Slimme fabrieken:een revolutie in de productie voor Industrie 4.0

De productie is voortdurend geëvolueerd. Veel van de veranderingen in de sector waren stapsgewijs en soms met tegenzin.

Tegenwoordig verstoren digitale fabrieken de productie op manieren die niemand zich had kunnen voorstellen. De kern van deze disruptie wordt gevormd door geavanceerde machinedataplatforms die IIoT op de werkvloer werkelijkheid maken.

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 een slimme fabriek genoemd, maakt gebruik van technologie om automatisch informatie digitaal te delen binnen de hele operatie, inclusief gegevens van materialen, mensen en machines. Digitale productie is afhankelijk van een geïntegreerd systeem dat bestaat uit simulatietechnologieën, verbonden apparatuur en samenwerkingstools.

Er bestaat niet één technologie die van een analoge fabriek een slimme fabriek maakt. Er zijn echter veel gemeenschappelijke technologieën en kenmerken die digitale fabrieken delen, en fabrikanten die meerdere technologieën combineren, worden het meest waarschijnlijk als ‘digitale fabrieken’ beschouwd.

Digitale fabrieken zijn het resultaat van een digitale transformatiestrategie om het gebruik van gegevens van mensen, apparatuur en systemen mogelijk te maken om initiatieven voor continue verbetering te identificeren en te prioriteren. Technologie die u mogelijk in een slimme fabriek aantreft, omvat:

Industrieel internet der dingen (IIoT)

Deze bestaat uit kleine sensoren en andere hardware die met elkaar verbonden zijn en met elkaar communiceren. Ze kunnen worden gebruikt voor activabeheer, energiereductie door slimme HVAC en verlichting, het verzamelen van machinegegevens en meer.

Big data

Wanneer IIoT-apparaten gegevens verzamelen, moeten deze ergens naartoe gaan. Big data verwijst eenvoudigweg naar deze enorme hoeveelheid informatie waaruit fabrikanten kunnen putten, evenals naar manieren om deze informatie te sorteren en te beheren voor gebruik met andere tools en analysesoftware. Wilt u meer weten over dit concept? Lees ons volledige artikel over “Industrial DataOps.”

Voorspellende analyses en machinaal leren

Machine learning en voorspellende analyses zijn van cruciaal belang voor een slimme fabriek. Gegevens kunnen worden gecombineerd en gebruikt als brandstof voor machine learning-modellen die besluitvormingsinzichten bieden op basis van informatie die te complex is voor mensen om er waarde aan te ontlenen. Ze kunnen worden gebruikt om de vraag te voorspellen, voorspellend en voorgeschreven onderhoud aan machines uit te voeren, openingen en kansen in de markt te ontdekken, en meer.

Automatisering

In een slimme fabriek bieden verbonden machines de mogelijkheid voor mensen om buiten de kringloop te stappen en automatisering in te schakelen. In veel gevallen zijn machines beter in staat om taken sneller en nauwkeuriger uit te voeren dan hun menselijke tegenhangers. Industriële automatisering geeft deze mensen de vrijheid om zich te concentreren op andere complexe cognitieve taken die beter geschikt zijn voor de menselijke geest dan voor de machinale geest (althans voor vandaag).

Sommige digitale fabrieken tillen de automatisering naar een hoger niveau met behulp van ‘light-out’-productietechnieken, waardoor mensen volledig uit het productieproces worden verwijderd. Dit type slimme fabriek betekent de mogelijkheid om de fabriek te starten, de lichten uit te doen en naar buiten te gaan met het besef dat de fabriek zal blijven produceren, zelfs 24 uur per dag, zonder menselijke tussenkomst.

Cloud- en Edge Computing-technologie

Cloudtechnologie geeft digitale fabrieken de mogelijkheid om enorme hoeveelheden gegevens op te slaan en te analyseren met behulp van beveiligde apparatuur die ze delen met anderen en die toegankelijk zijn via internet. Cloudtechnologie biedt fabrikanten snellere en krachtigere machines en grotere opslagcapaciteiten (met betere bescherming) dan wat doorgaans haalbaar is om intern aan te schaffen en te onderhouden.

Edge computing neemt gegevens afkomstig van de slimme fabrieksvloer en verwerkt deze dichtbij, waardoor de wachttijd voor het uploaden naar de cloud, analyseren en opnieuw distribueren van informatie naar de fabrieksvloer wordt geëlimineerd. Edge computing maakt realtime analyses en ultrasnelle besluitvorming mogelijk op basis van data, en is perfect voor veiligheidsmechanismen, voorspellend onderhoud en soortgelijke tijdgevoelige computertaken.

Wat hebben digitale fabrieken nog meer gemeen?

