Тотальный контроль: кому нужны системы мониторинга сварки?

Одним из главных звеньев в металлообработке является сварочное производство. Его структура, применяемые технологи и оборудование, подходы к процессу менялись в течение всего времени существования. Сегодня «Индустрия 4.0» проникла во все отрасли промышленности. Цифровизация позволяет в удалённом режиме отслеживать и анализировать любые процессы на производстве, в том числе и сварочные. Руководители, главные инженеры, старшие по смене спокойны: теперь они знают о каждом шаге сварщика. О чём расскажут системы мониторинга? Каждое ли производство в них нуждается?

Интенсивное развитие промышленности, а теперь ещё и необходимость замещения европейских продуктов, которые известны своим высоким качеством, привели к более точному
и надёжному контролю всех производственных задач. Сварка, конечно же, оказалась в их числе.
Основатель и генеральный директор Национальной школы сварки «РВТ», международный эксперт Союза «Молодые профессионалы (Ворлдскиллс Россия)» Михаил Павленко отметил: раньше специалисты контролировали сварочные процессы вручную, но с появлением новых требований это стало практически невозможным.

Решающую роль в достижении современного уровня контроля, по словам спикера, сыграло стремительное развитие технологий и появление интернета вещей. Спикер уверен, что в области сварочного производства имеется большой потенциал для цифровизации и внедрения автоматизированных систем.

Пробные решения

«Благодаря цифровизации источников сварочного тока и объединению устройств и систем в единую сеть, стало возможным обеспечить автоматизацию контроля на новом уровне», — сообщил г-н Павленко.

Одной из первых программ мониторинга сварочного производства стала ProWeld Data. Она не имела сетевых интерфейсов, работала по COM-порту (последовательный порт) и собирала скудное количество информации.

Об анализе полученных данных и речи быть не могло. По словам международного эксперта WorldSkills Russia, действительно полезная информация, которую предоставляло устройство контроля, включала величину силы тока, напряжения и время горения дуги. Более того, сведения даже не были связаны с конкретным сварщиком, технологической картой или производственным планом.

Спикер отметил, что это было скорее лабораторное решение, ведь использовать его
в цеху было неудобно из-за проводного подключения. Да и информация без анализа не представляет ценности, это всего лишь полумера. Однако прототип всё же помогал выявить некоторые потребности производства, что и послужило стимулом для его дальнейшего совершенствования.

Спустя некоторое время на рынке появились модернизированные модели устройств контроля, но и тут без недостатков не обошлось. Производители избавились от проводов и заменили их радиочастотным способом подключения. Новый интерфейс не облегчил задачу потребителям: они должны были подтвердить легальность использования в соответствии с нормами и получить разрешение от радиочастотных центров. Этот процесс оказался сложным и финансово затратным.

В дальнейшем ситуация изменилась к лучшему: на рынке появились продукты с сетевыми интерфейсами, которые используют для обмена данными сети Wi-Fi.

«Этот подход оказался прорывным для решений в сфере мониторинга сварочного производства. Кроме того, значительно улучшилась аппаратная часть систем — появились устройства, совместимые с оборудованием разных производителей», — уточнил Михаил Павленко.

Такой была Arc System. Впрочем, и она на тот момент предоставляла ограниченные возможности в аналитике. Несмотря на недостаточно большой охват функций, в результате этих изменений сбор информации стал более автоматизированным, включив широкий спектр оборудования
и перейдя от проводных интерфейсов к беспроводным решениям.

Новое поколение

К 2023 году решения для мониторинга значительно эволюционировали и теперь лишь отдалённо напоминают первые прототипы. Они обладают обширным функционалом контроля и оптимизации процессов: собирают информацию о скорости подачи проволоки, силе тока, напряжении и передают её в режиме онлайн. Некоторые из существующих моделей способны контролировать и другие настройки аппаратов, например применение программ синергетики.

По словам спикеров, новые решения имеют гибкое разграничение прав доступа. Перед началом работы каждый сварщик считывает уникальный идентификатор, обозначая начало своего рабочего дня. Далее он указывает в программе, какие заготовки и швы будет сваривать, — это также происходит путём считывания QR или штрих-кодов.

В процессе сварки сам аппарат либо специальное оборудование, подключённое к нему, в реальном времени фиксирует параметры сварочного процесса и направляет их на сервер. Если у сварщика нет возможности работать, с помощью программы он может отчитаться перед руководителем и указать причину остановки. В результате предприятие получает полный контроль над производственными площадками с детализацией вплоть до каждого сварщика.

