Zobacz OEE i CMMS na żywo w 15 minut.
Umów demoTermin „inteligentna fabryka” opisuje zakład produkcyjny, który wykorzystuje technologię cyfrową, aby uczynić swoje operacje bardziej przejrzystymi, responsywnymi i wydajnymi w porównaniu z tradycyjnymi zakładami produkcyjnymi.
„Inteligentny” w kontekście inteligentnej fabryki odnosi się do zdolności zakładu do zbierania, przesyłania i przetwarzania danych operacyjnych w czasie rzeczywistym w sposób, którego nie da się osiągnąć za pomocą ręcznej obserwacji i okresowego raportowania.
W tradycyjnym zakładzie produkcyjnym występują znaczne opóźnienia w przesyłaniu informacji.
Kierownik produkcji dowiaduje się z raportu ze spotkania w poniedziałkowy poranek, że w zeszłym tygodniu linia 3 miała niską OEE.
Kierownik ds. utrzymania ruchu dowiaduje się z dzisiejszego poranka, że wczoraj nastąpiła awaria prasy hydraulicznej w komórce nr 4.
Dyrektor zakładu dowiaduje się z raportu zespołu finansowego z końca miesiąca, że koszty utrzymania przekroczyły założony budżet.
Wszystkie informacje operacyjne docierają do nas po fakcie, w tempie, które pozwala na pogorszenie się sytuacji zanim stanie się ona oczywista.
Inteligentna fabryka eliminuje te opóźnienia.
Kierownik produkcji na bieżąco obserwuje spadek wskaźnika OEE linii 3 i identyfikuje rozwijającą się usterkę, zanim doprowadzi ona do zatrzymania produkcji.
Kierownik ds. utrzymania ruchu otrzymuje zlecenie robocze na podstawie stanu w chwili, gdy czujnik wykryje rozwijającą się usterkę łożyska w prasie hydraulicznej, zanim usterka spowoduje zatrzymanie prasy.
Dyrektor zakładu monitoruje na bieżąco koszty utrzymania przypadające na wyprodukowaną jednostkę na pulpicie nawigacyjnym i przewiduje, że trend spadkowy nastąpi na trzy tygodnie przed końcem miesiąca. Jest jeszcze czas na zbadanie sprawy i interwencję.
Transformacja operacyjna inteligentnej fabryki nie polega przede wszystkim na futurystycznej automatyzacji ani na halach produkcyjnych wypełnionych robotami.
Chodzi o zastąpienie opóźnień w przekazywaniu informacji ich natychmiastowością, wiedząc, co dzieje się na hali produkcyjnej, w momencie, gdy to się dzieje, a nie dopiero po fakcie.
Możliwości inteligentnej fabryki rozwijają się warstwowo, z których każda jest zależna od poprzedniej.
Zrozumienie tych warstw wyjaśnia, dlaczego niektóre organizacje inwestują w technologię inteligentnych fabryk i widzą ograniczone rezultaty, zainwestowały w wyższe warstwy, nie budując fundamentów niższych warstw, od których zależą te aplikacje.
Warstwa 1: Łączność
Pierwszą i najbardziej podstawową warstwą jest podłączenie maszyn produkcyjnych do sieci cyfrowych.
Integracja PLC dla nowoczesnych urządzeń zautomatyzowanych.
Urządzenia bramkowe IoT dla starszego sprzętu bez interfejsów sieciowych.
Komputerowe widzenie dla stacji manualnych i hybrydowych.
Bez tej warstwy łączności każda kolejna funkcja inteligentnej fabryki nie będzie miała dostępu do danych, na których mogłaby pracować.
W zakładzie, w którym nie ma łączności z maszynami, nie można wdrożyć monitorowania OEE, konserwacji opartej na stanie technicznym, analizy predykcyjnej ani żadnych innych aplikacji inteligentnej fabryki opartych na danych.
Obiekt, w którym podłączonych jest 80% zasobów poziomu 1, może wdrożyć wszystkie te aplikacje w ramach tych podłączonych zasobów.
Inwestycja w warstwę łączności nie jest inwestycją na przyszłość, jest to bezpośredni warunek wstępny wszelkich usprawnień operacyjnych, jakie umożliwia technologia inteligentnej fabryki.
Warstwa 2: Widoczność
Druga warstwa konwertuje połączone dane maszynowe na widoczność operacyjną w czasie rzeczywistym.
Monitorowanie OEE w ramach modelu Six Big Losses.