• Geen papier:Omdat processen gedigitaliseerd zijn, is er in een digitale fabriek geen papier nodig. Alles wordt opgeslagen in de cloud of lokaal, in digitaal formaat.
• Connected Stack:Zoals gezegd gaat het minder om de ene of de andere technologie, maar meer om een systeem van geïntegreerde technologieën. Dit kan PLC-informatie van de vloer omvatten, samengevoegd met ERP-gegevens, samengevoegd met MES- en SCADA-gegevens, enz. Deze uitwisseling van informatie tussen machines maakt snelle, datagestuurde, machinegestuurde besluitvorming mogelijk op alle niveaus van het productieproces.
• Realtime statistieken:Om te kunnen werken met het soort efficiëntie dat van een digitale fabriek wordt verwacht, moeten fabrikanten toegang hebben tot realtime statistieken waarmee ze zich direct kunnen aanpassen om ervoor te zorgen dat de productiedoelen en andere bedrijfsinitiatieven blijven worden gehaald. Geen verrassingen.
• Big Data-analyse:het hebben van tonnen gegevens heeft geen zin, tenzij deze worden verwerkt en geanalyseerd. Dit type analyse helpt digitale fabrieken beter geïnformeerde beslissingen te nemen die zijn gebaseerd op de cijfers, waardoor ze trends, kansen, problemen en gebieden kunnen ontdekken waar ze de efficiëntie kunnen vergroten.

Hoe werkt een digitale fabriek?

Een digitale fabriek maakt gebruik van geavanceerde technologie om de productieactiviteiten en alle zakelijke praktijken binnen een onderneming te automatiseren. Met behulp van connectiviteit verzamelt en analyseert een slimme fabriek realtime gegevens van machinemiddelen.

Deze gegevens worden gebruikt met een geavanceerd cloudgebaseerd machinedataplatform voor procesverbetering en automatisering, het ontwikkelen van nieuwe onderhoudsstrategieën en het voorzien van operators en managers van de nodige inzichten.

Ook oudere systemen worden in dit traject met elkaar verbonden. Dit proces omvat het gebruik van API's en andere tools om oudere software te verbinden in een tweerichtings, realtime gegevensuitwisseling. De gegevens die door aangesloten machines worden gegenereerd, zijn beschikbaar voor gebruik door de software.

Apparaten worden gebruikt om analoge apparatuur en machines achteraf aan te passen, zodat gegevens van elke generatie apparatuur en elke OEM worden opgenomen. Deze uitgebreide verbinding van machinemiddelen, bedrijfssoftware en andere kritieke systemen betekent dat het hele bedrijf en al zijn processen onder één enkele versie van de waarheid werken.

AI-gestuurde analyses en geavanceerde machine learning-algoritmen creëren volledig inzicht in het productieproces en de toeleveringsketen en bieden de mogelijkheid om de productieprestaties te automatiseren en te verbeteren.

Hoe digitale fabrieken de productie ontwrichten

Digitale fabrieken positioneren geavanceerde analyses aan de rand, waardoor fysieke assets met digitale bronnen worden verbonden. Dit maakt automatisering en procesverbetering mogelijk op een schaal die onmogelijk is met handmatige gegevensverzameling en -analyse.

Digitale fabrieken breiden de kracht van machinedataplatforms ook uit naar andere bedrijfssoftware, zoals supply chain management. Deze uitbreiding is vooral handig voor supply chain management, waarbij volledige zichtbaarheid in productieprocessen over de hele supply chain wordt bereikt.

Omdat iedereen in een slimme fabriek toegang heeft tot dezelfde gegevens, zijn alle bedrijfspraktijken gericht op het vervaardigen van producten met de laagste kosten, de hoogste kwaliteit en de minste verspilling. De resultaten zijn onmiddellijk zichtbaar en er zijn geavanceerde verkoop- en marketinginzichten beschikbaar voor nieuwe en bestaande producten.

Deze verbeteringen en besparingen zorgen ervoor dat andere bedrijfsprocessen opnieuw onder de loep worden genomen. IIoT-technologie verhoogt bijvoorbeeld aanzienlijk de efficiëntie, productiviteit en het gebruik van apparatuur, en veel bedrijven kunnen hun Capex-strategie opnieuw evalueren en hun kostenmodellen aanpassen vanwege de ontgrendelde capaciteit.

Wat zijn de voordelen van een digitale fabriek?

Een van de meest voor de hand liggende voordelen is een grote verhoging van de efficiëntie. Door inefficiënte menselijke besluitvormingsprocessen, die traag, bevooroordeeld of incorrect zijn, te elimineren, kan een slimme fabriek meer produceren met minder.

Digitale productie opent mogelijkheden voor meer, nieuwe, beterbetaalde banen die veel mensen aantrekkelijker en bevredigender vinden. Deze beterbetaalde banen trekken ook jong, nieuw talent naar het veld met nieuwe inzichten en concepten om de faciliteit te verbeteren.

