1. Бережливое производство
Оптимизация системы кондиционирования
серверной с помощью трехмерной
термической модели
Фирстов С. В., к. т. н.
Главный инженер Екатеринбургского ИВЦ СП ГВЦ- филиала ОАО «РЖД»

2. Интегрированная система менеджмента
Стратегическое управление
и система показателей
П оизводство итехн лог я
о и
Уп авлени ф нансами
М рк тинг, сбыт
П рсон л
Развитие
Зак п и
а
е и
ук
а е
е
р
р
Система управления Бережливое Управление проектами
безопасностью производство Управление рисками
СИСТЕМА МЕНЕДЖМЕНТА КАЧЕСТВА ISO 14000 OSHAS 18001
Корпоративная система документооборота
и корпоративная информационная система

3. Проекты, направленные
на формирование производственной
системы
Эффективная производственная система
ОАО «РЖД»
Менеджмент качества: Реформирование: Бережливое
реинжиниринг бизнес-
производство:
 планирование целевых
процессов
улучшений  снижение
снижение затрат на брак и устранение несогласованности
эксплуатационных затрат
доработку и деструктивных конфликтов
 библиотека
 стабильность процессов и  улучшения
инструментов и типовых
реализация единой межфункционального
решений (case-study) по
технической политики взаимодействия
улучшениям
 улучшения «сверху-вниз»  улучшения «снизу-
вверх»

4. Принципы управления качеством
1. Ориентация на потребителя
2. Деятельность ориентированная на стратегические цели
3. Процессный подход
4. Системный подход к управлению
5. Взаимовыгодное сотрудничество с поставщиками
6. Лидерство руководителя
7. Вовлеченность сотрудников
8. Принятие решений на основе достоверной информации
9. Непрерывное совершенствование деятельности
компании
10. Ориентация на баланс всех заинтересованных сторон
11. Бережливое производство

5. Бережливое производство
Особое место в КИ СМК занимает принцип бережливого
производства.
Задача технологии бережливого производства – существенное
сокращение затрат на изготовление или предоставление услуг
за счет создания научно обоснованной технологии работы с
максимальным исключением производственных потерь.
Необходимо четко спроектировать технологический процесс с
определением ценности каждого его элемента.
Очень важный элемент бережливого производства – «потери».
Именно борьба с потерями составляет основу бережливого
производства. Необходимо очистить технологический
процесс от потерь, т.е. от функций, не создающих ценность.

6. Внедрение бережливого производства
В настоящее время осуществляется в рамках проектного
подхода, с применением принципов проектного менеджмента.
Проект охватывает основные процессы компании.
Разработаны основные документы, необходимые для
менеджмента проекта:
концепция применения технологий бережливого
производства в ОАО «РЖД»,
регламент управления программой поэтапного внедрения
технологий бережливого производства,
план реализации программы внедрения бережливого
производства.
Координация проекта осуществляется Департаментом
технической политики ОАО «РЖД».

7. Система бережливого производства
3-летний план внедрения
2010 г. 2011 г. 2012 г.
1кв. – 2кв. 3кв. - 4кв. 1кв. – 2кв. 3кв. - 4кв. 1кв. – 2кв. 3кв. - 4кв.
Дорожная карта # 1: Внедрение Дорожная карта # 2: внедрение Дорожная
Внедрение обязательных базовых Дальнейшее внедрение карта # 3
инструментов инструментов ….
Обуче
Обучение Обучение Обучение
ние….
Этап 1: Этап 2:
БМЗ, ДМЗ, БСЗ, КЗ, ПДМ,
МВМ, ТСМ, ОЭРВЗ,
НЭВЗ, ТВЗ, КМТ …
Ауд Ауд Ауд
Ауд Ауд
Аудит1
ит 4 ит 5 ит 6
ит 2 ит 3 ….
page 7

