Что такое умное производство? Использование технологий для продвижения инноваций

Обновлено 13 апреля 2022 г.

Когда опасно ждать? Когда все остальные идут вперед. Разумным выбором является использование интеллектуальных производственных технологий раньше, чем позже. Industry Week сообщила, что большинство производственных компаний работали по крайней мере над одним проектом умного производства с конца прошлого года и что «переход к умному производству может помочь вам лучше и выгоднее обслуживать клиентов». Они также сказали, что многие предприятия экспериментируют, добавляя датчики к своему существующему оборудованию. Почему бы не попробовать?

Что подразумевается под «умным производством»?

Умное производство – это концепция использования данных в режиме реального времени для получения действенной информации, которая способствует совершенствованию процессов, оптимизации процессов, повышению степени использования оборудования и гибкому реагированию в рамках интеллектуальных производственных систем.

Такое использование данных приводит к созданию интеллектуальных производственных предприятий, где производственное оборудование интегрировано со сбором данных, аналитическими платформами и другими новыми технологиями. Для этого в интеллектуальном производстве используются различные технологии. Эти технологии и инструменты включают компьютерное управление, моделирование данных, робототехнику и периферийные вычисления.

Концепция «умного производства» существует уже много лет, но современные технологии делают ее реальностью. Это связано с растущим внедрением цифровых технологий в производственный процесс. По мере роста систем массового производства для удовлетворения потребностей потребителей в растущей глобальной экономике данные, созданные в результате слияния кибер-физических систем, все чаще используются для улучшения общих операций.

Производственное оборудование подключается датчиками или устройствами для мониторинга и сбора данных в процессе производства. Эти данные могут быть напрямую переданы в облако или могут быть обработаны краевыми или туманными вычислениями перед отправкой в ​​облако. Данные, получаемые облаком, используют множество новых технологий, таких как искусственный интеллект (ИИ), расширенный анализ данных, надежные алгоритмы машинного обучения и платформы мониторинга машин. Затем он преобразует данные в полезную информацию, которую можно использовать для более точного принятия решений.

Преимущества умного производства распространяются на все предприятие. Информация используется для решения проблем в цепочке поставок и разработки программ профилактического обслуживания. Интеллектуальное производство может даже предоставить ценную аналитику данных для повышения ценности программного обеспечения для планирования ресурсов предприятия (ERP).

Появление интеллектуальных технологий в обрабатывающей промышленности меняет то, как компании ведут бизнес. Благодаря интеллектуальному производству весь производственный бизнес может превратиться в более экономичную компанию, основанную на данных, которая получает значительные преимущества и революционизирует бизнес-процессы.

Как умное производство связано с Индустрией 4.0

Давайте посмотрим на развитие промышленного оборудования и рассмотрим каждую последующую революцию, которая привела к огромному росту производительности.

Во время первой промышленной революции производство перешло от ручного домашнего производства к фабричному. Такие инновации, как энергия воды и пара, сделали массовое производство обычным явлением.

Вторая промышленная революция привела к дальнейшим инновациям, таким как улучшение производства стали и электрификация заводов. Теперь человек может управлять машиной, чтобы производить гораздо больший объем товаров, чем в эпоху ручного производства.

Третья промышленная революция привела к тому, что компьютер ввел автоматизацию и вывел производственные процессы на еще более высокий уровень производительности. Это позволило значительно улучшить процессы и повысить эффективность.

Набор новых технологий в настоящее время обеспечивает четвертую промышленную революцию, известную как Индустрия 4.0. Он состоит из набора технологий, таких как промышленный Интернет, искусственный интеллект, машинное обучение, аддитивное производство, граничные вычисления, робототехника, дополненная реальность и другие интеллектуальные технологии.

Что такое Индустрия 4.0? Индустрия 4.0, также известная как Четвертая промышленная революция или 4IR, — это всеобъемлющий термин, обозначающий то, как компьютеры, данные и автоматизация развиваются и объединяются, чтобы изменить способ работы, и в частности производство. Прочтите полное руководство.

Эти технологии позволяют производственным предприятиям использовать огромные данные, создаваемые на каждой единице оборудования, для повышения эффективности, предоставления интеллектуальных услуг для получения дополнительной прибыли и развертывания киберфизических систем, повышающих операционную эффективность и влияющих на стратегию роста.

