Gegevensverzameling - sleutel op weg naar slimme productie

Slimme productie wordt bereikt door data te verzamelen, zegt Coen Huesmann, CGI VP, Consulting Services Manufacturing Centre of Excellence...

Een geïsoleerde storing in een productieproces kan het verschil zijn tussen leven en dood, aangezien farmaceutische reuzen tegen de klok racen om vaccins te produceren om COVID-19 te bestrijden.

CGI loopt voorop bij het raadplegen van wereldwijde fabrikanten - van chemische fabrieken tot zuivelbedrijven tot discrete fabrikanten - over hoe de volgende stap te zetten op de digitale reis naar Industrie 4.0 - een stap die ook productieproblemen zou verminderen. De IT- en bedrijfsadviseurs van CGI helpen ondernemingen bij het verzamelen van gegevens om flexibele, veerkrachtige toeleveringsketens te creëren die snel genoeg reageren om operationele problemen te identificeren en snel te corrigeren.

Coen Huesmann, Vice President Manufacturing van CGI Nederland is het ermee eens dat de pandemie bedrijven onder druk zet en benadrukt de noodzaak voor fabrikanten om over te stappen van een silo-benadering naar een geïntegreerd end-to-end proces.

"Veel klanten hebben productielocaties die al sinds de jaren 70 of 80 actief zijn en het gaat erom deze in overeenstemming te brengen met Industrie 4.0 - de levensduur van gegevens in een productiebedrijf kan niet worden genegeerd", zegt Huesmann.

“Deze maand hoorden we dat vaccins in Nederland vertraging oplopen omdat een van de grote farmaceutische bedrijven een probleem had in hun fabriek. En nu wil iedereen weten, waarom is dit probleem ontstaan? Maar het is niet eenvoudig om deze antwoorden te krijgen, aangezien een fabriek in een groot ecosysteem opereert. Afgezien van het feit dat vaccins levende organismen bevatten. U hebt veel verschillende machines en elk van deze machines kan tot een fout leiden. En al die informatie zit in silo's en het is informatie zonder context,” zei hij.

Huesmann leidt een team bij CGI dat productiebedrijven helpt hun activiteiten te optimaliseren en flexibele toeleveringsketens op te bouwen met behulp van een sterke methodologie genaamd Manufacturing Atlas, die innovatieve oplossingen biedt om nieuwe marktrealiteiten aan te pakken en te voldoen aan de behoeften van de klant.

De kloof tussen OT en IT overbruggen

"Het verzamelen van informatie uit alle systemen is essentieel om alle antwoorden te bieden die nodig zijn om een ​​fabriek te runnen en is van vitaal belang om hen te helpen hun einddoelen en strategische visie te bereiken", benadrukt Huesmann.

“Veel oudere fabrieken hebben nog veel arbeidsintensieve processen. We helpen onze klanten om hun volgende stappen te identificeren en ondersteunen hen in hun reis om processen te automatiseren, van bestelling tot productie tot kwaliteitscontrole tot levering. Het opnemen van processen in de gehele waardeketen, inclusief logistiek, kwaliteitscontrole en productiestappen, terwijl ook de apparatuur in een fabriek wordt onderhouden. Samen met onze klanten richten we ons steeds meer op veiligheid en duurzaamheid.

“Hiervoor, evenals voor hun efficiëntie- en productiviteitsdoelen, moeten ze beslissingen nemen op basis van feiten. Fabrikanten willen hun data gebruiken om betere beslissingen te nemen. Fabrieken zijn de grootste generator van gegevens, en het is moeilijk voor fabrikanten om er iets van te begrijpen. Eerst moet je het verzamelen en vervolgens in een context plaatsen, zodat je de waarde ervan kunt ontsluiten.”

Huesmann legt meer uit over het operationele proces van automatisering en hoe CGI de kloof overbrugt tussen operationele technologie (OT) en informatietechnologie (IT).

"We hebben een sterke methodologie om onze productieklanten te helpen op hun reis om meer volwassen te worden in hun processen en automatisering in hun fabrieken," zei hij.

“Een voorbeeld hiervan is een van onze chemische klanten waar we een volledig geïntegreerde fabriek hebben gebouwd. Orders die vanuit hun SAP-systeem binnenkomen, activeren de productie in de fabrieken. Elke productiestap wordt geautomatiseerd uitgevoerd tot aan de vrachtwagen die in zijn navigatiesysteem naar de juiste silo wordt gestuurd om het eindproduct op te halen en bij de klanten af ​​te leveren.”

