Slimme fabrieken: De productie revolutioneren voor Industrie 4.0

De productie is continu geëvolueerd. Veel van de veranderingen in de industrie waren incrementieel en soms terughoudend.

Vandaag de dag verstoren digitale fabrieken de productie op manieren die niemand had kunnen voorstellen. Aan de basis van deze disruptie staan geavanceerde machinedata-platforms die IIoT een realiteit maken op de werkvloer.

Hieronder bespreken we hoe digitale fabrieken werken, hoe ze de productie transformeren en hoe u uw digitale transformatie kunt starten.

Wat is een digitale fabriek?

Een digitale fabriek - ook wel slimme fabriek genoemd - gebruikt technologie om informatie automatisch digitaal te delen over de gehele operatie, inclusief data van materialen, mensen en machines. Digitale productie steunt op een geïntegreerd systeem bestaande uit simulatie-technologieën, verbonden apparatuur en samenwerkings-tools.

Er is geen enkele technologie die een analoge fabriek omzet in een slimme fabriek. Er zijn echter veel gemeenschappelijke technieken en kenmerken die digitale fabrieken delen, en fabrikanten die meerdere technologieën combineren, hebben de grootste kans om als "digitale fabrieken" te worden beschouwd.

Digitale fabrieken zijn het resultaat van een digitale transformatiestrategie om data van mensen, apparatuur en systemen te gebruiken voor het identificeren en prioriteren van continue verbeterinitiatieven. Technologie die u in een slimme fabriek kunt vinden, omvat:

Industrial Internet of Things (IIoT)

Dit bestaat uit kleine sensoren en andere hardware die met elkaar verbonden zijn en communiceren. Ze kunnen gebruikt worden voor asset management, energiereductie via slimme HVAC en verlichting, machinedata-verzameling, en meer.

Big Data

Wanneer IIoT-apparaten data verzamelen, moet die ergens heen. Big Data verwijst simpelweg naar deze enorme hoeveelheden informatie die fabrikanten kunnen benaderen, evenals manieren om deze informatie te sorteren en te beheren voor gebruik met andere tools en analytics-software. Geïnteresseerd in dit concept? Lees ons complete artikel over "Industrial DataOps."

Voorspellende Analytics en Machine Learning

Machine learning en voorspellende analytics zijn cruciaal voor een slimme fabriek. Data kan gecombineerd worden en gebruikt om machine learning-modellen te voeden die beslissingsondersteunende inzichten bieden uit datasets te complex voor mensen om waarde uit te halen. Ze kunnen gebruikt worden voor vraagvoorspelling, voorspellend en voorschrijvend onderhoud van machines, marktkansen identificeren, en meer.

Automatisering

In een slimme fabriek bieden verbonden machines de kans voor mensen om uit de lus te stappen en automatisering de controle over te laten nemen. In veel gevallen kunnen taken sneller en nauwkeuriger worden uitgevoerd door machines dan door hun menselijke tegenhangers. Industriële automatisering bevrijdt deze mensen om zich te richten op andere complexe cognitieve taken die beter passen bij menselijke geesten dan machine-geesten (tenminste voor nu).

Sommige digitale fabrieken brengen automatisering naar een hoger niveau met lights-out manufacturing technieken, waarbij mensen volledig uit het productieproces worden gehaald. Dit type slimme fabriek betekent de capaciteit om de fabriek te starten, het licht uit te doen en weg te lopen met het begrip dat de fabriek blijft produceren, zelfs 24 uur per dag, zonder menselijke interventie.

Cloud en Edge Computing Technologie

Cloud-technologie voorziet digitale fabrieken van de capaciteit om enorme hoeveelheden data op te slaan en te analyseren met behulp van beveiligde gedeelde apparatuur, toegankelijk via het web. Cloud-technologie biedt fabrikanten snellere en krachtigere machines en grotere opslagcapaciteiten (met betere beveiliging) dan wat meestal haalbaar is om in-house aan te schaffen en te onderhouden.

Edge computing verwerkt data van de slimme fabrieksvloer lokaal, waardoor de wachttijd voor upload naar de cloud, analyse en herverdeling van informatie naar de fabrieksvloer verdwijnt. Edge computing maakt real-time analytics en ultra-snelle besluitvorming mogelijk met data, en is ideaal voor veiligheidsmechanismen, voorspellend onderhoud en vergelijkbare tijdsgevoelige rekenopdrachten.

Wat hebben digitale fabrieken nog gemeen?

