Zintegrowana, inteligentna i interaktywna – automatyzacja jako droga do optymalnej i efektywnej produkcji

Producenci stają przed wieloma wyzwaniami, przechodząc do elastycznego środowiska produkcyjnego. Tylko wtedy, gdy są pewni spełnienia zarówno wymagań stawianych przez konsumentów, jak i rynku, mogą rozpocząć optymalny proces zwiększania elastyczności produkcji i drogę do ostatecznego celu, jakim jest stworzenie „Fabryki Przyszłości”.

Wydajna fabryka to taka, w której występuje wysoki wskaźnik OEE (ang. Overall Equipment Effectiveness, ogólna wydajność sprzętu). Wiele linii produkcyjnych (z wyjątkiem przemysłu motoryzacyjnego, który ma wysoki wskaźnik na poziomie 80% lub większym) nadal zmaga się z przekroczeniem progu 50% z powodu przestojów na linii lub innych problemów. Zwiększenie tego wskaźnika nawet o jeden procent może przynieść znaczne korzyści dla firmy. Inteligentne, połączone ze sobą systemy, mogą wykrywać i monitorować potencjalne problemy, aby linie produkcyjne działały dłużej oraz umożliwić planowanie prac konserwacyjnych w określonym terminie w celu zwiększenia efektywności.

Obecnie producenci odchodzą od uruchamiania swoich linii produkcyjnych przy 100% wydajności z nadzieją, że sprzedadzą to, co wyprodukowali, na rzecz modelu „pull”, w którym produkuje się tylko to, czego wymaga rynek. Potrzebują bardziej elastycznych rozwiązań, umożliwiających szybką zmianę produkcji bez znacznych modyfikacji sprzętu.

Producenci ponoszą też coraz większą odpowiedzialność, zarówno środowiskową, w ramach wydajnego wykorzystania surowców, jak i kontraktową, która polega na dostarczeniu właściwych produktów we właściwym czasie i we właściwej ilości.

Koncepcja „NEAR” Factory

„NEAR” to skrót od wyrazów „sieciowy” (Networked), „wydajny” (Effective), „zwinny” (Agile) i „odpowiedzialny” (Responsible). Dla producentów posiadanie zakładu „NEAR” oznacza zwiększoną wydajność w odpowiedzi na ciągle zmieniające się warunki rynkowe. W fabryce sieciowej istnieje lepsze połączenie między maszynami na linii produkcyjnej w celu zwiększonej kontroli i wydajności. Dane i równomierne sterowanie linią produkcyjną może być też zarządzane z dowolnego miejsca na świecie. Sam system może również wykorzystywać inne, zewnętrzne dane, takie jak prognozy rynkowe, w celu efektywnego zarządzania planami produkcyjnymi.

IIoT – Przemysłowy Internet Rzeczy

Przemysłowy Internet Rzeczy (IIoT) często postrzegany jest wyłącznie w kategoriach doskonałości operacyjnej i wzrostu wydajności. Korzyści finansowe dla producentów wynikające z tych ulepszeń są niezwykle cenne. Jednak to długoterminowa perspektywa pozwala producentom stać się bardziej elastycznym i szybko reagować na zmiany wymagań klientów. Samo zwiększenie wydajności poprzez wytwarzanie większej liczby produktów jest korzystne tylko wtedy, gdy towar końcowy dokładnie odpowiada na potrzeby konsumenta.

Jedną z wizji wykorzystania IIoT w „Fabryce Przyszłości” jest możliwość tworzenia takich partii, w których linia produkcyjna może się zmieniać po każdym artykule, aby dokładnie dostosować się do potrzeb każdego klienta. Dotarcie do tego etapu na pewno wymaga czasu, ale jest zgodne z aktualnymi trendami i oczekiwaniami konsumentów.

Zmiany technologiczne zachodzą w zawrotnym tempie. Najnowsza technologia sprzed zaledwie kilku lat może wydawać się przestarzała, ponieważ wprowadzane są kolejne innowacje, takie jak np. sterowniki wykorzystujące algorytmy sztucznej inteligencji. Producenci muszą mieć pewność, że inwestycje, które planują, są bezpieczne, a sprzęt będzie można łatwo aktualizować.

i-Automation

Koncepcja firmy OMRON „innovative-Automation!” umożliwia wdrażanie „NEAR” Factory, przekształcając elementy Przemysłu 4.0 w realne korzyści dla konstruktorów maszyn. W pewien sposób koncepcja „i-Automation!” podsumowuje wartość, którą firma Omron zapewnia poprzez rozwiązania mające na celu ulepszenia zakładów produkcyjnych. Koncepcja opiera się na trzech „i” – zintegrowanej (integrated), inteligentnej (intelligent) i interaktywnej (interactive) automatyzacji. Filary te można połączyć, aby zapewnić producentom najwyższy poziom jakości, zrównoważonego rozwoju i doskonałości operacyjnej, które pomogą spełnić wszelkie przyszłe wymagania.

Zintegrowana automatyzacja zakłada tworzenie wszystkich rozwiązań i sprzętu z myślą o późniejszej integracji z linią produkcyjną poprzez wykorzystanie ujednoliconych standardów i protokołów obsługi i komunikacji.

Inteligentne sprzęty wykorzystują zaawansowane techniki uczenia maszynowego, które umożliwiają podejmowanie właściwych decyzji blisko miejsca, w którym są potrzebne na linii. Sterowniki wykorzystujące algorytmy sztucznej inteligencji mają również zintegrowaną bazę danych SQL, która upraszcza komunikację między halą produkcyjną a warstwą IT, umożliwiając swobodny przepływ danych i poleceń sterujących w obu kierunkach. Zaawansowana technologia wizualizacji zapewnia dostęp do danych dotyczących procesów i wydajności wszędzie tam, gdzie jest to potrzebne, w łatwym do zrozumienia formacie.

Środowisko produkcyjne IIoT wymaga zarówno umiejętności poznawczych, jak i elastyczności ludzi, a także siły, dokładności i zdolności do aplikacji robotów w celu osiągnięcia doskonałości produkcyjnej. Stworzenie bezpiecznego środowiska pracy ma zasadnicze znaczenie dla umożliwienia współpracy ludzi i robotów. Nowe generacje robotów współpracujących, umożliwiają ludziom i robotom harmonijną pracę blisko siebie. Oprócz tego interakcja dotyczy również łatwości obsługi maszyn przez ludzi w ramach jednego środowiska do programowania, integracji, konfiguracji i monitorowania każdego aspektu linii produkcyjnej. Znajomość jednego interfejsu sprawia, że ​​oprogramowanie jest łatwe do nauczenia się i intuicyjne w obsłudze.

Rozmawiając o Przemyśle 4.0, musimy raczej myśleć o systemie jako całości, a nie o pojedynczych czujnikach, chmurze lub algorytmach SI. Wszystkie te elementy są częścią tej idei, ale realne korzyści stają się zrozumiałe dopiero wtedy, gdy zostaną połączone w pełne, realne rozwiązania.