Цифровые заводы: умное производство для Индустрии 4.0

Что такое цифровой завод?

Цифровой завод использует технологии для автоматического обмена информацией в цифровом виде по всей операции, включая данные от материалов, людей и станков. Цифровое производство опирается на интегрированную систему, состоящую из технологий симуляции, подключенного оборудования и инструментов сотрудничества.

Не существует одной технологии, которая превращает аналоговый завод в цифровой. Однако есть много общих технологий и черт, которыми обладают цифровые заводы, и производители, комбинирующие несколько технологий, с наибольшей вероятностью считаются «цифровыми заводами».

Цифровые заводы — результат стратегии цифровой трансформации для использования данных от людей, оборудования и систем для выявления и приоритизации инициатив по непрерывному улучшению. Технологии, которые можно найти в цифровом заводе, включают:

Промышленный интернет вещей (IIoT)

Это состоит из небольших датчиков и другого оборудования, которые подключены и общаются друг с другом. Они могут использоваться для управления активами, снижения энергопотребления через умные HVAC и освещение, или сбора данных со станков, хотя вариантов использования IIoT в производстве практически неограниченное множество.

Big Data

Когда устройства IIoT собирают данные, они должны куда-то деваться. То же касается других данных, которые производители обычно собирают: данные клиентов, производственные данные, данные поставщиков и т.д. Big Data просто относится к этим огромным хранилищам информации, из которых производители могут черпать, а также способам сортировки и управления этой информацией для использования с другими инструментами и аналитическим ПО. Заинтересованы в изучении этой концепции? Прочитайте нашу полную статью «Industrial DataOps».

Предиктивная аналитика и машинное обучение

В производстве, как и в других отраслях, машинное обучение и предиктивная аналитика — один из вариантов использования собранных выше данных. Данные можно комбинировать и использовать для питания моделей ML, предлагающих инсайты для принятия решений из наборов информации, слишком сложных для людей, чтобы извлечь из них ценность в одиночку. ML и предиктивная аналитика могут использоваться для прогнозирования спроса, выполнения предиктивного и прескриптивного обслуживания станков, выявления возможностей на рынке и многого другого. Это очень мощный аспект цифрового завода.

Автоматизация

С умными, подключенными станками появляется возможность для людей выйти из цикла и позволить автоматизации войти. Во многих случаях станки лучше способны выполнять задачи быстрее и точнее, чем их человеческие коллеги. Промышленная автоматизация освобождает этих людей для фокуса на других сложных когнитивных задачах, которые лучше подходят для человеческого ума, чем для машинного (по крайней мере, на сегодня).

Некоторые цифровые заводы доводят автоматизацию до следующего уровня, используя техники lights-out manufacturing, полностью убирая людей из производственного процесса. Термин происходит от возможности запустить завод, выключить свет и уйти с пониманием, что завод будет продолжать производить даже 24 часа в сутки без человеческого вмешательства.

Облачные и периферийные вычисления (Edge Computing)

Облачные технологии наделяют цифровые заводы способностью хранить и анализировать огромные массивы данных, используя безопасное совместное оборудование, доступное через веб. Облачные технологии предоставляют производителям более быстрые и мощные машины и большие емкости хранения (с большей защитой), чем обычно возможно закупить и поддерживать инхаус.

Периферийные вычисления берут данные, идущие с цеха, и обрабатывают их рядом, устраняя время ожидания загрузки в облако, анализа и перераспределения информации обратно на цех. Edge computing обеспечивает аналитику в реальном времени и ультрабыстрое принятие решений на основе данных, и идеально подходит для механизмов безопасности, предиктивного обслуживания и подобных задач, чувствительных ко времени.

Что еще общего у цифровых заводов?

• Без бумаги: Поскольку процессы оцифрованы, в цифровом заводе нет необходимости в бумаге. Все хранится в облаке или локально в цифровом формате.
• Связанный стек: Как упоминалось, речь идет не об одной технологии, а о системе интегрированных технологий. Это может включать данные PLC с цеха, объединенные с данными ERP, MES и SCADA и т.д. Этот обмен информацией между станками позволяет быстрое, data-driven, machine-led принятие решений на всех уровнях производственного процесса.
• Метрики в реальном времени: Для работы с эффективностью, ожидаемой от цифрового завода, производители должны иметь доступ к метрикам в реальном времени, позволяющим корректироваться на лету, чтобы убедиться, что производственные цели и другие инициативы продолжают выполняться — никаких сюрпризов.
• Big Data Analytics: Наличие тонн данных бесполезно, если они не обработаны и не проанализированы. Этот тип анализа помогает цифровым заводам принимать более обоснованные решения, основанные на цифрах, позволяя выявлять тренды, возможности, проблемы и области для повышения эффективности.

Каковы преимущества цифрового завода?

Одним из самых очевидных преимуществ цифрового завода — массивный буст эффективности. Убирая неэффективные человеческие процессы принятия решений, которые могут быть не только медленными, но и предвзятыми или просто неверными, заводы могут производить больше с меньшим — меньше времени, меньше материальных ресурсов, меньше поломок, меньше брака и т.д.

Хотя многие сотрудники производства беспокоятся, что нашествие автоматизации и других цифровых технологий лишит их работы, цифровое производство открывает возможности для новых, более высокооплачиваемых рабочих мест, которые многие находят более вовлекающими и полноценными. Эти более высокооплачиваемые работы также привлекают молодых талантов в отрасль с новыми инсайтами и концепциями для улучшения объекта.

В том же духе, цифровые заводы — пластырь для инноваций. Благодаря гибкости, вложенной в систему через аналитику в реальном времени, есть больше места для экспериментов, креативности, поиска решений новых проблем на рынке и тестирования идей в масштабе без траты лишних ресурсов.

Цифровые заводы даже видят рост удовлетворенности клиентов, потому что затраты могут снижаться, сроки доставки — сокращаться, при этом качество и согласованность растут.

ПО для цифрового завода

MachineMetrics поддерживает инициативы цифрового завода на каждом уровне внедрения. От наших высокоскоростных коннекторов данных, собирающих данные станка прямо из источника на 1 кГц (в 1000 раз быстрее, чем 1 Гц, доступные на большинстве промышленных датчиков), до нашего ПО для стандартизации данных, гарантирующего, что собираемая информация работает вместе и дает результаты немедленно.

Наши облачные и периферийные возможности поддерживают как глубокую аналитику и долгосрочное хранение в облаке, так и почти мгновенный анализ в реальном времени для быстрого принятия решений на периферии.

А на поверхности наши настраиваемые дашборды предлагают множество представлений ваших данных, будь то квартальный обзор для директоров или статистика производства в реальном времени на цехе — каждый может получить доступ к нужной информации когда нужно в простом для понимания, цветокодированном формате. И для работников цеха мы предлагаем планшеты прямо на оборудовании, чтобы они могли накладывать человеческий контекст на собираемые нами данные — мы расширяем возможности людей, а не убираем их из цикла. Всё это плюс промышленная безопасность принесли нашим клиентам ROI всего за пять дней.

Обратитесь к нашей команде, чтобы узнать больше о MachineMetrics, или закажите демо сегодня.