• Geen papier: Omdat processen gedigitaliseerd zijn, is er geen behoefte aan papier in een digitale fabriek. Alles wordt in het cloud of lokaal, in digitaal formaat opgeslagen.
• Verbonden stack: Zoals vermeld, gaat het minder om het hebben van de ene of andere technologie, en meer om een systeem van geïntegreerde technologieën. Dit kan PLC-info van de vloer omvatten, samengevoegd met ERP-data, samengevoegd met MES- en SCADA-data, etc. Deze uitwisseling van informatie tussen machines maakt snelle, data-gedreven, machine-gele besluitvorming mogelijk op alle niveaus van het productieproces.
• Real-time metrics: Om te opereren met het type efficiëntie dat verwacht wordt van een digitale fabriek, moeten fabrikanten toegang hebben tot real-time metrics die hen in staat stellen om on the fly aan te passen om te zorgen dat productiedoelen en andere bedrijfsinitiatieven blijven worden bereikt - geen verrassingen.
• Big Data Analytics: Heel veel data hebben nut niet tenzij het verwerkt en geanalyseerd wordt. Dit type analyse helpt digitale fabrieken beter geïnformeerde beslissingen te nemen op basis van de cijfers, waardoor ze trends, kansen, problemen en gebieden om efficiëntie te verhogen kunnen spotten.

Hoe werkt een digitale fabriek?

Een digitale fabriek gebruikt geavanceerde technologie om productieoperaties en alle bedrijfspraktijken binnen een onderneming te automatiseren. Met behulp van connectiviteit verzamelt en analyseert een slimme fabriek real-time data van machine-assets.

Deze data wordt gebruikt met een geavanceerd cloud-gebaseerd machinedata-platform voor procesverbetering en automatisering, het ontwikkelen van nieuwe onderhoudsstrategieën, en het voorzien van operators en managers van de benodigde inzichten.

Legacy-systemen worden ook gekoppeld in deze reis. Dit proces omvat het gebruik van APIs en andere tools om legacy-software te koppelen in een tweerichtings, real-time data-uitwisseling. De data gegenereerd door verbonden machines is beschikbaar voor gebruik door de software.

Apparaten worden gebruikt om analoge apparatuur en machines te retrofitten, zodat data van elke generatie apparatuur en elke OEM wordt meegenomen. Deze uitgebreide verbinding van machine-assets, enterprise-software en andere kritieke systemen betekent dat het hele bedrijf en al zijn processen opereren onder een enkele versie van de waarheid.

AI-gedreven analytics en geavanceerde machine learning algoritmes creëren complete zichtbaarheid over het productieproces en de supply chain en leveren de kans om productieprestaties te automatiseren en te verbeteren.

Hoe digitale fabrieken de productie disrupten

Digi tale fabrieken positioneren geavanceerde analytics aan de edge, waarbij fysieke assets verbonden worden met digitale bronnen. Dit maakt automatisering en procesverbetering mogelijk op een schaal die onmogelijk is met handmatige data-verzameling en analyse.

Digi tale fabrieken breiden ook de kracht van machinedata-platforms uit naar andere enterprise-software zoals supply chain management. Deze uitbreiding is met name nuttig voor supply chain management, waar complete zichtbaarheid in productieprocessen ook over de supply chain wordt bereikt.

Omdat iedereen toegang heeft tot dezelfde data in een slimme fabriek, richten alle bedrijfspraktijken zich op het produceren van producten met de laagste kosten, hoogste kwaliteit en minst afval. Resultaten zijn direct zichtbaar, en geavanceerde sales- en marketing-inzichten zijn beschikbaar voor nieuwe en bestaande producten.

Deze verbeteringen en besparingen drijven de herbeoordeling van andere bedrijfsprocessen. Bijvoorbeeld, IIoT-technologie verhoogt efficiëntie, productiviteit en apparatuurutilisatie aanzienlijk, en veel bedrijven hun Capex-strategie en kostenmodellen kunnen herzien vanwege de ontgrendelde capaciteit.

Wat zijn de voordelen van een digitale fabriek?

Eén van de meest voor de hand liggende voordelen is een grote boost aan efficiëntie. Door inefficiënte menselijke besluitvormingsprocessen die traag, bevooroordeeld of onjuist zijn te verwijderen, kan een slimme fabriek meer produceren met minder.

Digi tale productie opent kansen voor meer, nieuwe, hogere betaalde banen die veel mensen aantrekkelijker en vullender vinden. Deze hogere betaalde banen trekken ook jong, nieuw talent aan het veld met nieuwe inzichten en concepten om de faciliteit te verbeteren.