“Voor deze klant hebben we de programmeerbare logische controllers (PLC's) op de werkvloer geprogrammeerd die pompen en kleppen en vaten aandrijven, dwars door hun beslissingscontrolesystemen in de controlekamer en in de manufacturing execution systems (MES). We kunnen volgen en traceren, wegen en doseren, leren hoe we de efficiëntie kunnen verbeteren en meer. Op dit moment zijn we bezig om dit te verbinden met de buitenwereld door de fabriek te integreren met logistiek.”

“Dat is het aantal productieprocessen dat kan worden verbeterd, maar alleen proces-voor-proces of machine-per-machine. We proberen echt te begrijpen waar de waarde van dit proces ligt vanuit het perspectief van een eindklant. We kunnen onze klanten echt enorm veel geld besparen en tegelijkertijd de kwaliteit van het proces verbeteren. Als je processen automatiseert, verbeter je automatisch de veiligheid.”

Vervaardiging van uitvoeringssystemen

Maar hoe ga je om met het verzamelen van oude gegevens over meerdere locaties binnen gevestigde productieactiviteiten die 50 jaar oud zijn?

“Fabrieken worden vernieuwd in een heel ander tempo dan IT-systemen. Dus bouwen we platforms die alle gegevensbronnen in een fabriek kunnen verbinden met een platform, ongeacht leeftijd en technologie. Deze stellen onze klanten vervolgens in staat om weloverwogen beslissingen te nemen”, legt Huesmann uit.

"Manufacturing Execution Systems (MES) en deze dataplatforms gecombineerd stellen onze klanten in staat om niet alleen traditionele informatie te oogsten die al verbonden was, maar ook toegang te krijgen tot en informatie te verzamelen van pompen en vaten en alle dingen in de fabriek die voorheen nooit verbonden waren."

“Vervolgens voegen we sensoren toe aan apparatuur, bijvoorbeeld voor warmte-uitwisseling en om de trillingen of stroming te meten. Fabrieken zijn dus nooit alleen maar oude technologie. Ze zijn altijd een mix van oude en nieuwe technologie en communiceren op verschillende manieren. We leggen de verbanden om data te krijgen, maar dan brengen we ook context aan de data.”

CGI checkt regelmatig bij klanten in op hun digitale ervaring en hun MES-ervaring via hun MES-enquête. "Dit najaar lanceren we een nieuwe MES-enquête waarmee we de nieuwste trends kunnen verkennen en presenteren", aldus Huesmann.

Belangrijke partnerschappen op weg naar Industrie 4.0

De samenwerking van CGI met SAS is belangrijk voor beide partijen.

Huesmann zei:“De MES-systemen bieden kerninformatie over fabrieken om onze klanten te helpen bij het verbeteren van hun productieprocessen. SAS is een platform voor analyse dat uniek gepositioneerd is. Ze hebben een proces van continu data verzamelen, data analyseren en processen verbeteren via ons platform.”

“AI is een integraal onderdeel van hun platform. Als het op de juiste manier wordt geïmplementeerd, worden hier de echte gegevens van de productie verzameld. De tijd om te spelen en concepten te bewijzen met AI ligt achter ons. We zien dat organisaties AI opschalen en daarvoor heb je een sterke platformpartner als SAS nodig. Wat we als CGI toevoegen, is onze technische kennis en zakelijke kennis om de juiste context te bieden en waarde te creëren.”

CGI werkt ook samen met Hexagon, Aveva en Trendminer. “Hexagon is een van onze partners in de automatisering van handmatige processen. Voor een van onze productieklanten ondersteunen we bijvoorbeeld gezamenlijk de automatisering van de formulering van hun producten. Met deze oplossing is onze klant in staat om nieuwe recepten op een gestandaardiseerde en geautomatiseerde manier in productie te brengen, waardoor productie en productwisseling veiliger en veel efficiënter worden.”

“Met Aveva hebben we gestandaardiseerde MES-platforms ontworpen en gebouwd die standaardisatie van processen in fabrieken ondersteunen. AI maakt deel uit van dit platform voor meer volwassen planten om kwaliteit, efficiëntie en veiligheid te optimaliseren.”

“Trendminer is inderdaad een van onze belangrijkste partners. Selfservice-analyseplatforms zoals Trendminer zijn ontworpen om gegevensbronnen op een gestandaardiseerde manier te combineren. Zodra gegevens in een context zijn geplaatst, bieden ze de inzichten om baanbrekende verbeteringen mogelijk te maken. Waar SAS meer geavanceerde opties voor AI en diepere analyses bevatten, zijn zelfbedieningstools zoals Trendminer voor pragmatischer gebruik dicht bij productie.”

