Data benutten: Hoe slimme fabrieken efficiëntie drijven in Industrie 4.0

Overweldigd door de digitale belofte van Industrie 4.0? Wees het niet. De slimme fabriek gaat allemaal om het krijgen van accurate en precieze informatie die fabricanten moet helpen meer onderdelen te produceren en grote tooling- en bewerkingsproblemen te elimineren.

De slimme fabriek: Het was overal op de 2018 International Manufacturing Technology Show. Van het besturen van een CNC-machine met stemcommando tot grote toolingfabrikanten die uitbreiden in software en digitale bewerking, nieuwe richtingen dawnen. Internet-geenablede technologie is een groot deel van de toekomst voor de industrie.

Waarom? Omdat het nu mogelijk is om meer precieze informatie over operaties te extraheren dan ooit tevoren.

Sensoren zijn niet nieuw. Radiofrequentie-identificatie is ook niet nieuw. Maar operationele informatie met veel meer context die gemakkelijk gedistribueerd en gebruikt kan worden is nieuw, zeggen industriële productiebronnen.

"Vandaag is het 'internet moment' voor productie," zegt Graham Immerman, marketingdirecteur bij MachineMetrics in een interview met Better MRO. "Waar veel industriën hun 'internet moment' 10 of meer jaar geleden hadden, heeft productie zijn tijd nu."

"Data is het levensbloed voor de fabriek van de toekomst," schrijft Tom Leeson, een productie-expert, in de Open Text post "Zes Trends die de Fabriek van de Toekomst Uitdagen."

Leeson plaatst data in deze technologiecontext: "Door toegepaste AI en geavanceerde analytics, zal data alle processen drijven, operationele fouten detecteren, gebruikersfeedback geven en het volume en de kwaliteit van productie-uitvoer verbeteren."

Ondanks de technologie-zware jargon over Internet 4.0, geloven fabricanten in de belofte ook. In 2017 zeiden 76 procent van fabricanten dat ze slimme fabriek initiatieven "lopend of in formulering" hadden, met meer dan 55 procent van hen die $100 miljoen investeerden, volgens onderzoek van Capgemini. Helaas waren er maar 14 procent tevreden met hun inspanningen.

De wrijving? Adoptie kost inspanning - wat investering en tijd betekent.

Accurate en complete data is de motor van de slimme fabriek

"Een fabrieksvloer met potentiële duizenden verbonden apparaten heeft nu significante waarde vanuit een datastandpunt," zegt Raj Batra, president van de digitale fabrieksdivisie voor Siemens in de VS, in een IOT Evolution World artikel. "De vraag is, nu je in staat bent om deze data te verzamelen, hoe analyseer je het en maak je het zinvol en waardevol voor je zakelijke doelen?"

Het is een legitieme vraag. Er is zoveel dat geanalyseerd kan worden - dus alle data in een cohesieve besluitvormende narrative omzetten is niet noodzakelijk makkelijk. Het vereist een beetje meer systemen en vaardigheden uit de informatietechnologie wereld - en nieuwe manieren van denken over hoe het allemaal samenwerkt in een traditionele operationele technologie wereld.

Wat niet verandert? De druk om meer onderdelen in minder tijd te leveren.

Hulp nodig bij het verhogen van onderdeelproductie? Lees "5 Manieren om Standtijd te Verlengen en Productiviteit te Versterken."

Meer precisie bewerkings- en toolinformatie kan die zaak helpen, maar zonder data-accuratesse kan het een uitdaging zijn. Vandaag vangen veel fabrikanten relevante machinedata op op whiteboards en papier, zegt Immerman. Maar zodra je begint die informatie te netwerken en transparant te maken, kan de data nuttig worden op meer manieren - en voor meer teams dan alleen degene in de buurt van het whiteboard.

"Ik kan je een inzicht geven op onze data (MachineMetrics): Meeste fabricanten denken dat ze werken op ongeveer 60 tot 80 procent capaciteit en benutting van hun apparatuur. Die nummers zijn volledig onnauwkeurig," zegt Immerman. "De gemiddelde machinebenutting over de industrie is 27 procent. Er is een enorme kloof tussen wat er daadwerkelijk op de werkplaatsvloer gebeurt en wat fabricanten denken wat er in hun bedrijf gebeurt."

Data ligt in die kloof, zegt Immerman.

