От «невидимого» производства к управляемым процессам: как новая цифровая разработка КЭАЗ меняет подход к эффективности

В логике «Индустрии 4.0.»

Если посмотреть на архитектуру цифровизации промышленного предприятия, выстроенную в логике «Индустрии 4.0», самой проблемной сегодня остается нижняя часть пирамиды автоматизации. Это так называемое «невидимое» оборудование — универсальные станки без ЧПУ, работа которых до сих пор часто остается вне цифрового контура предприятий. Такие уровни пирамиды как планирование ресурсов, управление производственными процессами и оперативное управление на уровне цехов так или иначе оцифрованы (системы ERP на российских предприятиях встречаются относительно часто, проникновение MES вдвое ниже и сильно варьируется от отрасли к отрасли). Нижний же, «полевой» уровень остается наиболее проблемным. Именно разрыв между верхним и нижним контурами управления не позволяет замкнуть пирамиду автоматизации.

Последствия подобной проблематики для бизнеса очевидны: 

• Без объективных данных о всем парке оборудования невозможно перейти к цифровому и предсказуемом производству; 
• Управленческие решения в такой ситуации формируются на основе экспертных оценок, а не измеримых показателей;
• Инвестиционные решения по обновлению парка оборудования не подкреплены аналитикой загрузки;
• Потери производительности не идентифицируются и, как следствие, не становятся объектом управления;
• Время реакции на внеплановую остановку оборудования составляет 15–30 минут и более.

Для эффективного решения обозначенных проблем и преодоления разрыва между верхним и нижним уровнями пирамиды цифровизации IT-служба компании КЭАЗ разработала программно-аппаратный комплекс КРОТ (Контроль Работы Оборудования Универсального). Новация позволила включить так называемое «невидимое» оборудование в единый цифровой контур предприятия и сделать работу станков без ЧПУ прогнозируемой, а управление универсальным парком более эффективным. 

КРОТ представляет собой  систему мониторинга, позволяющую в режиме реального времени контролировать работу оборудования, фиксировать простои и анализировать эффективность производственных участков. 

Основная особенность решения — в сочетании собственной аппаратной платформы и программной среды на базе 1С, что позволило создать полностью российский, локализованный продукт, не зависящий от внешних поставщиков.  Система  ориентирована на универсальное оборудование без ЧПУ, которое традиционно остаётся вне цифрового контура предприятия.

На сегодняшний день разработка внедрена на 125 единицах оборудования, охватывает свыше 10 участков и цехов, включая металлообработку, штамповку, гальванику и сборочное производство. Текущий уровень внедрения составляет около 46% от целевого парка. При этом система изначально проектировалась как массовое решение — с возможностью масштабирования на всё производство.

Полностью российское решение: от контроллера до программной платформы

Обе составляющие комплекса КРОТ – аппаратная и программная – разработаны инженерами и IT-специалистами КЭАЗ и производятся в Курске. Система защищена патентами (ПО — запатентовано в 2024 году, контроллер — в 2025-м). 

Система выстроена как единый программно-аппаратный комплекс. Она включает: собственные контроллеры, разработанные и производимые на КЭАЗ, программное обеспечение  — цифровое решение, предложенное IT-службой компании и даш-борды с операционными данными на базе 1С:Предприятие 8.

В основе КРОТ заложен принцип, позволяющий контролировать даже те станки, которые не имеют цифровых интерфейсов. 

На универсальном оборудовании устанавливаются токовые датчики, фиксирующие энергопотребление. Если потребление выше порогового значения —  станок работает. Если ниже — находится в простое или холостом режиме.

Контроллер с интервалом около 5 секунд снимает показатели токовой нагрузки, определяет состояние оборудования, передаёт данные по локальной сети на сервер. Каждое устройство имеет собственный IP-адрес, что позволяет точно идентифицировать источник данных. Переданные данные собираются на сервере, нормализуются и анализируются в режиме реального времени. Алгоритмы позволяют: фиксировать простои по превышению времени бездействия, выявлять отклонения по нагрузке и времени работы, рассчитывать длительность остановок. Дополнительный уровень — участие оператора, который задаёт контекст простоев. Это принципиально важно: система фиксирует не только факт, но и причину.

Технологический стек: «железо» и программная архитектура

Аппаратная часть

Контроллеры КРОТ (Терминал ввода-вывода системы «Контроль работы производственного оборудования» артикул 409962) построены на современной элементной базе:

• двухъядерный микроконтроллер ESP32 как ядро устройства;
• компоненты Texas Instruments — для точного измерения и обработки сигналов;
• сетевой модуль W5500— для проводной передачи данных по Ethernet;
• силовая и вспомогательная база — MEAN WELL, STMicroelectronics.