Вот некоторые ключевые области, в которых интеллектуальное производство связано с Индустрией 4.0:

• Значительно повышает операционную эффективность. Используя данные, компании могут создать сквозную визуализацию производственного процесса. Данные в режиме реального времени и расширенная аналитика данных означают, что теперь можно обнаружить ранее незамеченные тенденции. Затем эти данные могут быть контекстуализированы и доставлены пользователям — от интерактивных ЧМИ в месте эксплуатации до менеджеров или технических специалистов для более быстрого и точного принятия решений. Эти подключенные системы затем связываются с системами ERP, качественным программным обеспечением, финансовым программным обеспечением и другими функциональными областями. Это создает эффективную и продуктивную интеллектуальную среду.
• Сокращает время простоя машины. Время простоя — одна из самых значительных потерь ресурсов. Благодаря технологиям Индустрии 4.0 компании могут обнаруживать проблемы до того, как они возникнут. Аналитика данных обеспечивает информацию о состоянии станка вплоть до уровня шпинделя, позволяя операторам быстро вносить изменения. В случае незапланированных остановок техническим специалистам отправляются предупреждения и сигналы тревоги, которые затем могут подготовить оборудование и детали для ремонта во время следующей переналадки. Эта обработка больших данных означает, что компании могут разрабатывать предписывающие и прогнозирующие программы обслуживания на основе фактических условий, а также отслеживать и развертывать долгосрочную стратегию по сокращению простоев всего оборудования.
• Обеспечивает безопасность работников. Технологии Индустрии 4.0 помогают создать самую безопасную среду, когда-либо существовавшую на производстве. Робототехника, подключенная к заводской платформе мониторинга IIoT, может выполнять опасные задачи, ранее выполнявшиеся людьми. Аварийные сигналы и оповещения также позволяют операторам обнаруживать условия отказа и безопасно останавливать оборудование, защищая как операторов, так и оборудование от повреждений. Фактически, 41% производителей, использующих технологии Индустрии 4.0, сообщают о значительном повышении безопасности труда. Целые заводские системы мониторинга для обнаружения тепла, влажности, газа/дыма и других условий окружающей среды можно даже запрограммировать для работы в сочетании с оборудованием, чтобы создать интеллектуальную производственную экосистему с исключительными стандартами безопасности.
• Возьмет на себя управление запасами и их оптимизацию. Будь то сырье, незавершенное производство или готовая продукция, менеджер всегда думает о запасах. Умная фабрика может использовать технологии Индустрии 4.0 для точного сканирования при получении, местоположении и комплектации. Датчики и устройства, такие как RF, также позволяют отслеживать незавершенное производство, поэтому этапы с добавленной стоимостью являются точными в режиме реального времени. Платформы IIoT в Индустрии 4.0 обеспечивают глубокий анализ данных для надежного ABC-анализа, который помогает расставлять приоритеты для высокодоходных товаров во время скачков спроса или сбоев в цепочке поставок. Интегрируя данные в режиме реального времени с ERP и другим финансовым программным обеспечением, можно автоматизировать затраты на складские запасы.
• Значительно улучшает управление цепочками поставок. Управление цепочками поставок жизненно важно для производства. Использование датчиков, периферийных вычислений и промышленного интернета в интеллектуальном производстве позволяет многим технологиям Индустрии 4.0 повысить производительность цепочки поставок. Расширенный анализ данных означает, что компании могут устанавливать надежные MOQ. Это также позволяет им определить потребность в буферных запасах и соответствующим образом оптимизировать буферные запасы. Планирование спроса может быть смоделировано для получения точных прогнозов, а аналитические возможности систем позволяют надежно планировать действия на случай непредвиденных обстоятельств, чтобы опережать сбои.

Потенциал умного производства

Потенциал умного производства огромен. Интеллектуальные фабрики с подключенными устройствами могут предоставлять данные в режиме реального времени и подключаться к аналитическим механизмам с помощью облачных вычислений. Это соединение делает умную фабрику более гибкой и гибкой.

Данные управляют операциями и сообщают производителю, что делать. Это касается всего предприятия, а не только производственного отдела. Системы контроля качества могут использовать искусственный интеллект (ИИ) для визуального контроля на линии и точного веса и измерений на единицу продукции. Как и данные производственных систем, данные о качестве доступны сразу для принятия более эффективных решений.