8. Бережливое производство
Синтез процесса внедрения
Зрелость
средств и
результатов
ЭТАПЫ УЛУЧШЕНИЙ Le Creusot
APSYS
Wave 6
08-avr-08
APSYS
Wave 5
18-juil-07
APSYS
Wave 4
16-janv-07
Supply Chain (20%) 3,83 3,35 2,74
Этап подбора Этап официальной
Procurement Planning & CI 3,20 2,00 1,80
S&OP 4,00 3,67 2,67
Этап подготовки Этап исполнения
MPS 4,33 4,00 3,00
MRP 4,00 3,67 3,67
персонала аудитов ТМХ
Procurement Execution 2,83 2,33 2,33
Missing Part 4,50 4,00 3,00
Physical Flow 3,93 3,76 3,24
Разработка дорожной  Внедрение системы  Аудит
Supply Chain
карты Собеседования с TPSYS Project / Autonomous Team N°XX 5S Procurement Planning & CI
5
кандидатами
Domains Theme Description N°
Level 1
Level 2 - Study / Understanding
Level 3 - Pre-requisites & First Men Production follow-up Continuous Improvement
Initial status applications
Management Industrial Value Stream
Mapping
M1 No VSM has been performed at site level. VSM has been done by the industrial
committee, for 1 strategic product family at
VSM is deployed for each family of product at
site level.
Photos and Task sequence follow-up 4
VSM is a methodology to map the flow of least (current, future & ideal states) names of the
Shift instructions (between shifts) Paper-board
value from "customer to suppliers" with the At workshop level, VSM is deployed (current, team members
information associated and to define the VA Industrial committee has been trained. future & ideal states). Future states are
and NVA times on the global lead time of that consistent with the VSM at site level. Tasks attribution
 Выбор
flow Actions are identified to go from current state Physical Flow S&OP
to future one. For each new project, a VSM has been done
to design the flows of new project or VSM has Changing Roles 3
been reviewed and updated with new
information.
Industrial improvement M2 Improvement actions are partially formalized at A detailed action plan at site level is built up to VSM is an input to build the site action plan. Quality Cost Time limits Номер
участок
Опытный
ТМХ - 1
система
Производственная
plan site level. achieve all site objectives (including EHS, 2
кандидатов для
productivity, quality, customer satisfaction, Dashboard to follow up performance and
CAPEX, etc) progress exists to manage the action plan Multi-skills table Deliveries per car
завода
Назавние
Site name/ участка
опытного
Руководитель
Pilot area Leader/
monthly, at industrial committee level. - : green or red
This action plan is available at budget signal regarding
validation and updated monthly. A monthly gap analysis between current
tasks achievement номер)
участка (
опытного
Описание
Pilot area description (number)/
For most actions, expected savings are
forecasted.
performance and expected results is done and
these gaps are fulfilled with new actions. 1
начала
Дата
Starting date/ окончания
дата
Планируемая
Planned end date/
СБП
Absenteism
- Missing parts
Training and coaching M3 Industrial committee has a basic knowledge Representatives of the industrial committee Some members of the industrial committee выполнение
на
задания
Обзор
Summary of the task to be done/
about lean manufacturing. are attending the introduction and conclusion have been participating (full time) to a SWIP follow-up list
Some blue collars & support functions have
of each SWIP. within the last 12 months.
0
been trained to Lean principles The industrial committee has been trained to 30% of the blue collars & 30% of support
Lean principles in the last 2 years. functions have been trained to lean. Post EHS 5S
training implementation in workshop are done
15% of the blue collars & 15% of support EHS cross and Floor Cleaning 5S
Self-evaluation Improvements
functions have been trained to lean. Post -
accidents follow- marking planning 5S follow-up ситуация
Фактическая
Actual situation/ ситуация
Целевая
Targeted situation/
training-knowledge have been implemented in
up Follow up / Creaction Missing Part MPS
the workshop.
рабочих
во
кол-
# of workers/
Reactivity M4 Problems are not cascaded, information is not Quality problems and main issues are treated Quality department or production management
known, appropriate actions are not undertaken with classical problem solving tools (ie : leads the analysis on the field.
PDCA, 5 why's, pareto…), in parallel to Support functions are participating when
production life. appropriate.
смену
в
рабочих
во
кол-
# of workers per shift/
TMH Prod SYS site M5 TMH Prod SYS leader (Full time) & Lean TMH Prod SYS leader reports directly to site A dedicated meeting about TMH Prod SYS
Committee & plant tour deployment managers are in place MD. deployment is in place on a weekly basis. позиций
рабочих
во
кол-
# of working postion/
No formal management meetings about TMH A meeting about Lean The industrial committee is performing a plant
Prod. SYS deployment. deployment is in place on a regular basis. tour on a weekly basis for challenging and
bringing support to EPU managers. м2)
площадь (
Занимаемая
Occupied area (sqm)/
Only the industrial committee members have TMH Prod SYS objectives are deployed in
individual objectives about TMH Prod SYS individual objectives to all employees Each department has his own action plan for
deployment. (Industrial departments). Lean deployment. период
на
запасов
Объем
Stock Level coverage/
Анализ
частей
недостающих
Уровень
Missing part level/
Competencies M6 Organization chart (organigramme) and 12 months estimated workload plan ( detailed Multi-Comptetencies matrix is used
Management at site level workload plan (only for direct people) exist per workload per department) exists, with Critical competencies are identified.
department associated hiring plan (for direct + indirect
people)
For each critical competencies per
department, headcount is reviewed regularly качества
Результаты
Quality results/
Procurement Execution MRP
(using NSS analysis or workload calculation
etc) calculation of workload is done.
An action plan is built to reduce gaps between
needs and available people (training, flexibility
between sites, hiring… ) Value stream mapping done да
Yes/ нет
No/ процессе
в
On Going/
выполнено
ценности
потока
Картирование
Visual management board in place да
Yes/ нет
No/ процессе
в
On Going/
различий
действует
менеджмента
визуального
Панель
Standard Indicators in place да
Yes/ нет
No/ процессе
в
On Going/
действуют
показатели
Стандартные
Morning meeting in place да
Yes/ нет
No/ процессе
в
On Going/
План внедрения
проводятся
встречи
Утренние
5S standards defined да
Yes/ нет
No/ процессе
в
On Going/
определены
стандарты
5S
5S audits in place (weekly) да
Yes/ нет
No/ процессе
в
On Going/
еженедельно)
проводятся (
аудиты
5S
дорожной карте
Where When What 1
J NUA
A RY
2 3 4
FEBRUA
5 6 7 8
RY
ФЕВРАЛЬ МАРТ MARC H APRIL MAY JUNE JUNE J Y
UL
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 22 23 24 25 26 27 28 29 30
DMZ
MVM
21st J
26th J
an.
an.
Lean & Road Map preparation
Lean & Road Map preparation
5 6 7 8 9 10 11 12 13
Цеха Бережливого
Производства
TMH HQ 28th Jan. MVM Road Map part 2
NEVZ 04th Feb. Lean & Road Map preparation
TMH HQ 10th Feb. TVZ Road map explanation
MVM 11th Feb. Planning meeting
TVZ 16th Feb. Lean & Road Map preparation
TMH HQ 17th Feb. BMZ - Lean & Road Map meeting
page 8
MVM 18th Feb. TEAM LEAN MEETING # 2