Г-н Павленко отметил способность решения проводить сравнительный анализ между заданными параметрами сварки, указанными в технологической карте, и реально применяемыми режимами. Это позволяет наладить обратную связь со сварщиком, если он использует некорректные параметры или режимы сварки.

С таким подходом вся полученная информация автоматически подвергается анализу, что помогает повысить контроль качества и снизить риски, связанные с возникновением ошибок. Спикер уверен, что программы для мониторинга идеально включаются в процессы оптимизации и позволяют повышать производительность предприятий.

«Ряд систем, таких как Kedrweld Manager или WeldEye, с которыми мы работаем, позволяет вести учёт времени горения дуги каждого конкретного сварщика и даёт им возможность сообщать о причинах простоя. Так происходит контроль в двух направлениях, как за самим сварщиком, так и за смежными направлениями (контроль качества, снабжение, работа слесарей и прочее). Это помогает выявить не только наличие остановок в работе, но и их причины», — пояснил международный эксперт WorldSkills Russia.

Что скрывается за преимуществами?

Устройства для контроля качества сварки имеют целый ряд преимуществ для использования их на предприятии. Однако внедрение нового продукта зачастую связано с некоторыми сложностями, поскольку работа с ним ещё не отлажена, а экономическая целесообразность их применения не всегда понятна. Касается ли это систем контроля качества сварки?

Начнём с цены. Говорить однозначно о том, дорого или дёшево обойдутся покупка и установка таких решений, сложно: всё зависит от специфики производств и самих решений. Например, спикеры считают, что покупать одно устройство мониторинга, чтобы установить на один сварочный аппарат, невыгодно. Однако если речь идёт о количестве от 10 до 50, то это вполне экономически оправданное решение. Как утверждают эксперты, уровень эффективности таких устройств позволяет быстро окупить вложения.

Другой причиной для сомнений могут стать условия внедрения устройства мониторинга контроля качества сварки. Например, на предприятии должен быть Wi-Fi. Альтернативой может стать проводная связь с каждым аппаратом, но это крайне неудобно.

Ещё один барьер, с которым столкнётся потребитель, — систему нельзя интегрировать с бумажной документацией прежних лет. Если установка не отнимет много сил и времени, то адаптация производства требует терпения. В первую очередь, для того чтобы сравнивать сварочные режимы с теми, что уже применялись, придётся оцифровать технологические карты и внести их в базу данных. Кроме того, предприятию также нужно обучить сварщиков корректно пользоваться новым решением, ведь именно эти сотрудники будут часто с ним контактировать.

«Немаловажный фактор — ошибка оператора. Предприятию необходим человек, который будет обслуживать технологию корректно. Для этого придётся либо специально обучить имеющегося сотрудника, либо отыскать такого специалиста на аутсорсе. Для производства это очередные расходы», — уверяет сварщик-демонстратор ГК «ТСС» Александр Лисогор.

Дилемма

Беспрерывный контроль, который обеспечивают системы мониторинга, одновременно является и положительным, и негативным фактором. Все вовлечённые в работу сотрудники понимают, что за ними следят в онлайн-режиме.

Руководство получает технологию в виде инструмента, который оценивает работу специалистов непредвзято, и эта оценка не зависит от конкретных сотрудников. Например, система формирует онлайн-отчёт, который помогает мотивировать персонал. Разместив экран с таким отчётом в цехе, руководство автоматически снимает ряд вопросов, касающихся заработной платы, производительности и справедливости присуждения звания «Лучший работник».

Как это видят сварщики? Представители этой профессии утверждают, что любая система контроля для сотрудников в любом случае невыгодна, поскольку фиксирует каждый перерыв на отдых и перекур. Вдобавок любое отклонение от нормы во время сварки будет отмечено, за что сотрудник получит отрицательные отзывы руководства.

Г-н Лисогор подчеркнул: то, что выгодно руководству, неприятно сотрудникам: фиксация несоответствия объёма или качества работы за смену, изменение режима, анализ умения оператора настраивать аппарат и вести себя в критической ситуации. Он уверяет: решение помогает фильтровать кадры. Ведь у сварщиков и их работодателей разные цели: первые хотят меньше работать, а вторые — больше зарабатывать.

Михаил Павленко считает, что зачастую такие системы не касаются темы квалификации кадров, а просто воспринимают её как данность. Иными словами, если в базе числится сварщик и в ней указано наличие документа о квалификации, то программа просто верит этому факту.

