Het verhaal achter de Amerikaanse Smart Factory van Schneider Electric

Wat is een slimme fabriek precies? Rudimentaire definities leggen de nadruk op het gebruik van digitale technologie en connectiviteit door een intelligente fabriek. Meer verfijnde beschrijvingen geven een duidelijker beeld, zoals die van Deloitte, die een slimme fabriek beschrijft als "een flexibel systeem" dat zichzelf kan "optimaliseren", "zichzelf aanpassen" en "leren van nieuwe omstandigheden in realtime of bijna-realtime, en autonoom hele productieprocessen laten draaien.” Dat wil zeggen, een slimme fabriek maakt gebruik van een feedbacklus om zijn activiteiten op grote schaal zelf te optimaliseren.

Schneider Electric kondigde onlangs aan dat het bedrijf de "eerste slimme fabriek in de VS" had gelanceerd. dat leidde tot 90% papierwerk eliminatie en verminderde de gemiddelde reparatietijd met 20%.

De faciliteit, gevestigd in Lexington, Kentucky, is in gebruik sinds 1958, toen het bedrijf Square D het opende. Schneider Electric verwierf Square D in 1991. Sindsdien heeft Schneider de faciliteit gestaag geüpgraded en dit jaar de basis gelegd voor de slimme fabrieksbranding. De faciliteit produceert laadcentra en veiligheidsschakelaars. Het productieproces omvat persen, klinken, lassen, schilderen, assembleren en kwaliteitstesten.

Luke Durcan, directeur EcoStruxure bij Schneider Electric, wijst snel op de uitdaging om te wijzen op een specifiek moment waarop de Lexington-faciliteit zijn smart-status verdiende. Het vooruitzicht van het bouwen van een slimme fabriek is "altijd een vooruitgang in de tijd", zei hij. "Het is geen eenmalige deal."

Inderdaad, de wortels van de slimme fabriek gaan tientallen jaren terug, vóór het wijdverbreide gebruik van de term. Het proces om verschillende technologieën te integreren en onder één paraplu te brengen, is recentelijk als prioriteit naar voren gekomen. "Je plaatst het onder de vlag van [de slimme fabriek] en ineens zijn mensen een beetje meer geïnteresseerd", zei Durcan. "En als het er sexy uitziet, is het gemakkelijker om de interne investering te krijgen om het te laten werken."

Relevante initiatieven in het verhaal van de slimme fabriek van Lexington zijn onder meer een investering in materiaalvereistenplanning (MRP) in software-investering na de overname door Schneider van de Square D-faciliteit in 1991. Dit leidde later tot de uitrol van enterprise resource planning (ERP).

Vroege inspanningen om de automatisering in de hele fabriek uit te breiden, verhoogden de productiviteit van draaibanken, persen en bewerkingscentra. Deze investering in het automatiseren van geïsoleerde machines, door PwC een 'Industry 3.0'-initiatief genoemd, kan een springplank zijn voor Industry 4.0-initiatieven, die zich vaak richten op fabrieksbrede productiviteitswinsten op basis van digitalisering en data-integratie.

In de jaren negentig kregen de managers van de fabriek in Lexington "de magere 'bug' te pakken", net als hun tegenhangers die voor bedrijven over de hele wereld werkten.

De lean-filosofie, met de nadruk op het verminderen van verspilling en het optimaliseren van workflows en processen van werknemers, blijft een prioriteit. “Dit is geen technologisch stuk. Het gaat om mensen en processen. Dit gaat over investeren in een capaciteit en lean flow, evenals kanbanbeheer via de faciliteit, "zei Durcan.

Wat betreft de lean-focus, is de Lexington-faciliteit een soort microkosmos voor Schneider Electric's omarming van lean manufacturing-filosofie in het algemeen.

Een voorbeeld van een lean-geïnspireerde vermindering van afval is de inzet van Schneider's EcoStruxure Resource Advisor en Power Monitoring Expert-tool om een ​​vermindering van 3,5% in het jaarlijkse energieverbruik mogelijk te maken, evenals een vermindering van $ 6,6 miljoen aan regionale besparingen sinds 2012. 

Ongeveer tien jaar geleden investeerden de managers van de fabriek in Lexington in een stroomloos transportsysteem binnen de fabriek. Het power-and-free systeem heeft een boven- en onderrail. Het bovenliggende spoor staat bekend als het "kracht" -spoor, terwijl het onderste het "vrije" spoor wordt genoemd. De lengte van de gehele baan is meer dan een mijl lang.

Deze investering om de materiaalverwerking in de faciliteit te automatiseren, dateert van vóór de enorme populariteit van modewoorden als Industry 4.0 of IoT. Idem voor een investering in een Manufacturing Execution System (MES) in de jaren 2000, wat hielp om vooruitgang te boeken op het gebied van op materiaalstromen gebaseerde gegevensintegratie.

