Wdrożenie Smart Factory z zenon

Przyszłościowe koncepcje cybernetycznych systemów i Internetu Rzeczy (IoT) w produkcji wymuszają dyskusje o samozarządzających się systemach produkcyjnych całkowicie połączonych w sieć. Systemy te definiują zaawansowaną technicznie strategię Przemysłu 4.0 jako kluczowego komponentu inteligentnej fabryki.

Zanim osiągniemy całkowicie cyfrową produkcję, czeka nas ogromny nakład pracy w ramach badań i rozwoju. Sieciowa współpraca czujników i siłowników przez Internet sprawia, że przy obecnym poziomie technologii musimy znaleźć odpowiedzi na pytania, na które dotychczas nie odpowiedziano, na przykład zgodność i bezpieczeństwo w czasie rzeczywistym, które są niezbędnymi czynnikami w kontekście przemysłowym.

Całkowicie zautomatyzowana fabryka wykorzystująca IoT jest nie tylko sposobem przeniesienia produkcji w przyszłość. Dzięki hybrydowym architekturom już teraz możemy sięgnąć ku mniej odkrytym potencjałom w dziedzinie wydajności wykorzystania zasobów, skuteczności i elastyczności w produkcji. Dopóki infrastruktury i protokoły sieciowe nie pozwalają na realizowanie procesów w czasie rzeczywistym przez Internet, będziemy pracować z wykorzystaniem architektur działających z „podziałem pracy” — inteligencją zdecentralizowaną i centralną. Ludzie nadal będą odgrywać istotną i coraz ważniejszą rolę w produkcji na realizując wyzwania przyszłości, a ciągły rozwój ergonomii i obniżanie kosztów pozostaną ważnymi czynnikami w produkcji.

Internet Rzeczy jest obecny praktycznie we wszystkich obszarach codziennego życia – od opasek sportowych, które komunikują się z chmurą, i czujników parkowania, które dostarczają informacje do systemów prowadzenia do parkingów wyższego poziomu, do inteligentnych zamrażarek, które przetwarzają dane o przechowywaniu produktów. Ale jakie jest znaczenie IoT w produkcji?

Prace rozwojowe nad IoT pozwoliły producentom stworzyć inteligentne fabryki – obiekty produkcyjne, które wykorzystują ciągły napływ danych z czujników i innych urządzeń IoT w celu monitorowania operacji, automatycznego dostosowywania do bieżących wyzwań oraz poprawiania wydajności wykorzystania zasobów i ergonomii. Smart Factories 4.0 wykorzystują takie oprogramowanie jak zenon do automatyzowania i kontrolowania procesów w celu zwiększenia poziomu możliwości ich dostosowania.

Jak w przypadku wielu innych prac rozwojowych w produkcji przemysłowej, podróż do cyfrowej fabryki będzie raczej ciągłą ewolucją, a nie rewolucją przemysłową, która potrwa jedną noc. Uniemożliwiają to czynniki spowalniające, jak niejednorodne wyposażenie produkcyjne, długie cykle inwestycyjne i ograniczone możliwości eksperymentowania z bieżącą produkcją.

Spójrzmy na drogę ku inteligentnej fabryce jak na podróż, która rozpoczęła się ponad 40 lat temu w momencie wynalezienia programowalnego sterownika logicznego (PLC). Dzisiaj możemy stwierdzić, że krokiem pośrednim ku cyfrowej fabryce jest automatyzacja bazująca na komputerach PC.

Przez długi czas za główne zadanie automatyzacji uznawano wiarygodne sterowanie procesami przemysłowymi. Jednocześnie spójny przepływ informacji przez system automatyzacji umożliwia bardziej inteligentne wytwarzanie. Z kolei współczesne aplikacje i układy logiczne umożliwiają nam oszczędzanie zasobów, osiągnięcie większej skuteczności i elastyczności w produkcji.

Wprawdzie technologia inteligentnej fabryki jest wciąż w fazie rozwoju, jednak już dzisiaj można cieszyć się korzyściami związanymi z inteligentną produkcją. Oto, co trzeba wiedzieć o wyzwaniach i szansach, jakie niesie ze sobą automatyzacja w przemyśle.