Monitorowanie stanu aktywów w odniesieniu do ustalonych wartości bazowych.
Przejrzystość harmonogramowania produkcji, uwzględniająca ograniczenia związane z konserwacją.
Ta warstwa odpowiada na podstawowe pytanie: co dzieje się w tej chwili na hali produkcyjnej?
Najbardziej znaczące usprawnienia inteligentnych fabryk zaczynają się od warstwy widoczności, ponieważ zastępuje ona zarządzanie oparte na założeniach, typowe dla tradycyjnych zakładów, zarządzaniem opartym na dowodach, które umożliwiają dokładne dane w czasie rzeczywistym.
Warstwa 3: Akcja
Trzecia warstwa przekształca dane dotyczące widoczności w automatyczne odpowiedzi, które poprawiają wyniki operacyjne bez konieczności pośrednictwa człowieka w podejmowaniu rutynowych decyzji.
Zlecenia na prace konserwacyjne oparte na stanie są generowane automatycznie, gdy trendy wydajności OEE przekroczą skonfigurowane progi degradacji.
Automatyczna wysyłka na urządzenia mobilne techników ds. konserwacji danych dotyczących historii maszyny i dostępności części.
Alerty jakościowe generowane na podstawie danych z systemu kontroli przed opuszczeniem stanowiska produkcyjnego przez produkt niezgodny z wymaganiami.
Ta warstwa wypełnia lukę między wiedzą a działaniem, przekształcając informacje operacyjne w reakcję operacyjną bez opóźnień, jakie wprowadzają ludzkie łańcuchy koordynacyjne.
Warstwa 4: Optymalizacja
Czwarta warstwa wykorzystuje zgromadzone dane operacyjne w celu optymalizacji procesów, harmonogramów i programów konserwacji.
Modele konserwacji predykcyjnej trenowane w oparciu o historyczne dane dotyczące awarii.
Optymalizacja harmonogramu produkcji umożliwiająca jednoczesne zrównoważenie zobowiązań klientów, dostępności sprzętu i wymagań konserwacyjnych.
Optymalizacja odstępów między przeglądami konserwacyjnymi przy użyciu skumulowanych danych w celu kalibracji częstotliwości konserwacji w zależności od rzeczywistego zachowania się awarii.
Ta warstwa wymaga dojrzałości danych, którą zapewniają pierwsze trzy warstwy, zwykle 12–24 miesiące czystych, połączonych danych operacyjnych, zanim modele optymalizacyjne zaczną przynosić wiarygodne wyniki.
Warstwa 5: Autonomia
Piąta warstwa reprezentuje najbardziej zaawansowaną funkcję inteligentnej fabryki, systemy produkcyjne, które same dostosowują się do zdefiniowanych parametrów i nie wymagają ludzkiej ingerencji w podejmowanie rutynowych decyzji.
Autonomiczne planowanie konserwacji, które dostosowuje odstępy między przeglądami konserwacyjnymi na podstawie danych o stanie pojazdu w czasie rzeczywistym.
Samoregulująca się kontrola procesu, która utrzymuje parametry jakościowe zgodnie ze specyfikacją bez ingerencji operatora.
Predykcyjne zarządzanie łańcuchem dostaw, które przewiduje zapotrzebowanie na części zamienne i automatycznie inicjuje ich zakup.
Ta warstwa stanowi obecną granicę rozwoju inteligentnych fabryk i jest osiągalna w przypadku określonych zastosowań w organizacjach dysponujących dużymi zasobami i dojrzałymi podstawami danych.
Abstrakcyjne opisy poszczególnych warstw inteligentnej fabryki są mniej przydatne niż konkretne ilustracje wpływu możliwości inteligentnej fabryki na codzienne operacje produkcyjne.
Przed wprowadzeniem inteligentnej fabryki:
Wałek rozrządu maszyny napełniającej ulega zużyciu.
Zużycie powoduje stopniowo zwiększające się odchylenie czasu cyklu.
Żaden system monitorujący nie wykrywa odchyleń, ponieważ wydajność produkcji jest mierzona na podstawie raportów operatorów na koniec zmiany, które są zaokrąglane do najbliższych pięciu minut.
Krzywka nadal się zużywa.
Po trzech tygodniach od momentu rozpoczęcia zużycia krzywka ulega całkowitej awarii mechanicznej, która zatrzymuje linię na sześć godzin.
Części zamienne do pojazdów dostawczych są nabywane po najwyższych cenach.
