свою очередь, АСУ “Производство” не рассматривается как система, предназначенная исключительно для предоставления собранной информации “наверх” или как средство контроля за техпроцессом. Это в полном смысле слова программный продукт оперативного управления бизнесом, причем дополняющий Oracle Applications именно в тех аспектах, о которых мы говорили выше: это весьма мощное средство визуализации и обмена информацией, в необходимой степени поддерживающее и документооборот, связанный с движением заказа. Поэтому АСУ “Производство” развивается и будет развиваться на комбинате, четко занимая в общей стратегии собственную нишу.

Особый взгляд на технологии

Система АСУ “Производство” создана на самом комбинате средствами технологий компании Sybasе (http://www.sybase.ru), и, обсуждая неизменно затрагиваемую в статьях тему выбора корпоративных продуктов, нельзя не коснуться ее и на этот раз. Надо сказать, что большинство заказчиков при выборе имеют дело с готовыми корпоративными решениями, будь то ERP-, CRM-системы или SCADA-пакеты, и соответственно смотрят на корпоративные платформы лишь через призму их способности поддерживать заложенные в них функции. А это хоть и оправданный, но слишком односторонний взгляд, отодвигающий некоторые важные концептуальные вопросы на второй план. Между тем ведущие поставщики промышленных СУБД уже давно расширили спектр предлагаемых решений, включив в них всю мыслимую инфраструктуру создания корпоративного ПО, на основе которого заказчик может выстроить нужную ему стратегию. А сами эти решения настолько различны, что могут служить предметом отдельного и очень интересного разговора. В случае создания АСУ “Производство” основные акценты делались как раз на вопросах выбора технологии. Соответственно на корпоративные платформы пришлось посмотреть не совсем традиционным взглядом. Sybase, как известно, не столь явный лидер на рынке встроенных СУБД (баз данных, поставляемых в составе конечных решений третьих фирм), уступая по этому показателю таким компаниям, как Progress Software, Oracle или Microsoft. Однако в рассматриваемом нами проекте именно решения Sybase оказались в центре внимания, прежде всего благодаря их собственному потенциалу.

Вышеперечисленные требования к распределенности и оперативности обработки нашли воплощение в уникальной конфигурации базовых компонентов — прежде всего серверов СУБД и средств репликации. На цеховом уровне АСУ “Производство” реализована на СУБД Sybase Adaptive Server Enterprise (около 1000 рабочих мест), способной работать на сравнительно маломощной аппаратной базе и нетребовательной к квалификации персонала. Использование уникальной возможности данного сервера работать на платформе реального времени QNX считается на ММК одним из ключевых решений, определяющих надежность и оперативность всего комплекса “Производство”.

Центральный и средний уровни этой системы функционируют на более мощном сервере Sybase Adaptive Server Enterprise, размещенном на платформах Windows NT, Solaris (серверы SPARC от Sun) и Linux. При составлении многокритериальных выборок снова приходится полагаться не на встроенные расширения (надо признать, имеющиеся сейчас во многих корпоративных продуктах), а на базовое ПО. По утверждению руководства АСУ, применение сервера аналитических запросов Sybase IQ в некоторых случаях позволяет повысить производительность в 100 раз. В свою очередь, логическая целостность всей системы обеспечивается целым комплексом репликационных серверов, поддерживающих синхронизацию данных в транзакционном режиме.

В качестве инструментария используются языки C/C++ и Java, реализованные в средствах разработки Sybase. Широко применяются также Sybase PowerBuilder, QNX Photon компании QNX Software и Borland Delphi. В ближайшем будущем планируется внедрить сервер приложений Sybase Application Server, на котором предполагается разместить значительное количество разработанных модулей. Количество сотрудников АСУ ММК, занятых поддержкой и развитием АСУ “Производство”, приближается к 250.

Характерно, что столь богатый спектр инструментария и соответственно столь серьезное внимание собственным разработкам — отнюдь не частая (чтобы не сказать все более редкая) практика в российских компаниях. Тесная ассоциация понятий “автоматизация промышленных предприятий” и “системы класса ERP”, к сожалению, постепенно приводит к тому, что постулат о нецелесообразности собственных разработок в области систем учета распространяется на собственные разработки вообще. Тем более что в России в середине 90-х годов действительно был ряд таких неудачных попыток. Но на ММК внедряется Oracle Applications, и ERP-систему на комбинате никто не создает. Другое дело, что необходимо связать эти системы в единое целое, и сделать это нужно так, чтобы оперативная информация, непрерывно накапливаемая в территориально распределенной системе “Производство”, по возможности быстро “ложилась” в централизованную базу данных Oracle (для этого используются те же репликационные серверы).

В планах ММК также совершенствование технических параметров системы за счет технологий сервера аналитических запросов Sybase IQ, создание информационного портала. Более широкое внедрение платформы Linux также стоит на одном из первых мест. Несмотря но то, что пока система охватывает не весь комбинат, как утверждает руководство центра АСУ, концептуально уже сегодня ее можно считать вполне законченным решением.

ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» http://www.mmk.ru

На предприятии, входящем в число 20 крупнейших сталелитейных компаний мира, в настоящее время трудится около 60 тыс. человек. Это самый крупный в России металлургический комплекс с полным производственным циклом. ММК производит самый широкий сортамент металлопродукции среди предприятий стран СНГ. По объемам реализации продукции, согласно рейтингу Эксперт-200 за 2000 год, ОАО " ММК" входит в первую двадцатку предприятий. Магнитогорский металлургический комбинат экспортирует около 60% своей продукции; в структуре экспорта постоянно растет доля готовых видов проката.