9. Направления работ в ЕИВЦ по
программе бережливого производства
• Программно-технологическое сопровождение
• Администрирование сети передачи данных
• Эксплуатация технических средств, ППР, ТО, ремонт
• Эксплуатация и ремонт здания
• Материально-техническое обеспечение
• Подготовка кадров
• Организация системы управления производством
• ФСА бизнес-процессов
• Анализ эффективности производства
• Охрана труда, промышленная безопасность, пожарная
безопасность

10. Неструктурированная проводка
Проблемы с охлаждением
 Если температура становится выше 21°C, то при ее увеличении на 10°C
время наработки на отказ (MTTF) активного сетевого оборудования
уменьшается на 50%!
 Мощность устройств кондиционирования в обычном ЦОД примерно в 2.7
раза больше, чем реально необходимо, из-за плохого распределения
воздуха в стойках и шкафах
 Проблемы с кабельным
хозяйством являются
одной из причин плохого
охлаждения
оборудования в
серверной

11. Типовой узел СПД
До стандартизации После стандартизации

12. Теплопункт ЕИВЦ

13. Теплопункт ЕИВЦ перспектива

15. Мировой опыт.
Как используется электроэнергия?
100
единиц ЦОД Сервера CPU Загрузка серверов
TYPICAL USAGE RATES
MainframeUNIX Win
80 – 100% –
10 5–
Вычислительная 20% 12%
мощность
До 95%
35 HVAC, простоя
единиц
UPS ИТ CPU
получено 45% Ресурсы
55% HW 30% используются
70% на 5-20%
33 единицы Блок питания,
доставлено вентиляторы,
(потери 6%) память, диски, ...
Уменьшение Управление Уменьшение Снижение простоя
Инициативы необходимости в энергопотреблением потребления серверов
охлаждении и UPS CPU
( парк серверов возраста (увеличение утилизации
(потенциал экономии 10%) не старше 3х лет ) ( ограничение на 5 - 20 %)
потребления )
Источник: Более Лучший дизайн Современны Увеличение
Департамент эффективное аппаратного е процессоры утилизации ресурсов
энергетики США, охлаждение и обеспечения (консолидация/
Май 18, 2007
энергоснабжение серверов виртуализация)
На 1 ватт вычислений приложения требуется ~30+ ватт расходов на другие нужды
HVAC – обогрев, вентиляция, кондиционирование

16. Мировой опыт

17. Энергоэффективность ЕИВЦ
• Общая потребляемая мощность здания
ЕИВЦ 748 кВт
• Полезная потребляемая мощность СВТ
340 кВт
• потребляемая мощность систем
жизнеобеспечения (вентиляция и
кондиционирование) 220 кВт
• PUE = Pобщ/Pпол = 2,2
• Мировой лидер(зеленый ЦОД) PUE 1,2

18. Расход электроэнергии ЕИВЦ
2500000,00
P, кВт.ч
2000000,00
1500000,00
1000000,00
500000,00
0,00
1 кв. 2009 г. 2 кв. 2009 г. 3 кв. 2009 г. 4 кв. 2009 г. 1 кв. 2010 г. 2 кв. 2010 г. 3 кв. 2010 г. 4 кв. 2010 г. 1 кв. 2011 г. t
Лимит Факт Здание Екатеринбургского ИВЦ

19. Базовая модель помещения
S=115m² ,V=366m³ , остекление 40%

20. Карта распределения температур в
горизонтальной плоскости на высоте 0,1 м

21. Карта распределения температур в
горизонтальной плоскости на высоте 1м
.