Praca w godzinach nadliczbowych ma na celu rekompensatę utraconej produkcji.
Utrata dostępności OEE na skutek sześciogodzinnego postoju jest rejestrowana w cotygodniowym raporcie OEE, omawianym na poniedziałkowym spotkaniu i przypisywana „awarii sprzętu” bez podania konkretnej przyczyny.
Po osiągnięciu możliwości inteligentnej fabryki na poziomach od 1 do 3:
Ta sama maszyna napełniająca jest wyposażona w sterownik PLC podłączony do platformy monitorującej OEE i CMMS.
Platforma stale monitoruje czas cyklu w odniesieniu do normy dla wytwarzanego produktu.
Gdy zużycie krzywki rozrządu powoduje 6% wydłużenie czasu cyklu w ciągu czterech godzin, platforma wykrywa odchylenie i generuje zlecenie robocze na podstawie stanu.
Zlecenie robocze jest wysyłane na urządzenie mobilne technika ds. konserwacji wraz z dołączonymi danymi dotyczącymi trendu czasu cyklu maszyny, najbardziej prawdopodobnymi przyczynami odchyleń czasu cyklu w danym typie maszyny oraz potwierdzeniem, że krzywka zamienna znajduje się w odpowiednim magazynie.
Technik przeprowadzi dochodzenie w trakcie następnego zaplanowanego okresu konserwacji.
Zużytą krzywkę wymienia się w ramach planowej interwencji.
Sześciogodzinne awaryjne zatrzymanie nie nastąpiło.
Plan produkcyjny został zrealizowany.
Koszt konserwacji to koszt planowej wymiany wałka rozrządu, a nie doraźnej naprawy z nadgodzinami i częściami wysokiej jakości.
To nie jest scenariusz przyszłości.
Jest to obecna rzeczywistość operacyjna zakładów produkcyjnych, które wdrożyły warstwy 1–3 możliwości inteligentnej fabryki.
Zysk finansowy z inwestycji w inteligentną fabrykę można mierzyć na każdym poziomie i jest on zawsze większy niż wymagana inwestycja.
Zwroty warstwy 1 i 2: poprawa widoczności OEE
Pierwszym mierzalnym zyskiem z inwestycji w łączność i widoczność inteligentnych fabryk jest poprawa dokładności OEE.
Dane OEE połączone z maszyną ujawniają, że rzeczywista wartość OEE jest niższa o 8–15 punktów od wartości OEE podawanej przez operatora, którą zakład wykorzystuje do zarządzania.
Program udoskonaleń, który został skalibrowany w oparciu o raportowany wskaźnik OEE wynoszący 82%, został ponownie skalibrowany w oparciu o rzeczywisty wskaźnik OEE wynoszący 71%.
Dodatkowa odzyskiwalna wartość produkcji ujawniona dzięki dokładnym pomiarom jest pierwszym zyskiem finansowym, nie wynikającym ze zmian operacyjnych, lecz ze zrozumienia prawdziwej skali możliwości.
Warstwa 3 powraca: poprawa dostępności OEE dzięki konserwacji opartej na stanie
Drugim mierzalnym zyskiem jest poprawa dostępności OEE dzięki konserwacji opartej na stanie technicznym, którą umożliwia funkcja warstwy 3.
Awarie, które mogłyby spowodować nieplanowane przestoje, są wykrywane wcześnie i podejmowane są zaplanowane interwencje konserwacyjne.
Częstotliwość nieplanowanych przestojów spada.
Komponent dostępności OEE ulega poprawie.
W przypadku linii produkcyjnej generującej 400 euro na godzinę, 5-punktowa poprawa dostępności OEE przekłada się na około 1400 euro dodatkowej wartości produkcji na każdą 8-godzinną zmianę.
Warstwa 4 przynosi: Redukcja kosztów utrzymania dzięki zoptymalizowanym programom
Trzecim mierzalnym zyskiem jest redukcja kosztów konserwacji dzięki optymalizacji interwałów konserwacji predykcyjnej i konserwacji predykcyjnej, którą umożliwia funkcja warstwy 4.
Wyeliminowano zbędne konserwacje aktywów wymagających nadmiernej konserwacji.
Liczba nagłych napraw ulega dalszemu zmniejszeniu, ponieważ konserwacja predykcyjna pozwala na dokładniejsze oszacowanie czasu wystąpienia awarii.
Koszty utrzymania na jednostkę wytworzonej produkcji maleją w miarę jak poprawia się stosunek produkcji planowanej do reaktywnej, a premie za zamówienia awaryjne maleją.