"Terwijl we snel vooruitspoelen naar vandaag, hebben we een aantal belangrijke initiatieven om alle verschillende stukjes gegevens bij elkaar te brengen", zei Durcan. Dat betekent het synthetiseren van gegevens uit de MES-, ERP- en andere discrete systemen van de fabriek die zich in de faciliteit bevinden. Zo gebruikt de faciliteit IBM's Maximo-software voor onderhoudsbeheer en procesgerelateerde zaken. “Maximo heeft een groot deel van ons documentatieproces voor onderhoudsreparaties bij zich. SAP heeft dat activamodel dat we in de hele faciliteit hebben, "zei Durcan. De fabriek gebruikt het Wonderware-gegevensintegratieplatform om allerlei faciliteitgerelateerde gegevens te visualiseren. "We hebben deze talloze investeringen en beslissingen die we in de loop van de tijd hebben genomen", zei Durcan. "Maar we gebruiken een gecentraliseerde OT, operationele technologie-gegevensintegratielaag om alles samen te brengen."

Op de vraag hoe Wondware zich verhoudt tot het Ecostruxure-platform van Schneider, legt Durcan uit dat een in het VK gevestigd bedrijf Aveva dat de software beheert, een meerderheidsdochter van Schneider is. "Als ik het over EcoStruxure heb, heb ik het over Wonderware als onderdeel van de EcoStruxure-oplossing", zegt Durcan. “Het is een aparte juridische entiteit voor Schneider, maar wat onze klanten betreft, het maakt deel uit van de Ecosruxure.”

Een implementatie van Aveva Insight Data-software en de data-integratie ervan leidden volgens een persverklaring tot een vermindering van de uitvaltijd van kritieke processen met 5%.

De faciliteit in Lexington gebruikt een activamodel met hiërarchische relaties van verschillende objecten om een ​​meting te geven van de algehele effectiviteit van de apparatuur in de hele faciliteit. "Wanneer je de hiërarchische oplossing binnen SAP implementeert, kun je dat gebruiken als een assetmodelraamwerk dat je vervolgens kunt extraheren of projecteren in andere systemen", zei Durcan. “SAP is het basismodel voor activa. Als ik wil weten wat het model in Maximo is, kan ik het uit SAP halen. Als ik wil weten wat het is in Wonderware, haal ik het uit SAP. Dus nogmaals, het is een single source of truth-concept:het creëren van een consistent activamodel in de hele onderneming.”

De faciliteit in Lexington heeft er ook toe bijgedragen dat Durcan een fan is geworden van augmented reality-technologie, die hij, naar hij toegeeft, enkele jaren geleden sceptisch bekeek. "Vier of vijf jaar geleden, toen ik AR voor het eerst tegenkwam, dacht ik:'Ja, het is een beetje fancy, het is opvallend. Maar het gaat niet echt iets opleveren.'" 

Een Schneider-product dat bekend staat als Augmented Operator Advisor en dat in de fabriek in Lexington werd gebruikt, hielp hem over de streep te trekken. "We hebben het twee jaar geleden in Lexington geïmplementeerd en het is echt gaaf", zei hij. "Ik ben een bekeerling."

Een werknemer die het systeem gebruikt, kan naar een van de 16 machines in de faciliteit lopen die momenteel over augmented reality beschikken en live operationele gegevens bekijken. Het enige wat de werknemer hoeft te doen, is eerst een QR-code scannen met een smartphone of tablet. "Je krijgt een live feed van de PLC's naar de smartphone of tablet", zei Durcan. “Je weet wat de status is, of deze draait, of er storingen, alarmen of veiligheidsproblemen zijn. Vanuit elektrisch oogpunt kun je zien of er een elektrisch probleem is. Je mag in het paneel kijken.” In totaal heeft de AR-technologie de tijd om een ​​kapotte machine te repareren met naar schatting 20% ​​verkort.

De AR-technologie stimuleert niet alleen de productiviteit van individuele machines, maar doet dit in de hele faciliteit. "Deze workflowtools in de augmented reality-omgeving stellen ons in staat om informatie over de machineprestaties te verzamelen van de onderhoudsman of -meisje om te zeggen:'Oké, we hebben dit stukje gegevens gezien. We denken dat dit is gebeurd.'” Dat wil zeggen, die werknemer kan kiezen uit een vervolgkeuzelijst en melden wanneer een lager defect is, er een smering- of afdichtingsprobleem is, of wanneer een motor is doorgebrand. Vergelijk dat met de werknemer achteraf vragen om te rapporteren over machineproblemen. "Terwijl als je [deze rapportage] in realtime doet met een coole tool, die deze jongens en meisjes een soort duwtje in de rug geeft, het een stuk krachtiger wordt", zei Durcan. Het AR-gestuurde proces helpt bij het trainen van analytische modellen en uiteindelijk machines om in de loop van de tijd beter te werken.

"Dit is de opname van context op industriële schaal," zei Durcan. Als je dat doet, gaan we echt naar slimme fabrieken. Dat is hoe je echt op een punt komt waarop we algoritmen trainen om echt intelligent te zijn."