Er is simpelweg een gebrek aan zichtbaarheid op de werkplaatsvloer, een gebrek aan dataintegratie tussen de werkplaatsvloer, en andere stukken van hun bedrijfssysteem, of het nu het enterprise resource planning (ERP) systeem is, kwaliteit of montage, of bewerking of tooling.

"De waarheid zit in de data, en de meeste mensen hebben niet de data om de waarheid te vertellen. Dus, dit is de staat van de industrie," zegt Immerman.

De slimme fabriek data uitdaging: Het volume van discrete productiesystemen

De Capgemini data valt echt op: Alleen 14 procent van bedrijven zijn tevreden met slimme fabriek resultaten?

Hier is waarom: Totale zichtbaarheid over het gehele operationele ecosysteem is moeilijk - en voor veel fabricanten voelt het overweldigend.

"Bedrijven reageren, zeggen dingen als, 'Dus, wat je me vertelt is dat ik deze hele digitale fabriek moet bouwen? En ik moet acht verschillende typen software implementeren? En hoe zur hel ga ik dat doen?'" zegt Immerman.

Of data nu komt van ERP (enterprise resource planning), kwaliteitssystemen, coordinate measuring machines (CMMS), inspectiedata, montagesystemen, CNC-bewerkingscellen, tooling - en diverse andere productieprocessen - er is veel te weten en zichtbaar te maken, legt Immerman uit.

"Een van de meer dringende uitdagingen is de enorme hoeveelheid data die een slimme fabriek inhoudt," zegt het digitale beveiligingsbedrijf Trend Micro, in de blogpost "Een Kijk in Slimme Fabrieken: Een Model van IIoT Innovatie." "Vanwege deze [enorme hoeveelheid data], moet het bedrijf protocollen en systemen hebben voor het correcte gebruik en hanteren van zo een grote hoeveelheid data voordat een slimme fabriek opgezet wordt."

Een plek om te beginnen: Isoleer de machinedata op de PLC en werk ermee

Het mag niet in ieders belang zijn om alle Industrie 4.0 tegelijk aan te pakken. Een slimme fabriek tot leven kan komen door klein te beginnen met onderdeelmakende machines op de werkplaatsvloer.

In het geval van MachineMetrics, haalt het data direct van de PLC van machines en stuurt informatie via een kleine draadloze "edge" device. De informatie is versleuteld en gedistribueerd via een beveiligde cloud om door klanten bekeken te worden. In de kern is MachineMetrics een analytics platform dat productiedata, systeemgezondheid voor onderhoudsteams, en remote services voor original equipment manufacturers en apparaten distributoren biedt.

"Dus we krijgen onderdeeltelling, en we krijgen tot 200 datapunten van de PLC ... We krijgen ook data over de werktuigmachine, as in welk gereedschap gebruikt wordt," zegt Immerman. "We krijgen belastinginformatie, de druk op de spindel ... We krijgen de alarmen rechtstreeks van de machine."

Dit is prestatie- en beschikbaarheidsdata. In essentie: de hoe, de wat en de waarom. Met al deze data kunnen bedrijven dan beginnen zich te helpen downtime te vermijden en vragen te beantwoorden, zoals:

• Liggen onze machines stil omdat we gereedschappen wisselen?
• Liggen machines stil omdat we te lang doen over opstellen?
• Hebben we onderschat hoe lang de klus zou duren?

"Je hebt gehoord van OEE (overall equipment effectiveness)?" vraagt Immerman. "Vaak wanneer we met onze klanten werken vinden we dat de belangrijkste reden waarom machines onderbenut worden is omdat hun prestatieverwachtingen volledig onnauwkeurig zijn ... Wat zijn de verwachte cyclustijden voor elk geproduceerd onderdeel? Hoe lang zouden opstellingen moeten duren? Hoeveel onderdelen denken we dat we in een gegeven shift kunnen produceren?"

Prestatieverwachtingen worden gedreven door een ERP-systeem, zegt Immerman, en als het onnauwkeurig is, dan "laat het veel op tafel liggen voor andere bedrijven om je business weg te nemen."

Uiteindelijk gaat de slimme fabriek over het helpen van fabricanten verbeteren, tijd besparen en betere beslissingen nemen met de beste informatie die gedeeld kan worden.

MachineMetrics zegt dat alle fabricanten slechts 27 procent van hun machinecapaciteit benutten. Geloof je dat? Reageer in het forum. [registratie vereist]