«Конечно, в условиях дефицита рабочих кадров это может не соответствовать действительности. Многие сталкивались с ситуацией, когда сварщики, имея одинаковый разряд или квалификацию, выполняли работы с разным уровнем качества.
Чтобы помочь предприятиям избежать такого «разрыва» и не вносить в базу программы мониторинга непроверенную информацию, мы разработали собственную систему контроля квалификации сварщиков — РВТ EC.
В ней можно вести полный учёт навыков, умений и проверок персонала», — поделился опытом
г-н Павленко.

Это как раз тот камень преткновения, о котором сварщики говорили выше. Контролирующее лицо может выявить конкретные причины брака с точки зрения компетенции сотрудника. Это позволяет руководству увидеть, кому необходимо повышение квалификации, а вовсе не определить, кто из сотрудников заслужил штраф.

Другая проблема — «разношёрстное» оборудование на предприятиях и невозможность его интеграции в одну систему.

«Ни одно из нынешних крупных индустриальных предприятий не было готово к рыночным условиям, которые образовались в прошлом году. Ограничения привели к появлению большого количества аппаратов разных производителей в одном цеху. Большинство заводов по-прежнему не определились с выбором поставщиков, так как на рынке появились новые предложения. Поэтому чем крупнее предприятие, тем большее у него разнообразие сварочных аппаратов», — рассказал г-н Лисогор.

Он привёл пример: есть заводы, которые имеют 200-300 аппаратов, и на 95% это аппараты разных брендов. Кроме того, среди них может быть примитивное трансформаторное оборудование, на которое никакие «мозги» не установить.

Да и сварщикам это тоже не нужно, ведь чем сложнее технология, тем сложнее к ней адаптироваться. По словам Александра Лисогора, чтобы внедрить на производстве устройство мониторинга качества, производителю придётся выбрать один бренд. Подключить к трём сварочным аппаратам три разных решения тоже не выйдет: вывести аналитическую информацию с разных платформ на один монитор крайне сложно и дорого.

Рынок предложений

В 2022 году российский рынок покинули многие зарубежные компании, предлагавшие системы контроля сварочного производства. На помощь мог бы прийти параллельный импорт, да только этот способ подходит исключительно для ввоза в Россию аппаратной части решений, с облачными технологиями он не сработает.

Что касается российского рынка, то, по словам г-на Лисогора, в стране крайне мало производителей сварочного оборудования. Да и те, что есть, работают в этом направлении лишь частично. Так, в России нет завода по производству полупроводников, а ведь это базовый элемент электрического оборудования. Поэтому те предложения, которые есть в 2023 году, едва ли можно назвать полностью отечественными. Впрочем, Михаил Павленко убеждён: ограничения стимулируют создание российских аналогов и совершенствование существующих на рынке продуктов.

«Разработка систем мониторинга представляет интерес не только для крупных корпораций, таких как «Транснефть» и «Газпром», но и для производителей российского оборудования, развивающих свои предложения», — подчеркнул спикер.

Он также добавил, что на рынке уже есть решения от компаний ООО «Эвоспарк» и ООО «УК «Авангард» («КЕДР»). Г-н Павленко считает, что в ближайшие годы стоит ждать оптимизации и совершенствования этих продуктов. Все возможности для роста в этом направлении есть, нужно только найти специалистов, которые способны разрабатывать не только замену для пропавших с рынка систем, но и планировать дальнейшее развитие продуктов.

К слову
Систему мониторинга качества сварки невозможно интегрировать с бумажной документацией прежних лет. Для того чтобы иметь возможность сравнивать сварочные режимы с теми, что уже применялись, предприятию необходимо оцифровать технологические карты и внести их в базу данных.

Михаил Павленко, международный эксперт Союза «Молодые профессионалы» (Ворлдскиллс Россия)

«Программа для контроля качества сварочного производства ведёт полный учёт навыков персонала и проверок его работы. Система позволяет выявить конкретные причины брака с точки зрения компетенции сварщика, определить возможности сварщиков и предложить повысить квалификацию не в общем и целом, а исходя из тех критериев, которые наиболее сильно влияют на результат работ.

Это сокращает время обучения и экономит ресурсы. Внедрение нейронных сетей (искусственного интеллекта) в оборудование для мониторинга качества приведёт к тому, что можно будет не только анализировать, но и прогнозировать события, что станет логической вершиной в области контроля сварочного производства».

Александр Лисогор, сварщик-демонстратор ГК «ТСС»

«В своей работе я ещё не сталкивался с популярными системами мониторинга качества сварки в работе. Это могли быть индивидуальные разработки под заказ, но серийного выпуска систем в России не встречал».