Wyzwania i korzyści związane z inteligentną fabryką

Aby zapewnić skuteczne wdrożenie Smart Factory 4.0, firmy muszą uporać się z następującymi czynnikami:

• Duże ilości danych: urządzenia IoT połączone ze sobą w obrębie inteligentnej fabryki stale gromadzą dane o procesie produkcyjnym. Bez właściwych narzędzi analitycznych dane te są jednak bezużyteczne. Liczba połączonych urządzeń potrzebnych do gromadzenia danych może powodować problemy związane z bezpieczeństwem, ponieważ więcej urządzeń to więcej punktów wejścia do sieci. Właśnie dlatego istotne jest wybranie odpowiedniej platformy oprogramowania do automatyzacji przemysłowej.

• Przestarzałe linie produkcyjne: złożona maszyneria jest kosztowna i rzadko się ją wymienia. Firma może być zmuszona do stopniowego wycofania starego sprzętu, zanim będzie mogła nabyć maszyny zgodne z technologią inteligentnej fabryki. Jednak dzięki oprogramowaniu inteligentnej fabryki niezależnemu od sprzętu, modernizacja staje się mniej opłacalna.

• Złożoność systemu: wzajemna komunikacja zwiększa złożoność każdego systemu. Każdy element musi integrować się z pozostałymi i działać zgodnie z oczekiwaniami. Zapewnienie, że każdy mały czujnik będzie działać prawidłowo, może wymagać sporo czasu i zasobów.

Zalety inteligentnych fabryk znacznie przeważają konieczność zarządzania dużymi ilościami danych i pozyskiwania połączonych elementów. Korzyści wynikające z zastosowania technologii Smart Factory to:

• Niższe koszty: zoptymalizowanie procesów i zarządzania danymi pozwala zmniejszyć koszty operacyjne dzięki bardziej wydajnemu wykorzystaniu zasobów.

• Większa wydajność: analizowanie danych z inteligentnej fabryki może pomóc skorygować lub wyeliminować zasoby działające z niedostateczną wydajnością. Inteligentna fabryka dostosowuje się do zapotrzebowania i zapewnia większą przewidywalność wymogów inwentaryzacji, minimalizację przestojów i maksymalizację produktywności.

• Większa jakość produktów: inteligentna fabryka monitoruje produkty pod kątem wad jakościowych i identyfikuje trendy, umożliwiając wdrożenie zmian mających na celu zwiększenie uzysku i zadowolenia klientów.

• Minimalizacja przestojów w produkcji: technologia inteligentnej fabryki monitoruje wydajność maszyny przez całą dobę. Na podstawie zgromadzonych danych można realizować profilaktyczną konserwację sprzętu, aby zapobiec przestojom przed ich wystąpieniem.

Aby zacząć wdrażanie zasad Smart Factory 4.0 w swoim zakładzie produkcyjnym, należy wykonać siedem poniższych kroków:

1. Zebrać odpowiednich ludzi: oprócz wyzwań o charakterze technologicznym, producenci borykają się także z problemami organizacyjnymi. Opierając się na konwergencji IT/OT, ludzie wyznaczający założenia i cele biznesowe muszą dostosowywać się do tych, którzy wiedzą, co jest możliwe z technologicznego punktu widzenia. Wymaga to stworzenia interdyscyplinarnego zespołu zawierającego przedstawicieli produkcji (łącznie z automatyzacją i technologią operacyjną), IT, marketingu i sprzedaży oraz zarządzania łańcuchem dostaw.

2. Znaleźć wspólny język: w rozmowach na temat koncepcji inteligentnej fabryki pojawiają się takie określenia jak Internet Rzeczy, systemy cyberfizyczne, przepływy informacji, procesy biznesowe, całkowity koszt posiadania, zwrot z inwestycji czy cykle inwestycyjne. Dlatego jeszcze przed rozpoczęciem dyskusji zespół powinien skupić się na bieżących problemach i zmienić żargon technologiczny i biznesowy we wspólne, osiągalne cele.

3. Zdefiniować cele biznesowe: entuzjaści technologii często oceniają pomysły z perspektywy wykonalności technologicznej. Jeżeli technologia jest narzędziem pozwalającym na lepsze zrealizowanie celu firmy, to należy skupić się na celach biznesowych. Aby zdefiniować te cele, firmy powinny zadać sobie pytanie: Czy produkcja o większej elastyczności pomogłaby nam przyciągnąć dodatkowe grupy klientów? Jakie koszty (np. energia, surowce) stwarzałyby ryzyko dla naszego modelu biznesowego? Co powinien zrobić nasz dział produkcji, aby zwiększyć poziom zadowolenia i lojalności klientów? Co może pomóc nam wyróżnić się na tle konkurencji?

