Rozwijanie możliwości cyfrowych: w jaki sposób każda fabryka może stać się inteligentna
Opublikowano 16 września 2021 w Industry 4.0
Choć wielu osobom inteligentne fabryki kojarzą się przede wszystkim z nieskazitelnie czystymi, nowoczesnymi zakładami wykorzystującymi najnowsze technologie, dla wielu producentów rzeczywistość jest zupełnie inna. Sprzęt starszej generacji i niepołączone linie są często normą, podobnie jak stosowanie wielu różnych technologii i różnych poziomów zdolności wytwórczych. Jednak, jak wyjaśnia firma OMRON, korzyści płynące z cyfryzacji może osiągnąć każdy producent.
Jeśli chodzi o możliwość cyfryzacji, mówimy o zdolności do przesyłania danych na poziomie linii — zwykle z urządzeń z poziomu maszyn — i przekazywania ich do środowiska IT. Wiele zakładów produkcyjnych będzie posiadało różnorodną gamę starszych maszyn, które funkcjonują prawidłowo, a w wielu przypadkach są również wydajne, ale nie oferują możliwości cyfryzacji.
W dzisiejszych czasach stwarza to wyzwanie, które polega na tym, że w chwili uruchamiania starych linii nie znano jeszcze korzyści wynikających z gromadzenia danych na poziomie linii lub integrowania ich na poziomie środowiska IT, a wiele systemów projektowano w oparciu o podstawowe funkcje logiczne, wykorzystując proste we/wy analogowe.
Oczywiście najprostszym rozwiązaniem jest zamontowanie nowej architektury systemu sterowania i zawarcie w niej technologii automatyzacji, tj. zachowanie struktury mechanicznej maszyny i zmodernizowanie wszystkiego, co się wokół niej znajduje. Chociaż jest to preferowana opcja dla niektórych producentów, wiele fabryk nie jest w stanie wstrzymać pracy linii na czas potrzebny do przeprowadzenia modernizacji.
Z tego powodu bardziej odpowiednie może być podejście etapowe, polegające na przyglądaniu się określonym częściom maszyny i określaniu, co można osiągnąć dzięki indywidualnym udoskonaleniom.
Określenie celów cyfryzacji
How does a factory’s physical, operational technology, become information technology, moving from OT to IT? Any system or process that produces data, or can be used (with additional sensors for instance) to produce data, can in theory be integrated into an IT system, and perhaps already is through ERP. But then what? With the addition of a smart system of sensors to determine the precise performance of an existing setup, data can be gathered to help owners understand what’s working well, and what can be earmarked for improvement.Smart moves
Punktem wyjścia każdego procesu cyfryzacji jest określenie jasnego zestawu celów. Cyfryzacja nie jest celem samym w sobie. Ogólnie rzecz biorąc, chęć rozwijania zdolności cyfrowych musi wynikać z wyzwań lub możliwości, które już zostały zidentyfikowane. Na przykład, czy firma pracuje ponad swoje możliwości? Czy problemy z produkcją powodują przekroczenie terminów? Czy części nie są dostarczane na czas? Czy występują problemy z jakością?
Posiadanie jasnej, priorytetowej listy celów jest niezwykle ważne, aby zrozumieć, jaki problem należy rozwiązać zanim podejmie się próbę jego rozwiązania. Często będzie to wymagało określenia miejsca, w którym można uzyskać największy zwrot z inwestycji (ROI), ponieważ w tym miejscu można znaleźć najszybsze korzyści z cyfryzacji. Może to oznaczać zastąpienie powtarzalnych zadań ręcznych możliwościami automatycznymi, takimi jak robotyka, które umożliwiają monitorowanie stanu urządzeń w zakresie zadań konserwacyjnych lub zrozumienie przyczyn problemów z jakością oraz aktualizowanie procesów i procedur w celu ich wyeliminowania.