Cyberbeveiliging in productie beschermt het goud

Het is van vitaal belang dat fabrikanten niet alleen plannen voor Industrie 4.0, maar ook gegevens veilig houden, terwijl ze de digitale transitie maken. Gegevens zijn goud, dus hoe blijven gegevens veilig tijdens deze gegevensverzameling?

“Dit is misschien wel een van de grootste thema's waarin we actief zijn. Met onze MES- en analyseproposities helpen we klanten om de data van productieactiviteiten te ontsluiten. Deze platforms zijn over het algemeen goed beveiligd volgens de laatste standaarden.”

“De kwetsbaarheid zit meer in de OT-omgeving. In moderne fabrieken is tegenwoordig bijna elk nieuw apparaat aangesloten, maar oudere apparaten zijn niet altijd beveiligd volgens de nieuwste IT-beveiligingsnormen.”

“Daarom proberen we dit soort apparatuur af te schermen. Maar het beschermen van activa mag nooit ten koste gaan van het gebruik. We hebben OT-beveiligingsspecialisten die onze klanten helpen met het uitharden van apparatuur. We beveiligen apparaten op verschillende manieren, zodat we het goud kunnen opgraven zonder het bloot te stellen aan de buitenwereld”, zegt Huesmann.

Wat is de vierde industriële revolutie?

Industrie 4.0 verwijst naar de transformatie in de manier waarop goederen worden geproduceerd en geleverd - van industriële automatisering en de flexibele fabriek naar volledig verbonden fabrieken, gebaseerd op de toepassing van nieuwe technologieën.

Om een ​​concurrentievoordeel te hebben, hebben fabrikanten erkend dat ze post-covid-19 digitale technologieën moeten benutten. Nieuwe technologieën worden steeds sneller ontwikkeld; Manieren van werken mogelijk maken die voorheen niet mogelijk waren. Technologieën maken elkaar ook mogelijk:selfservice-analyse, IOT, AI, cloud, mobiel, kwantumcomputing, 5G, gecombineerd met een sterke visie en proces, zullen fabrikanten in staat stellen en afdwingen om wendbaarder en responsiever te worden.

Een veilige draadloze connectiviteit in combinatie met betaalbare sensoren maakt het bijvoorbeeld mogelijk om gegevens op te halen uit productiesegmenten die nog nooit eerder zijn gemeten. Door de informatie terug te voeren naar PLC's, wordt fabrieksautomatisering mogelijk, waardoor industriële automatisering op veel grotere schaal mogelijk wordt, wat op zijn beurt de productiviteit en prestaties zal verhogen.

Met de rekenkracht van de cloud kunnen AI-algoritmen enorme hoeveelheden gegevens analyseren en op een geautomatiseerde manier leren van deze gegevens. Dit leren kan worden gebruikt om processen in fabrieken te optimaliseren op een manier die tot enkele jaren geleden niet mogelijk was.

Industrieën die digitaal gaan, wachten enorme winsten - in de productie maakt het flexibele productie mogelijk doordat slimme fabrieken snel van productielijn kunnen wisselen om doorlooptijden te verkorten en storingen snel te identificeren.

Om slimme productie te versnellen, zullen digitale tweelingen van machines en bewerkingen een noodzaak zijn voor veilige simulatie en intelligente optimalisatie, evenals fabrieksautomatisering en realtime controle van apparatuur en taken.

Inzichten waarop u actie kunt ondernemen

In het jaar dat CGI zijn 45e verjaardag viert, met de nieuwe slogan, Inzichten waarop u kunt reageren, Huesmann geeft zijn voorspellingen voor 2021.

Wat is uw belangrijkste inzicht voor 2021?

“Interactie tussen mensen en ontmoeting op de werkvloer komt terug, maar niet 24/7. Productie is nog steeds de sleutel met nieuwe productieactiviteiten die in elke regio worden gebouwd.”

Welke nieuwe technologie denkt u dat de meeste impact zal hebben op de productie?

“Ik zie de perfecte storm voor een reeks nieuwe technologieën om op dit moment op te stijgen. Dit werd vorig jaar net voor de pandemie bevestigd tijdens een webtop waar opiniemakers, wetenschappers, studenten, start-ups en politici als Tony Blair en top-CEO's en ondernemers aanwezig waren. AI bestaat al jaren, maar wordt nu naar een heel ander niveau getild, mogelijk gemaakt door andere rijpende technologieën zoals cloud en IOT. Quantum computing is nog niet zo groot, maar het investeringsbedrag is enorm en dit zal een nog groter effect hebben op AI. We staan ​​op het punt een aantal zeer opwindende dingen te zien die mogelijk worden gemaakt door al deze technologieën."