Для взаимодействия с оператором предусмотрены:

• цветной ЖК-дисплей;
• клавиатура.

Такая архитектура обеспечивает устойчивую работу в условиях промышленного производства — с помехами, перепадами температуры и нестабильной нагрузкой. Контроллеры разрабатываются как промышленное устройство, устанавливаются непосредственно на производственном оборудовании и не требуют сложной интеграции — подключение происходит в рамках существующей инфраструктуры.

Программная часть

Программная архитектура КРОТ выстроена как единая система сбора, обработки и визуализации данных.

На уровне ПО реализованы:

• встроенная логика работы контроллера (edge-уровень);
• серверная обработка данных;
• хранение и агрегация показателей;
• интеграция с корпоративными системами на базе 1С:Предприятие 8.

«Мы сделали систему, которая не требует перестройки процессов на предприятии — она встраивается в существующую IT-инфраструктуру. Данные передаются в защищённом контуре предприятия и отображаются в интерфейсах с минимальной задержкой — до одной минуты», – объясняет принцип работы системы КРОТ Евгений Ханыков, ИТ Директор КЭАЗ. 
Настройка осуществляется через Android-приложение по Bluetooth.

Система включает:

• дашборды участков и цехов;
• аналитику за час, смену, день, неделю, месяц;
• визуализацию загрузки, простоев и причин остановок;
• Мобильное приложение на базе Android; 
• Систему извещения о простоях через Telegram.

Обновление информации происходит либо в реальном времени, либо с задержкой не более 60 секунд. 

Это позволяет управлять производством на основе текущей ситуации, а не с отставанием в десятки минут, как это было ранее, при ручном сборе данных.

Дополнительно реализована система оповещений: 

• уведомления через чат-боты;
• автоматическая эскалация информации руководителям.

Производственные эффекты: от устранения простоев к росту эффективности

Один из первых и наиболее заметных эффектов внедрения мониторинга системы КРОТ — сокращение времени реакции на простои.

«Раньше информация о том, что станок остановился, доходила до руководителя через 15–30 минут. Сейчас система фиксирует остановку практически мгновенно и передаёт информацию в цифровые каналы, включая чат-бот. Классификация причин простоев показала, что только 20–30% остановок связаны с техническими неисправностями, остальная часть — организационные причины. Это стало ключевым управленческим выводом, позволившим перераспределить усилия с «ремонта» на оптимизацию процессов. Наша цель — трансформация управления производством из ситуационного в предсказуемое, цифровое, и КРОТ эффективно помогает решать эту задачу», — делится результатами внедрения разработки Сергей Токин, директор по производству КЭАЗ. 

Таким образом, КРОТ позволяет отказаться от решений «по ощущениям» и перейти к управлению на основе объективных показателей.

Пример: загрузка оборудования составляет 85%, целевой уровень — 90%.  Вместо решения о закупке нового оборудования анализ показывает: необходимо работать с переналадками, балансировкой загрузки и организацией потоков.

Кроме того, внедрение системы КРОТ позволило достичь предприятию следующих результатов:

• повышение коэффициента общей эффективности оборудования (OEE) до 75–80%;
• увеличение объема выпуска продукции на 15%;
• увеличение машинного времени за счёт сокращения простоев;
• снижение себестоимости за счёт оптимизации ресурсов.

Дополнительный эффект — снижение нагрузки на персонал, ранее задействованный в сборе и обработке данных.

Масштабирование и развитие

На текущем этапе КРОТ уже стал базовым элементом цифровой инфраструктуры КЭАЗ. В планах — его дальнейшее масштабирование.  До конца 2026 года к комплексу будет подключено ещё 150 единиц оборудования. В рамках проекта также планируется реализовать три ключевых направления: внедрение цифрового ТОиР, развитие функциональности уровня MES, а также расширение аналитики с переходом к предиктивным сценариям. Это позволит предприятию перейти от мониторинга к полноценному управлению жизненным циклом оборудования.

«КРОТ выводит предприятия на качественно новый уровень управления производством. Модель, основанная на данных и прогнозировании позволяет полностью контролировать производственные процессы, снижать потери от простоев и повышать эффективность использования ресурсов. Для бизнеса это не просто цифровизация отдельных участков, а создание технологической основы для поступательного движения к стандартам Индустрии 4.0 без значительных капитальных затрат», — резюмирует  управляющий коммерческого блока ГК КЭАЗ Петр Метелев.