Как IoT и промышленная автоматизация движут инновации в производстве

По мере стремительного развития технологий многие отрасли находят новые способы создания и удержания ценности через их использование. На фоне регулярных новостей о дронах, 3D-печати и других привлекающих внимание инновациях, многие упускают из виду одну из крупнейших зон роста внедрения новых технологий — традиционное производство.

Для многих слово «производство» вызывает стандартные образы: скучные, шумные и грязные заводы, монотонный ручной труд операторов. Стереотипы оставались неизменными десятилетиями. Но в последние годы производство претерпело кардинальные изменения и обновило имидж, во многом благодаря тем же технологиям, что захватывают внимание потребителей в виде крутых гаджетов. Эта волна технологий превращает современный завод в умное, подключенное и цифровое предприятие.

Промышленная автоматизация

Промышленная автоматизация (подробная статья здесь) — это использование компьютеров и робототехники для выполнения функций станков быстрее и точнее, чем операторы-люди. Благодаря инструментам промышленной автоматизации заводы получают ряд преимуществ:

• Повышение производительности — производство с использованием робототехники и сложного оборудования увеличивает выход. В одном примере автозавод Ford в Германии зафиксировал 16% ежегодного роста производительности. Усталость, болезни, человеческие ошибки и текучесть кадров влияют на повседневную работу завода. Автоматизированные станки лишены этих проблем.
• Улучшение качества — промышленная автоматизация снижает ошибки на линии до ничтожно малых значений по сравнению с людьми. Сокращение потерь и времени простоя снижает затраты и укрепляет репутацию бренда у потребителей.
• Лучший контроль — на высокоавтоматизированных заводах автоматизация дает больший контроль над оборудованием на микро- и макроуровне. Роботов можно перепрофилировать без длительного обучения, необходимого людям. Принятие решений менеджерами улучшается за счет качественных данных, собираемых самими станками.

Промышленная автоматизация может быть интегрирована на разных уровнях по всему заводу. Это включает полевой уровень, где датчики и исполнительные механизмы фиксируют условия и запускают действия. Автоматизация также возможна на уровне управления, где ПЛК и другие программируемые логические устройства получают сигналы от датчиков и инструктируют станок о следующих шагах в оптимальный момент. И она применяется на уровне производственного контроля для мониторинга целей и расчета минимального простоя при переналадках.

Промышленная автоматизация позволяет построить интегрированную производственную систему, сужающую параметры качества и достигающую более высокой производительности за счет согласованной работы активов в единой системе автоматизации.

Инновационное производство

Хотя много написано о гибком производстве — способности быстро адаптироваться к изменениям и управлять ими — инновационное производство вышло на первый план в последние годы благодаря неотъемлемой связи с технологиями. Инновационные производители, как ожидается, движут изменения через инновации, используя новые технологии для создания более высокой ценности, разработки процессов, продуктов и даже разрушения целых рынков.

Инновационное производство может быть продуктово-ориентированным — внедрение новых уникальных продуктов для захвата потребителей и долей рынка. Однако инновации возможны и в других сферах:

• Инновации в сырье — постоянный поиск и оценка новых материалов и поставщиков в цепочке поставок.
• Процессные инновации — использование технологий для радикального сокращения времени производства и затрат.
• Менеджерские инновации — использование данных и технологий современной глубокой аналитики для создания новых рынков или бизнес-моделей.

Технологический прогресс также позволяет более комплексный подход к инновациям. Благодаря данным, аналитике, автоматизации и другим инструментам можно строить целые заводы, специально проектируемые для инновационного производства.

Например, оборудование может быть выбрано так, чтобы позволить производителю создавать новые уникальные продукты. Во многих случаях вся планировка завода, графики персонала и производственная система строятся вокруг обеспечения максимальной степени инноваций при создании новых продуктов. Кроме того, отделы разработки продуктов, инженерии и дизайна также включены в уравнение, используя новейшие технологии, ПО для моделирования и инструменты данных для значительного сокращения времени выхода на рынок.

Объединяя автоматизированный завод с инновационной стратегией, заводы любого размера могут повысить производительность, улучшить имидж бренда, снизить затраты и оставаться конкурентоспособными.

Промышленный интернет вещей (IIoT)

Пока промышленная автоматизация и инновационное производство являются сильными игроками в сегодняшней сверхконкурентной среде, именно текущие и будущие возможности Промышленного интернета вещей (IIoT) способны связать их воедино. Используя данные в реальном времени, захваченные через датчики и другое встроенное оборудование, IIoT применяет глубокую аналитику, ИИ и машинное обучение, позволяя компаниям экономить время и деньги, выявляя тренды и зоны для улучшения.

Современные IIoT-системы также способны на проактивное вмешательство. Это позволяет вносить микроскопические корректировки как в работу самого станка, так и в задачи планирования и расписания, например, изменение производственного расписания для минимизации времени переналадки.

IIoT-устройства позволяют заводам внедрять стратегии предиктивного обслуживания для предварительного выявления отказов деталей, планирования ремонта в оптимальное время, уведомления и управления запасами запасных частей, а также оповещения техников о предстоящем ремонте. Все это происходит без человеческого принятия решений, и результаты внедрения предиктивного обслуживания впечатляют. Многие предприятия достигли снижения запасов запасных частей на 25% и роста производительности на 25%.

Используя технологии IIoT, компании получают практически полную видимость производственных процессов. Влияние проявляется и в смежных функциональных областях. IIoT обеспечивает сквозной обзор: от закупки сырья и компонентов (а значит, прослеживаемости), через производство, до отгрузки готовой продукции.

Технология IIoT действует как множитель сил для преимуществ промышленной автоматизации и инновационного производства. Спроектировав производственную систему с робототехникой и полностью включенными ПЛК, она анализирует данные от этих автоматизированных устройств и предоставляет ценные производственные, технические, цепочки поставок, качественные и управленческие данные.

Способность выявлять тренды, формулировать и оттачивать ответы через машинное обучение, разрабатывать и автономно развертывать стратегии для расписания, кадров и множества других операций позволяет инновационному производству перейти на новый уровень. С его акцентом на итерации дизайна, изменение и разработку новых продуктов в короткие сроки, инновационные заводы становятся более эффективными в связке с IIoT.

Рост IIoT и промышленной автоматизации

Технология IIoT готова к экспоненциальному росту. Ожидается, что число подключенных устройств превысит 75 млрд к 2025 году, ставки и выгоды высоки. Но хотя IIoT уже является дирруптивным игроком в производстве, он становится еще мощнее в связке с заводами, имеющими высокую степень промышленной автоматизации или построенными вокруг концепции инновационного производства. И когда все три элемента объединяются, они формируют мощную тройку и модель будущего.