Zrozumienie poziomu wyjściowego
Następnie należy przeanalizować dotychczasową platformę maszynową, dokonując oceny technologicznej zakładu i wyposażenia w celu ustalenia poziomu wyjściowego, który można już osiągnąć. Mówiąc prosto, oznacza to sprawdzenie, czy w obrębie sprzętu i jego szerszych systemów istnieją rozwiązania inteligentne, czy dostępne są opcje łączności oraz czy infrastruktura ma możliwości IT/OT, które pozwalają na eksport danych do domeny IT. Na przykład wielu producentów oferuje urządzenia podłączane do systemu ERP, co zapewnia pewien stopień połączonej infrastruktury.
Ocena technologii może wskazywać, że zbierane bezpośrednio z maszyn dane potrzebne do zrozumienia wszelkich zidentyfikowanych wyzwań mogą nie być dostępne w istniejących systemach. Zazwyczaj producenci starszych urządzeń nie dysponują niezbędnymi rozwiązaniami inteligentnymi w swoich liniach. Mogą oni gromadzić podstawowe informacje na temat liczby produktów, które wytwarzają, ale generalnie brak im informacji deterministycznych, takich jak wydajność linii, czas bezczynności lub zatrzymania, a także czas oczekiwania jednej części maszyny na zakończenie procesu przez drugą część. Informacje deterministyczne umożliwiają producentom stworzenie takiego poziomu inteligencji, który może im powiedzieć, co należy zmienić lub co należy dodać do maszyny. A odpowiedź na to pytanie może być prosta.
Dodawanie warstwy pozyskiwania danych
Jeśli analiza poziomu wyjściowego wykryje niewystarczającą zdolność systemu do uruchomienia wymaganych czujników i przechwytywania danych, które produkują, można wprowadzić dodatkową warstwę gromadzenia danych, wykorzystując technologie takie jak platforma automatyki Sysmac firmy OMRON i czujniki deterministyczne zbierające informacje bezpośrednio z maszyn. Może to działać niezależnie od maszyny i w żaden sposób nie kolidować z jej pracą. Jest to szczególnie korzystne w przypadku starszych urządzeń, ponieważ w razie problemów może nie być możliwa wymiana oryginalnego sprzętu.
Ponadto część lub całość tej inwestycji może zostać ponownie wdrożona w trakcie procesu modernizacji, kiedy projekt przechodzi od poziomu rozpoznawania problemów do zarządzania nimi. Zasadniczo producenci mogą korzystać z architektury dodatkowej, dzięki której w przyszłości można dodać inne czujniki lub technologię automatyzacji.
Wyniki oceny poziomu wyjściowego – pod względem skali i inwestycji wymaganych do modernizacji zakładu – mogą być przytłaczające. Należy jednak pamiętać, że cały obszar nie musi być realizowany w ramach jednego projektu. O wiele praktyczniejszym rozwiązaniem jest podział na części i nadanie priorytetu elementom, które zapewnią największy zwrot z inwestycji pod względem wydajności i efektywności.
Obniżanie poziomu ryzyka
Ryzyko związane z inwestycjami kapitałowymi w cyfryzację można obniżyć poprzez zapewnienie elastyczności i sprawności, aby umożliwić dostosowanie rozwiązania do przyszłych zmian w firmie. Nowoczesne systemy automatyki mają tę cechę, a jeśli są inteligentnie wykorzystywane, użytkownicy mogą mieć pewność, że będą w stanie spełnić przyszłe wymagania.
Ponadto takie organizacje jak OMRON opracowują różne metody obniżania ryzyka projektów i poprawiają dostępność technologii, na przykład poprzez zastosowanie podejścia opartego na dostępie do usług lub alternatywnych modeli finansowych.
Wnioski
Czerpanie korzyści z inteligentnej fabryki nie jest z pewnością ograniczone do nowo budowanych obiektów. Przy odpowiednim podejściu wszystkie operacje produkcyjne – niezależnie od wieku używanego sprzętu – mogą skorzystać z rozwoju możliwości cyfrowych, pod warunkiem podjęcia odpowiednich kroków. Przede wszystkim, aby: zidentyfikować wyzwania biznesowe; zdefiniować technologiczny poziom wyjściowy; ustalić priorytety obszarów wymagających poprawy; następnie zaangażować się we współpracę z dostawcą technologii, integratorem systemów lub inicjatywą wsparcia i stworzyć przekonujący przypadek biznesowy.
Więcej informacji: Opinie klientów