4. Określić status idealny: po określeniu jednoznacznych celów biznesowych możliwe jest zdefiniowanie idealnego statusu prowadzonego biznesu: Autonomiczna fabryka? Dostosowanie produktów w celu osiągnięcia produkcji według serii lub partii? Krótsze cykle od zaprojektowania produktu do jego dostarczenia?

5. Wykonać ocenę kosztów i zysków oraz utworzyć plan inwestycyjny: firmy powinny dodatkowo oszacować, jakich dodatkowych zysków można oczekiwać od celów biznesowych. Podczas dokonywania oceny firmy zdefiniują także, jak duże środki chcą inwestować w celu ewentualnego osiągnięcia statusu idealnego, uwzględniając wszelkie ryzyko.

6. Dostosować technologie z uwzględnieniem kosztów i korzyści: znajomość potrzeb, potencjalnych korzyści i ram inwestycyjnych umożliwia ocenienie sposobu osiągnięcia idealnego statusu z wykorzystaniem obecnie dostępnej technologii. Producenci często zaczynają dostrzegać pozytywne rezultaty, gdy wykonają kroki od 1 do 5. Staje się również jasne, jakich technologii nadal brakuje w poszczególnych obszarach w celu realizacji dalszych kroków.

7. Rozpocząć wdrożenie i proces ciągłych ulepszeń: na koniec, co jest nie mniej ważne, należy wdrożyć plan działania. Wiele firm zaczyna od pilotażowego projektu, aby przetestować sprzęt, oprogramowanie i koordynowanie organizacyjne. Gdy te aspekty projektu zaczną przynosić rezultaty, można przejść wyżej do planu inteligentnej fabryki. Oprogramowanie przemysłowe, jak na przykład zenon jest skalowalne  i może rozrastać się wraz z rozwojem działalności. W międzyczasie należy stale monitorować wdrożenie i integrację z wcześniejszymi działaniami i na bieżąco korygować plany wprowadzania modernizacji.

Rozwiązanie firmy COPA-DATA - Platforma Oprogramowania zenon - pomaga firmom produkcyjnym w wykorzystaniu zalet technologii Smart Factory 4.0. Oprogramowanie zenon zawiera dwa główne elementy – Engineering Studio, umożliwiający integratorom systemów tworzenie projektów, oraz Service Engine, udostępniający graficzne interfejsy z możliwością dostosowania, które można wykorzystać do obsługi projektów.

Wybór zenon jako oprogramowania realizującego założenia Smart Factory zapewnia korzyści płynące z elastyczności, skalowalności, świadomości sytuacyjnej i optymalnego bezpieczeństwa, w tym zarządzania użytkownikami na podstawie ról i szyfrowania komunikacji sieciowej. COPA-DATA samodzielnie tworzy kreatory i narzędzia, przyspieszające i ułatwiające wykonywanie operacji. Jesteśmy dostawcą oprogramowania niezależnego od sprzętu, dzięki czemu zenon może być stosowany z wieloma rodzajami istniejącego wyposażenia.

Branże, w których oprogramowanie zenon nie tylko oferuje rozwiązania Smart Factory, ale może także być wykorzystywane w zakresie gromadzenia danych i automatyzacji procesów, obejmują:

• Żywność i napoje
• Przemysł farmaceutyczny
• Przemysł motoryzacyjny
• Energia i infrastruktura
• Sektor międzybranżowy

Skontaktuj się z COPA-DATA, aby poznać nasze rozwiązania dla Smart Factory

Wdrożenie oprogramowania zenon w procesie produkcji może pomóc w osiągnięciu celów biznesowych z większą skutecznością, lepszą jakością produktów i innymi korzyściami. Oprócz oprogramowania, COPA-DATA oferuje szkolenia i usługi wsparcia dostosowane do potrzeb danej branży, przypadku zastosowania i poziomu doświadczenia. Aby dowiedzieć się więcej o naszych rozwiązaniach dla inteligentnych fabryk, skontaktuj się z nami dzisiaj.