Этот же набор датчиков обеспечит визуализацию состояния машины в режиме реального времени. Операторы могут быстрее реагировать на производство, сокращать время простоя, устранять замятия и сообщать о проблемах техническим специалистам. В сочетании с алгоритмами искусственного интеллекта и машинного обучения эти датчики и устройства могут создавать программы профилактического обслуживания, которые переводят техническое обслуживание машин из пассивного, реактивного состояния в упреждающую функцию с добавленной стоимостью. Это помогает производителям контролировать затраты, сокращать время простоя и продлевать срок службы оборудования.

Умное производство также может создавать новые продукты и услуги с добавленной стоимостью. Возможность мониторинга продукта в конце его срока службы меняет правила игры, открывая компаниям беспрецедентный уровень выездного обслуживания и помогая им разрабатывать более качественные продукты в будущем.

Этот потенциал уже проявляет себя через результаты. Что касается компаний, использующих технологию Индустрии 4.0 для развития интеллектуального производства, 88 % сообщают о повышении производительности, 74 % сообщают о повышении прибыльности, 43 % сообщают об увеличении удовлетворенности клиентов и 42 % сообщают об увеличении времени безотказной работы оборудования. Эти преимущества невозможно переоценить.

MachineMetrics предоставляет точные производственные данные в режиме реального времени для мгновенного наблюдения за операциями, обеспечивая интеллектуальное производство от цеха до верхний этаж.

Проблемы умного производства

Как и все революции, переход к полной цифровизации потребует времени. По пути необходимо преодолеть несколько препятствий. Они могут включать:

• Безопасность. Только в Интернете каждый день происходят десятки тысяч нарушений безопасности, и промышленный Интернет не исключение. Опасения по поводу безопасности системы уже давно беспокоят руководителей производства, но сегодняшние системы облачных вычислений более безопасны, чем когда-либо. Несмотря на то, что существует представление о слабой безопасности, реальность такова, что нарушения гораздо чаще происходят с пользовательских станций внутри компании, чем через взлом облака. Узнайте больше о безопасности для IIoT.
• Отсутствие единообразия. Несмотря на постоянное развитие интеллектуальных производственных технологий, отрасль по-прежнему сильно фрагментирована. Систем «сделай сам» предостаточно, и компаниям часто приходится сопоставлять устройства от одного поставщика с программным обеспечением от другого. Существуют также различные способы подключения, от проводного до беспроводного и сотового. Компаниям часто не хватает собственных навыков, необходимых для подключения, синхронизации и развертывания систем других поставщиков. MachineMetrics устраняет эту проблему с помощью набора готовых устройств, которые могут подключаться различными способами, чтобы гарантировать, что данные не только собираются, но также преобразуются и стандартизируются для повышения ценности.
• Совместимость. Многие программные системы поставщиков не полностью совместимы с устаревшим корпоративным программным обеспечением, что приводит к нежеланию развертывать их. В качестве альтернативы поставщики могут использовать силу IP программного обеспечения IoT, чтобы заставить производителей покупать дополнительное программное обеспечение, которое им не нужно или в котором они не нуждаются. Напротив, платформа MachineMetrics интегрируется через API с существующим корпоративным программным обеспечением, чтобы расширить его возможности, а не устареть.
• Потеря рабочих мест в производстве и ИТ. При большом количестве автономных или полуавтономных машин многие работники могут бояться потерять работу на производстве. Этот страх распространяется и на ИТ-специалистов, которые боятся, что их перегрузят развертыванием радикально новой системы, а потом их уволят и заменят роботом.

Применение IIoT с MachineMetrics

Промышленный Интернет вещей (IIoT) предлагает огромные возможности для создания умного производства на основе технологий Индустрии 4.0. MachineMetrics предлагает готовые функциональные возможности, чтобы сделать это реальностью. Наша платформа также обеспечивает расширенную аналитику, машинное обучение и подключение устройств на предприятии (включая новое OEM-оборудование и устаревшее аналоговое производственное оборудование).

MachineMetrics понимает, что интеллектуальное производство не обязательно должно быть дорогостоящим или ситуативным. Используя лучшую в своем классе платформу, компании могут реализовать преимущества интеллектуального производства и получить беспрецедентную экономию средств, более высокую производительность, лучшее качество, улучшенные процессы и конкурентное преимущество в своей интеллектуальной производственной среде.

Точные данные обеспечивают интеллектуальное производство

Заказать демо