Сбор данных: краеугольный камень успеха умного производства

Умное производство достигается сбором данных, говорит Коен Хюсман, вице-президент CGI, Consulting Services Manufacturing Center of Excellence.

Один изолированный сбой в производственном процессе может стать вопросом жизни и смерти, когда фармацевтические гиганты бегут против часов, производя вакцины против COVID-19.

CGI лидирует в консалтинге глобальных производителей — от химических заводов до молочных компаний и дискретных производителей — о том, как сделать следующий шаг в цифровом пути к Индустрии 4.0 — шаге, который также облегчил бы производственные проблемы. ИТ- и бизнес-консультанты CGI помогают предприятиям собирать данные для создания гибких, устойчивых цепочек поставок, достаточно отзывчивых для выявления и быстрого исправления операционных проблем.

Коен Хюсман, вице-президент по производству CGI Nederland, соглашается, что пандемия накладывает нагрузку на компании и подчеркивает необходимость для производителей начать уходить от силосного подхода к интегрированному end-to-end процессу.

«Многие клиенты имеют производственные объекты, работающие с 70-х или 80-х годов, и задача — привести их в соответствие с Индустрией 4.0 — жизнь данных в производственной компании не может быть проигнорирована», — сказал Хюсман.

«В этом месяце мы услышали, что вакцины в Нидерландах задержаны, потому что одна из крупных фармакомпаний имела проблему на заводе. И теперь все хотят знать, почему возникла эта проблема. Но не легко получить ответы, так как завод работает в большой экосистеме. Помимо того, что вакцины содержат живые организмы. У вас много разных машин, и любая из них может привести к ошибке. И вся эта информация сидит в силосах — это информация без контекста», — сказал он.

Хюсман возглавляет команду в CGI, помогающую производственным компаниям оптимизировать операции и строить гибкие цепочки поставок с сильной методологией Manufacturing Atlas, предоставляя инновационные решения для адресации новых рыночных реалий и удовлетворения потребностей клиентов.

Преодоление разрыва между OT и IT

«Сбор информации со всех систем — ключ к предоставлению всех ответов, необходимых для управления заводом, и жизненно важен для достижения конечных целей и стратегического видения», — указывает Хюсман.

«Многие старые заводы все еще имеют много трудоемких процессов. Мы помогаем клиентам выявить их следующие шаги и поддерживаем в пути автоматизации процессов от заказа к производству к контролю качества к доставке. Охватывая процессы по всей end-to-end цепочке создания стоимости, включая логистику, контроль качества и производственные шаги, а также поддержку оборудования на заводе. Вместе с клиентами мы все больше фокусируемся на безопасности и устойчивости.

«Для этого, а также для их целей эффективности и продуктивности, им нужно принимать решения на основе фактов. Производители хотят использовать свои данные для лучших решений. Заводы — крупнейшие генераторы данных, и производителям трудно осмыслить их. Сначала нужно собрать, а потом контекстуализировать, чтобы раскрыть ценность».

Хюсман рассказывает больше об Automation Operational процессе и о том, как CGI преодолевает разрыв между операционной технологией (OT) и информационной технологией (IT).

«У нас сильная методология помощи нашим производственным клиентам в их пути к большей зрелости процессов и автоматизации на заводах», — сказал он.

«Пример — один из наших химических клиентов, где мы построили полностью интегрированный завод. Заказы, приходящие из их SAP-системы, запускают производство в цехах. Каждый производственный шаг выполняется автоматизированно до грузовика, который управляется в своей навигационной системе к правильному силосу для забора готового продукта и доставки клиенту».

«Для этого клиента мы запрограммировали программируемые логические контроллеры (PLC) на цехе, управляющие насосами, клапанами и сосудами, прямо через их системы поддержки решений в пульте управления и в MES (manufacturing execution systems). Мы можем отслеживать и трассировать, взвешивать и дозировать, учиться улучшать эффективность и больше. В данный момент мы работаем над подключением этого к внешнему миру интеграцией завода с логистикой».

«Так многие производственные операции могут улучшиться, но только процесс-за-процессом или машина-за-машиной. Мы пытаемся действительно понять, где ценность этого процесса с точки зрения конечного клиента. Мы можем действительно сэкономить огромные суммы для клиентов и одновременно улучшить качество процесса. Если вы автоматизируете процессы, вы автоматически улучшаете безопасность».

Manufacturing Execution Systems

Но как подойти к сбору старых данных по множеству сайтов в устоявшихся производственных операциях, идущих 50 лет назад?

«Заводы обновляются совсем другой скоростью по сравнению с ИТ-системами. Поэтому мы строим платформы, которые могут подключать все источники данных на заводе к платформе независимо от возраста и технологии. Они позволяют нашим клиентам принимать хорошо информированные решения», — объяснил Хюсман.

«MES и эти данные-платформы вместе позволяют нашим клиентам не только собирать традиционную информацию, уже подключенную, но также получать и собирать информацию от насосов, сосудов и всего на заводе, что ранее никогда не было подключено».

«Потом мы добавляем сенсоры на оборудование, например для теплообмена и измерения вибрации или потока. Так заводы никогда не просто старая технология. Они всегда микс старого и нового и коммуницируют разными способами. Мы делаем соединения для получения данных, но потом также привносим контекст в данные».

CGI регулярно проверяет клиентов по их цифровому опыту и MES-опыту через свой MES-опрос. «Этой осенью мы запустим новый MES-опрос, который позволит нам исследовать и представить последние тренды», — сказал Хюсман.