22. Карта распределения температур в вертикальной
плоскости (сечение 1)

23. Карта распределения температур в
вертикальной плоскости (сечение 2)

24. Карта распределения температур в
вертикальной плоскости (сечение 3)

25. Базовые критерии для подготовки
помещения серверной
В качестве базовых критериев для анализа принимались
рекомендации по организации воздушных потоков и размещению
оборудования ASHRAE и Uptime Institute, а также параметры
окружающей среды, указанные в документации по подготовке
помещений для вычислительного оборудования производства НР с
таким описанием диапазонов:
«Рабочий диапазон» - внутри этого диапазона разрешается включать
оборудование при температуре +10 до +35 С. и относительной
влажностью 10 – 90%
«Рекомендуемый рабочий диапазон» - рекомендован лабораторией
НР с точки зрения оптимальной надежности и производительности
оборудования от +18 - +27 С. и относительной влажностью 40 – 55%
Рекомендуется поддерживать значение Точки Росы в диапазоне: +5.5 С
DP - +15 С DP. Скорость изменения температуры до 5 C в час
«Нерабочий диапазон» - определен для хранения и транспортировки
оборудования от - 40 до +60 С. и относительной влажносью 10 – 95%
Дополнительная информация: ASHRAE - Thermal Guidelines for Data
Processing Environments URL: http://tc99.ashraetcs.org, Uptime Institute
URL: http://www.uptimeinstitute.com

26. Выводы по построенной термической
модели серверной
1. Схема организации циркуляции воздушных потоков в помещении не
является оптимальной.
Существует ряд мест, где неизбежны утечки кондиционированного воздуха и
смешение его с нагретым. Эти утечки существенно снижают эффективность
установленной системы кондиционирования.
2. Суммарная мощность и расход работающих кондиционеров существенно
превышает необходимые для охлаждения установленного ИТ оборудования.
Вся система кондиционирования обеспечивает расход 39820 м³/час, тогда как ИТ
оборудованию требуется для охлаждения 16033 м³/час. Неправильная
организация воздушных потоков в помещении требует одновременной работы
всех кондиционеров.
3. Имеющееся количество, конструкция и расположение вентиляционных
отверстий компонентов системы кондиционирования не согласованы с
размещением и типами используемых шкафов с ИТ оборудованием, что
существенно снижает эффективность системы кондиционирования.
Отсутствие разделения охлажденных и нагретых воздушных масс значительно
снижает эффективность системы кондиционирования в целом.
4. Данное помещение обладает существенным потенциалом для оптимизации
энергопотребления. Оптимизация воздушных потоков с разделением нагретых
и охлажденных воздушных масс позволит снизить энергопотребление
помещения, а изменение режима работы системы кондиционирования позволит
повысить уровень ее резервирования и дополнительно снизить
энергопотребление.

27. Предлагаемая оптимизированная целевая
модель серверной

28. Карта распределения температур в
вертикальной плоскости (сечение 2)

29. Выводы по оптимизации серверной на основе
построенной термической модели
Компоновка помещения не учитывала особенности циркуляции
воздушных масс, что создавало существенный риск проявления зон
локального перегрева оборудования, а также стимулировало излишнее
энергопотребление системы кондиционирования. Потребовалось
провести оптимизацию распределения воздушных потоков в серверном
помещении путем установки перегородок, которые препятствуют
смешению кондиционированного воздуха с воздушными массами, уже
нагретыми оборудованием. При этом, утечки кондиционированного
воздуха будут минимальны. Вместе с оптимизацией воздушных
потоков, для обеспечения резервирования системы
кондиционирования и экономии электроэнергии было предложено
отключить часть кондиционеров, что позволило организовать
функциональный резерв системы кондиционирования. При этом,
оставшиеся в работе кондиционеры, позволили обеспечить
сохранение климатических параметров в помещении в рамках
рекомендуемых диапазонов.
Реализация предложенных мер оптимизации не потребовала
существенных материальных затрат, кроме затрат на планирование и
обустройство перегородок. Предполагаемый экономический эффект от
внедрения вышеуказанных мер составит около 800 тыс. руб. в год.

30. Спасибо за внимание !
Спасибо за внимание!