De fabriek verbinden: Hoe IIoT shopfloor-datamanagement transformeert

Naarmate IIoT van theorie naar realiteit overgaat, groeit het belang van shopfloor-datamanagement

Er was een tijd, niet zo lang geleden, dat het Industrial Internet of Things, of IIoT, theoretisch klonk. Het idee om fabrieksmachines via smartphones, tablets en andere apparaten te beheren kreeg veel aandacht. De vraag was hoe snel het opgang zou zien. Met technologische vooruitgang en zakelijke eisen was het antwoord: heel snel.

"Ik ben al 40-plus jaar betrokken bij productie," zei Gregg Bigleman, TMS tool management solutions manager bij Zoller Inc. (Ann Arbor, MI), die tool presetters en meetmachines maakt. "Toen ik begon, waren fabriekmanagers geseasonde professionals. De fabriekmanager was een alziende, alwetende god van de productie."

Klanten in industrieën zoals automotive, aerospace en energie "eisen jaar-op-jaar kostendaling," zei hij. "Je moet de [shopfloor] informatie kennen, je moet weten dat het accuraat is. Het kan niet meer zoals vroeger met de fabriekmanager die rondliep met alles in zijn brein."

Zelfs kleine fabrikanten "willen deel uitmaken van dit," zei Mike Rogers, director of automation bij Predator Software Inc. (Beaverton, OR).

"Al wat ze horen is Industry 4.0, IIoT en alles gaat verbonden zijn," zei Rogers.

"De voordelen van Industry 4.0 - maximale efficiëntie, hogere kwaliteit, hogere winstgevendheid - leiden er allemaal toe om dingen sneller, beter en minder duur te maken," zei Pete Tecos, executive vice president van 5ME LLC (Warren, MI). "Nu standaarden zijn ontwikkeld en geadopteerd, technologieën geëvolueerd en tastbare voordelen behaald zijn."

Aerospace is een voorbeeld van een industrie die de verbonden fabriek omarmt, zei Mohamed Abuali, CEO Americas voor Forcam Inc. (Cincinnati).

"Het duurt 2,3 miljoen onderdelen om een Boeing 787 te maken, met 5500 fabrieken in de supply chain en een 10-jaars levertijd per vliegtuig," zei hij. "Dit betekent significante druk op de supply chain met enorme achterstanden. Technologie en digitalisering is een cruciale strategie om significante prestatieverbeteringen te bereiken."

Bedrijven betrokken bij datamanagement op de shopfloor zeggen dat klanten hun huiswerk over de technologie doen.

"De lijnen zijn aanzienlijk vervaagd tussen Industry 4.0, IIoT en Data Driven Manufacturing zodat ze eigenlijk één concept zijn in de ogen van de klant," zei David McPhail, president en CEO van Memex Inc. (Burlington, ON). Fabrikanten, zei hij, "stellen een compendium van goede informatie samen, wat leidt tot een meer opgewassen prospect." Memex, zei hij, "kan zich richten op de waarde die gecreëerd wordt door adoptie van ondersteunende technologieën."

Verbeteringen in technologie hebben de adoptie van dergelijke technologie versneld.

"Computerverwerkingsnelheden zijn toegenomen en hardware die in staat is om massive hoeveelheden data te analyseren, is voor iedereen toegankelijk," zei Jody Romanowski, CEO en partner bij Cimco Americas (Streamwood, IL). "Daarnaast denk ik dat mensen grote hoeveelheden data verwerkt zien in veel aspecten van hun leven. Het is redelijk om dit uit te breiden naar hun productieprocessen.

"Als je data kunt verzamelen en metrics kunt krijgen over je activiteit door simpelweg een apparaat te dragen, lijkt het redelijk dat je ook data kunt hebben over precies wat je werktuigmachine de hele dag deed."

Toch is het aan shop datamanagement-zaken om klanten te overtuigen. De term Industry 4.0 "geeft ons een direct manier om te categoriseren wat we doen," zei Jim Finnerty, product manager bij Wintriss Controls (Acton, MA). "In die zin zijn de introducties makkelijker. Maar het heeft ons niet geholpen meer verkopen af te sluiten."

Wat volgt is een kijk op hoe bedrijven zich aanpassen aan de veranderingen.

'Eén blad muziek'

Zoller positioneert zich als "een één-partner oplossing" voor klanten om door alle beschikbare data te sortieren.

Managers "raakten opgesloten in hun kantoor in een poging door deze vloed van ongesorteerde, ongefilterde informatie te graven in een poging te ontdekken wat relevant was in deze massa van niet-relevante data," zei Bigleman. "Echt digitaal toolbeheer vereist een enkele bron om efficiënt te werken; één database, die de gehele operatie benut. Een productieorkest dat speelt vanaf één blad muziek.