Een slimme fabriek is ook een broedplaats voor innovatie. De flexibiliteit die wordt gerealiseerd met realtime analyses betekent dat er meer ruimte is om te experimenteren, creatief te zijn, oplossingen te vinden voor nieuwe problemen binnen de markt en ideeën op schaal te testen zonder onnodige middelen uit te geven.

Digitale fabrieken zien zelfs een stijging in de klanttevredenheid, omdat de kosten kunnen dalen en de verzendtijden kunnen afnemen, terwijl de kwaliteit en consistentie omhoog gaan.

Hoe u een digitale fabriek implementeert

Hier zijn verschillende manieren om uw digitale transformatie te starten en een digitaal fabrieksmodel te implementeren:

Verbinden

De eerste stap is het verbinden van machine-assets. Met machinedataplatforms die gebruik maken van IIoT-technologie kunnen bedrijven machines van verschillende OEM's en van verschillende generaties van dezelfde OEM met elkaar verbinden, inclusief digitale en oudere analoge apparatuur.

Beoordeel de huidige productie

Bedrijven moeten grondig beoordelen waar ze staan en in welk tempo ze van plan zijn een digitale fabriek te realiseren. Zijn de wijzigingen incrementeel of 'all-in'? Hoe wordt de “buy-in” bereikt?

Deze vragen moeten worden beantwoord en de huidige prestaties moeten worden vergeleken om te begrijpen waar een bedrijf staat en hoe het kan komen waar het naartoe wil.

Kies de juiste oplossingsaanbieder

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

Een uitgebreid, AI-gestuurd machinedataplatform zoals MachineMetrics biedt een kant-en-klare mogelijkheid om verder te gaan. Het omvat platformanalyses, edge-apparaten en krachtige klantenondersteuning voor het hele systeem.

Creëer een digitale fabriekscultuur

Naarmate digitale fabrieksteams vooruitgang boeken en de impact van realtime machinegegevens duidelijk wordt, wordt het creëren van een digitale cultuur beter beheersbaar. In een digitale cultuur zijn communicatie en samenwerking gebaseerd op datagedreven inzichten. Procesverbetering wordt eenvoudiger te realiseren en kan worden geïdentificeerd door elke medewerker met toegang tot gegevens.

Uitdagingen en oplossingen bij de implementatie van digitale fabrieken

Hier zijn enkele uitdagingen bij het implementeren van een digitale fabriek en hoe u deze kunt overwinnen:

IT-vaardigheden

Veel kleine en middelgrote bedrijven beschikken niet over geavanceerde IT-vaardigheden, wat de implementatiekosten nog verder verhoogt. Selecteer dus een vertrouwde leverancier van oplossingen met een staat van dienst op het gebied van klantenservice. Aanbieders zoals MachineMetrics bieden een systeem met een intuïtieve installatie dat binnen enkele minuten operationeel kan zijn.

Gebrek aan planning

Het is gemakkelijk om een digitale transformatie naar een slimme fabriek te starten zonder volledig te begrijpen wat het betekent en wat je wilt dat het doet. De oplossing is om vroeg en diep in processen te duiken om te begrijpen waar u zich bevindt en welke oplossingsaanbieders het beste bij uw organisatie passen.

Leidinggevenden zijn misschien bang voor de kosten

Veel oplossingen zijn duur. Maar met de juiste planning en selectie zal de juiste leverancier van oplossingen een systeem leveren dat de ROI-verwachtingen ver overtreft. Een proefprogramma kan sceptische managers snel tot gelovigen maken.

Digitale fabriekssoftware

MachineMetrics ondersteunt digitale fabrieksinitiatieven op elk implementatieniveau. Van onze snelle dataconnectoren die machinegegevens rechtstreeks van de bron verzamelen op 1 kHz (1000x sneller dan de 1 Hz die beschikbaar is op de meeste industriële sensoren) tot onze datastandaardisatiesoftware die ervoor zorgt dat de informatie die u verzamelt goed samenwerkt en u onmiddellijk resultaten kan opleveren.

Onze cloud- en edge computing-mogelijkheden ondersteunen zowel diepgaande analyses en langetermijnopslag in de cloud als vrijwel onmiddellijke, realtime analyses om snelle besluitvorming aan de edge te stimuleren.

Onze aanpasbare dashboards bieden meerdere weergaven van uw gegevens en iedereen heeft toegang tot de informatie die ze nodig hebben wanneer ze die nodig hebben, in een eenvoudig te begrijpen formaat met kleurcodes. Voor medewerkers op de werkvloer bieden we tablets rechtstreeks op de machines aan, zodat ze de menselijke context kunnen overlappen met de gegevens die we verzamelen. Dit alles plus beveiliging op industrieel niveau zorgt ervoor dat onze klanten binnen slechts vijf dagen een ROI zien.