Ключевые партнерства на пути к Индустрии 4.0

Партнерство CGI с SAS — важное для обеих сторон.

Хюсман сказал: «MES-системы предоставляют ключевую информацию о заводах для помощи клиентам в улучшении производственных процессов. SAS — платформа для аналитики, уникально позиционированная. У них процесс непрерывного сбора данных, анализа данных и улучшения процессов через нашу платформу».

«ИИ — интегральная часть их платформы. Когда внедрен правильно, это где реальные данные из производства собираются. Время играть и доказывать концепции с ИИ позади нас. Мы видим, что организации масштабируют ИИ, и для этого нужен сильный платформенный партнер вроде SAS. Что мы добавляем как CGI — наше техническое и бизнес-знание для предоставления правильного контекста и создания ценности».

CGI также партнерит с Hexagon, Aveva и Trendminer. «Hexagon — один из наших партнеров в автоматизации ручных процессов. Например для одного из производственных клиентов мы совместно поддерживаем автоматизацию формулировки их продуктов. С этим решением наш клиент может вводить новые рецепты в производство стандартизированным и автоматизированным способом, делая производство и смену продукта безопаснее и намного эффективнее».

«С Aveva мы спроектировали и построили стандартизированные MES-платформы, поддерживающие стандартизацию процессов по заводам. ИИ часть этой платформы для более зрелых заводов для оптимизации качества, эффективности и безопасности».

«Trendminer — действительно один из наших ключевых партнеров. Self-service аналитические платформы вроде Trendminer созданы для комбинирования источников данных стандартизированным способом, однажды данные контекстуализированы, они дают инсайты для прорывных улучшений. Где SAS содержит более продвинутые опции для ИИ и глубокого анализа, self-service инструменты вроде Trendminer — для более прагматичного использования близко к производству».

Кибербезопасность в производстве защищает золото

Критически важно, чтобы производители не только планировали Индустрию 4.0, но и держали данные в безопасности при цифровом переходе. Данные — золото, так как данные остаются безопасными при этом сборе?

«Это, пожалуй, одна из крупнейших тем, в которых мы активны. С нашими MES и аналитическими пропозициями мы помогаем клиентам разблокировать данные из производственных операций. Эти платформы обычно хорошо защищены по последним стандартам».

«Уязвимость находится больше в OT-среде. На современных заводах почти каждое новое оборудование сейчас подключено, но старые устройства не всегда защищены в соответствии с последними ИТ-стандартами безопасности».

«Поэтому мы пытаемся огородить такое оборудование. Но защита активов никогда не должна идти в ущерб использованию. У нас есть OT-специалисты по безопасности, помогающие клиентам с закреплением оборудования. Мы защищаем устройства разными способами, чтобы мы могли копать золото, не экспонируя его внешнему миру», — сказал Хюсман.

Что такое Четвертая промышленная революция?

Индустрия 4.0 относится к трансформации в способе производства и доставки товаров — движению от промышленной автоматизации и гибкого завода к полностью подключенным заводам, основанным на применении новых технологий.

Для конкурентного преимущества производители признали, что должны использовать цифровые технологии пост-COVID. Новые технологии развиваются с возрастающей скоростью; позволяют способы работы, невозможные раньше. Технологии также энаблят друг друга: self-service аналитика, IoT, ИИ, облако, мобильность, квантовые вычисления, 5G, в комбинации с сильным видением и процессом позволят и заставят производителей стать более гибкими и отзывчивыми.

Пример: безопасная беспроводная коннективность в комбинации с доступными сенсорами позволяет получать данные из производственных сегментов, никогда раньше не измерявшихся. Обратная связь в PLC дает возможность заводской автоматизации, делая промышленную автоматизацию возможной в гораздо большем масштабе, что в свою очередь повысит продуктивность и производительность.

С вычислительной мощностью облака ИИ-алгоритмы могут анализировать огромные объемы данных и создавать обучение из этих данных автоматизированным способом. Это обучение может использоваться для оптимизации процессов на заводах способом, невозможным до нескольких лет назад.

Огромные выгоды ждут отрасли, идущие в цифру — в производстве это позволяет гибкое производство, позволяя умным заводам быстро переключать производственные линии для сокращения лид-таймов и быстрого выявления сбоев.

Для ускорения умного производства, цифровые двойники машин и операций будут необходимостью для безопасной симуляции и интеллектуальной оптимизации, как и заводская автоматизация и real-time контроль оборудования и задач.

Инсайты, на которые можно действовать

В году, когда CGI отмечает 45-летие, с новым слоганом Insights you can act on, Хюсман дает прогнозы на 2021.

Какой ваш топ-инсайт на 2021?

«Взаимодействие между людьми и встречи на цехе вернутся, но не 24/7. Производство всё еще ключево, с новыми производственными операциями, строимыми в каждом регионе».

Какая новая технология, как вы думаете, будет иметь наибольшее влияние на производство?

«Я вижу идеальный шторм для ряда новых технологий взлететь в этот момент. Это подтвердилось в прошлом году прямо перед пандемией на веб-самите, посещенном лидерами мнений, учеными, студентами, стартапами и политиками вроде Тони Блэра и топ-CEO и предпринимателями. ИИ был годами, но теперь он поднимается на совершенно другой уровень, энаблед другими зревшими технологиями вроде облака и IoT. Квантовые вычисления еще не так велики, но объем инвестиций огромен и это будет иметь еще большее влияние на ИИ. Мы на пороге увидеть очень захватывающие вещи, энаблед всеми этими технологиями».