"Waar we nu naartoe evolueren is wie die informatie in zo'n formaat kan brengen dat fabrikanten geïnformeerde beslissingen kunnen nemen op basis van real-time data," zei hij.

Zoller was traditioneel bekend als maker van presetting-apparatuur en meetapparaten. Het positioneert zich nu als een "solutions"-bedrijf, zijn apparatuur in staat klanten te helpen plannen te ontwikkelen zodat ze minder voorraad nodig hebben voor werktuigmachines terwijl downtime geminimaliseerd wordt.

"Alles in het productiesysteem kan worden gecontroleerd via de Zoller-database," zei Bigleman.

Het bedrijf biedt een lijn van presetting-machines, inspectieapparatuur voor snijgereedschappen, software, vending-oplossingen en data-overdrachtstools.

Zoller knipte geen banen tijdens de recessie van 2007 en 2008, zei de executive. In plaats daarvan plande het bedrijf de "solutions"-transitie.

Zoller's moederbedrijf in Duitsland wordt geleid door Eberhard Zoller, een lid van de tweede generatie van de stichtersfamilie. Zoller Inc. wordt beheerd door Alexander Zoller, een derde-generatie familielid. "Zijn visie is om vooruit te lopen op de klanten," zei Bigleman. "Hij is altijd gefocust op een solutions-based benadering."

Zoller Inc. werve computerprogrammeurs en andere werknemers. Het bouwt een groter hoofdkantoor, ook in Ann Arbor.

Management in fabrieken "kan werkelijk relevante informatie in een begrijpelijk formaat aan hun vingertoppen hebben, terwijl ze door de operatie lopen," zei Bigleman.

'Structuur van het bedrijf'

Predator's assortiment omvat zijn Tracker-software die "alle tooling" monitort, inclusief gages en fixtures, op een fabrieksvloer, zei Rogers. Andere producten omvatten Predator MDC voor automatische dataverzameling, Predator RCM voor robotcelfabrieksproductie en Predator Virtual CNC voor 3D-machinesimulatie, volgens de website van het bedrijf.

Predator rekent klanten een jaarlijks onderhoudsbedrag. "Als je up-to-date bent met ons op onderhoudskosten, heb je toegang" tot bijgewerkte software-updates, zei hij. Klanten "zullen alle nieuwe features erven die we bedenken... Ze weten dat ze de nieuwste en beste zullen krijgen."

Predator past zijn software-aanbod aan aan grote en kleine fabrikanten. "Het hangt allemaal af van de structuur van het bedrijf," zei Rogers. "Als je 100 of 200 mensen hebt die deze machines handmatig bedienen, gaan we meer chaos creëren door alles wat Predator doet hun de keel in te proberen te duwen. We zullen leren wat voor jullie shopfloor werkt."

Het softwarebedrijf zoekt input van machine-operators bij zijn klanten. "We moeten weten of het tijd is om de machine te vervangen. De meeste mensen willen werken en winstgevend zijn voor het bedrijf."

Volgens Rogers zoekt Predator ook meer gedetailleerde informatie over werkstations. "Het helpt om verborgen knelpunten te identificeren," zei hij.

Aerospace-intresse

Bij Forcam "duwen veel van onze klanten om hun interne digitale initiatieven te vestigen om hun fabrieken te herpositioneren voor groei," zei Abuali.

Forcam introduceerde zijn Smart Factory Starter Kit in 2016. Het idee is "om te bewijzen dat slimme productie niet duur hoeft te zijn, een langetermijnproces met geen toegang tot data en weinig rendement," zei hij. "We hebben bewezen dat binnen de proefperiode van drie maanden bedrijven ten minste 10% productiviteitsverbetering op hun drie geselecteerde machines kunnen behalen."

Het bedrijf plannet een update van het pakket dit jaar aan te bieden.

Het bedrijf introduceerde ook de Forcam Academy vorig jaar om klanten informatie en training te bieden om de voordelen van de Forcam Force-software te maximaliseren. Klanten, na training van Forcam Academy, zijn in staat geweest software-updates zelf uit te voeren, volgens het bedrijf.

Aerospace is een groeiend gebied voor Forcam. Een klant, GKN Aerospace "kon de deelcyclus tijd met meer dan 20% reduceren in minder dan zes maanden," zei Abuali.

Forcam richt zich ook op zowel grote als kleine klanten.

"Forcam gelooft dat de Smart Factory gaat over het verbinden van verschillende stipjes," zei Abuali. "Als de vergelijking goed gebalanceerd is, zal dat leiden tot significante adoptie door zowel grote als kleine winkels."