Een slimme fabriek is ook een broedplaats voor innovatie. De agiliteit gerealiseerd met real-time analytics betekent dat er meer ruimte is om te experimenteren, creatief te zijn, oplossingen te vinden voor nieuwe marktproblemen, en ideeën te testen op schaal zonder onnodige resources te besteden.

Digitale fabrieken zien zelfs een toename in klanttevredenheid, omdat kosten kunnen dalen, levertijden kunnen dalen, terwijl kwaliteit en consistentie stijgen.

Hoe een digitale fabriek implementeren

Hier zijn verschillende manieren om uw digitale transformatie te starten en een digitaal fabrieks-operatiemodel te implementeren:

Verbinden

De eerste stap is het verbinden van machine-assets. Machinedata-platforms met IIoT-technologie staan bedrijven toe om machines van verschillende OEMs en over verschillende generaties van dezelfde OEM te verbinden, inclusief digitale en legacy analoge apparatuur.

Huidige productie beoordelen

Bedrijven moeten grondig beoordelen waar ze staan en het tempo waarmee ze een digitale fabriek willen bereiken. Zullen de veranderingen incrementieel of "all in" zijn? Hoe wordt "buy-in" bereikt?

Deze vragen moeten beantwoord worden, en huidige prestaties moeten gebenchmarkt worden om te begrijpen waar een bedrijf staat en hoe het kan komen waar het wil zijn.

De juiste oplossingsleverancier kiezen

Veel bedrijven beginnen een digitale reis naar een slimme fabriek met ad hoc oplossingen. Maar dit kan interoperabiliteitsproblemen veroorzaken tussen sommige apparaten, platforms en edge-apparaten.

Een uitgebreid, AI-gedreven machinedata-platform als MachineMetrics biedt een turnkey-kans om voort te gaan. Het omvat platform-analytics, edge-apparaten en sterke klantondersteuning over het gehele systeem.

Een digitale fabriekcultuur creëren

Naarmate digitale fabriekteams vooruitgaan en de impact van real-time machinedata duidelijk wordt, wordt het creëren van een digitale cultuur beter beheersbaar. In een digitale cultuur zijn communicatie en samenwerking gebaseerd op data-gedreven inzichten. Procesverbetering wordt makkelijker te bereiken en kan geïdentificeerd worden door elke werknemer met toegang tot data.

Uitdagingen en oplossingen bij de implementatie van digitale fabrieken

Hier zijn een paar van de uitdagingen bij het implementeren van een digitale fabriek en hoe u ze kunt overwinnen:

IT-vaardigheden

Veel kleine en middelgrote bedrijven missen geavanceerde IT-vaardigheden, wat de implementatiekosten verhoogt. Kies daarom een betrouwbare oplossingsleverancier met een track record in klantenservice. Leveranciers als MachineMetrics bieden een systeem met een intuïtieve installatie dat in minuten operationeel kan zijn.

Gebrek aan planning

Het is makkelijk om een digitale transformatie naar een slimme fabriek te starten zonder volledig te begrijpen wat het inhoudt en wat u ervan wilt. De oplossing is om vroegtijdig en diepgaand in processen te duiken om te begrijpen waar u staat en welke oplossingsleveranciers het beste bij uw organisatie passen.

Directeuren vreezen voor de kosten

Veel oplossingen zijn duur. Maar met de juiste planning en selectie zal de juiste oplossingsleverancier een systeem leveren dat ROI-verwachtingen ver overtreft. Een pilotprogramma kan snel skeptische directoren overtuigen.

Software voor digitale fabrieken

MachineMetrics ondersteunt initiatieven voor digitale fabrieken op elk implementatieniveau. Van onze high-speed data connectors die machinedata direct vanaf de bron verzamelen op 1kHz (1000x sneller dan de 1Hz beschikbaar op de meeste industriële sensoren) tot onze data-standaardisatiesoftware die ervoor zorgt dat de informatie die u verzamelt samenwerkt en u direct resultaten oplevert.

Onze cloud- en edge-computing mogelijkheden ondersteunen zowel diepanalyses en lange-termijnopslag in de cloud als near-instant, real-time analyse voor snelle besluitvorming op de edge.

Onze aanpasbare dashboards bieden meerdere blikken op uw data en iedereen heeft toegang tot de informatie die ze nodig hebben, wanneer ze nodig is, in een simpel te begrijpen, gekleurde indeling. Voor werkvloerwerkers bieden we tablets direct bij de machines, zodat ze menselijke context kunnen overlappen met de data die we verzamelen. Al dit plus industriële beveiliging zorgt ervoor dat onze klanten ROI zien in slechts vijf dagen.