Możliwości inteligentnych fabryk nie ograniczają się do dużych globalnych producentów posiadających dedykowane zespoły zajmujące się transformacją cyfrową.
Dostępność sprzętu do łączności maszyn, platform monitorujących w chmurze i aplikacji CMMS dostosowanych do urządzeń mobilnych obniżyła próg inwestycji w inteligentne fabryki do poziomu, który mogą zaakceptować producenci średniej wielkości.
Producent żywności z Europy Środkowej zatrudniający 150 osób może wdrożyć monitorowanie OEE połączone z maszynami oraz konserwację opartą na stanie technicznym na swoich głównych liniach produkcyjnych w ciągu trzech do czterech miesięcy, a całkowita inwestycja zwraca się w ciągu pierwszego roku działalności.
Producent wdraża warstwy od 1 do 3 możliwości inteligentnej fabryki.
Nie chodzi o budowę autonomicznej fabryki, która nie ma świateł.
Chodzi o zbudowanie hali produkcyjnej, na której zespół ds. konserwacji wie, co maszyny komunikują na temat swojego stanu, zanim maszyny zaczną komunikować się w przypadku awarii.
To właśnie możliwości inteligentnej fabryki mają znaczenie dla większości operacji produkcyjnych.
Nie sztuczna inteligencja.
Nie są to roboty autonomiczne.
Połączone maszyny. Dane w czasie rzeczywistym. Reakcje konserwacyjne oparte na stanie technicznym.
Te trzy możliwości, jeśli zostaną dobrze wdrożone, skutkują poprawą OEE i obniżeniem kosztów konserwacji, co sprawia, że inwestycja w inteligentną fabrykę staje się opłacalna.
Czy inteligentna fabryka to to samo, co Przemysł 4.0?
Inteligentna fabryka i Przemysł 4.0 opisują tę samą transformację z różnych perspektyw.
Przemysł 4.0 to szeroka koncepcja technologiczna i ekonomiczna, czwarta rewolucja przemysłowa napędzana cyfrową integracją systemów produkcyjnych.
Inteligentna fabryka stanowi operacyjny wyraz tej koncepcji, tak wygląda zakład produkcyjny, gdy w jego procesach produkcji i konserwacji stosuje się technologie Przemysłu 4.0.
Przemysł 4.0 to podstawa. Rezultatem jest inteligentna fabryka.
Ile czasu zajmuje zbudowanie inteligentnej fabryki?
Harmonogram zależy całkowicie od punktu początkowego i docelowego poziomu możliwości.
Osiągnięcie poziomów 1 i 2, łączności maszyn i widoczności OEE, zajmuje zwykle od trzech do sześciu miesięcy w przypadku średniej wielkości zakładu produkcyjnego, który zaczyna od odłączonej linii bazowej.
Osiągnięcie poziomu 3, realizacja konserwacji opartej na stanie, zajmuje zazwyczaj od sześciu do dwunastu miesięcy od momentu nawiązania połączenia początkowego.
Optymalizacja warstwy 4 wymaga 18–36 miesięcy gromadzenia połączonych danych, zanim modele optymalizacyjne staną się niezawodne.
Osiągnięcie autonomii warstwy 5 dla określonych aplikacji jest dla większości organizacji procesem trwającym wiele lat.
Czy mali producenci mogą budować inteligentne fabryki?
Tak. Próg inwestycyjny dla możliwości inteligentnej fabryki znacznie się obniżył, ponieważ spadły koszty sprzętu, a oprogramowanie w chmurze zastąpiło infrastrukturę lokalną.
Mały producent posiadający pięć linii produkcyjnych może wdrożyć monitoring OEE połączony z maszyną i konserwację opartą na stanie technicznym swoich najważniejszych zasobów przy kosztach i poziomie złożoności proporcjonalnym do skali swojej działalności.
Koncepcja inteligentnej fabryki skaluje się do wielkości operacyjnej. Zasady obowiązują niezależnie od skali obiektu.
Inteligentna fabryka to nie cel, który większość producentów osiąga w określonym terminie. To kierunek, w którym każdy producent może podążać już dziś, stawiając na łączność maszyn jako pierwszy krok i narastającą poprawę operacyjną jako nagrodę za każdy kolejny krok.
OEE prosto z maszyn, bez ręcznego wpisywania danych?
Zobacz na żywo
Zaloguj
Blog