Abuali zei dat een Forcam-klant, Richards Industries, 150 werknemers en 30 machines heeft. "Richards Industries verzamelde data handmatig op de shopfloor tot ze Forcam selecteerden" voor het beheren van shopfloor-data. "Ze verbeterden productiviteit met meer dan 40% binnen zes maanden" met een 250% return on investment.

'Schaalbare' Technologie

5ME is ook onder de bedrijven die hun producten aanpassen aan klantgrootte en -omstandigheden.

"Daarom willen we zoveel mogelijk leren over de operaties van een klant," zei 5ME's Tecos. "Hoewel meer we weten, hoe meer we kunnen helpen bij het afstemmen van nuttige informatie en het leveren van de echte waarde die een bedrijf kan transformeren... We krijgen meer feedback en verzoeken voor extra features en verbeterde functionaliteit."

"Deze technologie is schaalbaar," zei Tecos. "Winkels kunnen beginnen met de monitoring van een enkele machine - misschien een werkpaard dat veel omzet genereert - en dan uitbreiden als het zinvol is... De kosten van het implementeren van Industry 4.0-oplossingen mogen geen obstakel zijn voor kleine winkels."

5ME introduceerde Freedom 4.0, bedoeld om Industry 4.0-systemen te complementeren. De applicatie is toegankelijk vanaf elk apparaat met een browser. Het ondersteunt ook de Association for Manufacturing Technology's MTConnect-standaard.

Veel 5ME-klanten geven het bedrijf toegang tot hun Freedom 4.0-installaties. 5ME implementeert updates of upgrades op afstand op wederzijds overeengekomen tijden.

Ook, "We zijn betrokken bij projecten die machine health, proces health, predictive maintenance en interfacing met een verscheidenheid aan bedrijfssystemen binnen de productieomgeving omvatten," zei Tecos.

Early Adopters

Bij Memex, "We leiden niet meer met het 'hoe het te doen', maar wel met de zakelijke voordelen en resultaten rond de adoptie van deze concepten en technologieën," zei McPhail. "We noemen deze benadering de 'waarom zou ik dit doen' benadering, die de zakelijke waarde direct vooraan stelt."

De doelklanten van het bedrijf "zijn nog steeds in de early adopter-fase, maar degene die het snappen vragen snel om nieuwe innovatieve manieren om de verzamelde data te consumeren en weer te geven," zei hij.

Als resultaat "vereist dat ons om continu te innoveren om aan de vraag te voldoen," zei McPhail. "Continue innovatie leidt tot differentiatie, en differentiatie is waar we naar streven."

Een van Memex's producten is Merlin Tempus, wat het bedrijf zegt metrics en analytische mogelijkheden biedt om downtime te pareeren en productie te verhogen. Tempus ontving de 2016 Frost & Sullivan award voor wereldwijd machine monitoring-leiderschap.

"Tempus is ons nieuwe IIoT-platform van de toekomst en is de kulminatie van drie jaar inspanning en diverse miljoenen dollars investering," zei McPhail.

'Nu Mainstream'

"Zowel grote als kleine winkels adoptieren deze technologie snel en ik denk dat er druk is op alle winkels om dit type technologie te implementeren," zei Cimco's Romanowski. "Ik denk dat deze typen systemen nu mainstream zijn."

Volgens Romanowski, "We zien meer machines met MTConnect of een andere standaard voor dataverzameling hoewel deze protocollen al jaren beschikbaar zijn. Klanten weten nu dat ze ervoor moeten zorgen dat hun machines worden geleverd met de dataverzamelingsprotocollen geïnstalleerd."

Het bedrijf lanceerde Cimco V8 vorig jaar.

"Highlights van deze MDC-MAX V8-release omvatten database-optimalisatie, een interface-update en efficiëntere dataverwerking," zei Romanowski. "De meeste klanten zullen de functionaliteit van hun MDC-systemen blijven uitbreiden en vaak onze hulp nodig hebben om extra manieren toe te voegen om de door ons systeem verzamelde informatie te analyseren."

Implementatie

"We zijn gespecialiseerd in downtime- en efficiëntietracking-software," zei Wintriss' Finnerty. "Het vreemde aan dit type software is dat als we ons werk goed doen, ons uzelf obsoleet maken.

"Eenmaal downtime gereduceerd tot het minimum, en efficiëntie verhoogd tot het maximaal mogelijke, wordt de bloote taak van het gebruiken en onderhouden van het downtime-trackingsysteem een meetbare bron van inefficiëntie."

Finnerty zei ook dat kleinere winkels sneller Industry 4.0-systemen kunnen adopteren.

"Eenmaal een kleine winkel bepaalt dat het voordelig is, is de implementatie sneller," zei hij. "Een groter bedrijf iets nieuws laten investeren is als een U-turn uitvoeren met een slagschip."