Vereinheitlichte Daten steuern die Fabrik von morgen
Während der ersten, zweiten und einem großen Teil der dritten industriellen Revolution stellte die Fabrikhalle eine beträchtliche Reihe von Herausforderungen am Arbeitsplatz dar. Während wir jetzt mit KI die vierte industrielle Revolution anstreben, war der Bedarf an vernetzter und integrierter datengesteuerter Intelligenz so groß wie nie zuvor, argumentiert Alessandro Chimera, Director of Digitalisation Strategy bei TIBCO.
Durch die erste (Mechanisierung), zweite (Massenproduktion) und einen Großteil der dritten (digitalen) industriellen Revolution hat die Fabrikhalle eine beträchtliche Reihe von Herausforderungen am Arbeitsplatz mit sich gebracht.
Fabrikmanager befassen sich in der Regel mit Sicherheit, Produktionseffizienz, betrieblicher Logistik und Innovation und Entwicklung von physischen Arbeitsplätzen. Neben der Platzierung des Wasserkühlers, der Tee- und Kaffeezubereitungsmöglichkeiten und der Frage, wie man genügend Platz schafft, damit die Leute zur Mittagszeit Sandwiches essen können, lief die alte Fabrik für das letzte Jahrhundert oder länger eine ziemlich standardmäßige Vorlage.
Die Dinge haben sich offensichtlich geändert. Da wir jetzt weiterhin Maschinenbauwerke und Fabrikationsstätten vorantreiben, die das 3.0-Segment der digitalen industriellen Revolution bevölkern, werden wir jetzt auch anfangen, über die 4.0-Ära nachzudenken, in der die Industrie auch einen stärker datenzentrierten Geschäftsansatz verfolgt.
Die Fertigung benötigt eine 360-Grad-Sicht auf den Betrieb
Um diese neue Ära der modernen Fertigung erfolgreich online zu bringen, müssen Unternehmen Daten über Prozesse, Geräte und Geräte des Industrial Internet of Things (IIoT) hinweg intelligent verbinden. Tee und Kaffee werden weiterhin benötigt, aber Unternehmen müssen jetzt darüber nachdenken, wie sie Daten für einen besseren Zugriff und mehr Kontrolle vereinheitlichen können. Dieser Datenvereinheitlichungsprozess ist notwendig, da eine Produktionsstätte im Laufe der Jahre natürlich unterschiedliche Datenquellen erstellt, die jedoch in ihrem disparaten und getrennten Zustand keinen Einblick in einen End-to-End-Fertigungsprozess bieten können. Sobald die Daten vereinheitlicht und verwaltet sind, kann das Unternehmen zuversichtlich die Zukunft vorhersagen, um Kosten zu senken, den Betrieb zu verbessern und die Rentabilität zu steigern.
Was sind also die Mechanismen, die hier in der modernen Digital-First-Fabrik im Spiel sind? Woran sollten wir allgemein denken, wenn man bedenkt, dass die Fertigung digitale Plattformen traditionell langsam aufnimmt? Werden alle Arbeiter überhaupt in die Fabrikhalle gehen müssen, wenn das nächste Zeitalter der Robotik zum Tragen kommt, und wenn wir darüber nachdenken, müssen wir überhaupt Overalls und Stahlkappenstiefel tragen?
Wir müssen darüber nachdenken, wie wir zu einer anderen Arbeitsweise übergehen. Früher füllten Fabrikangestellte Arbeitsblätter mit Informationen zu ausgeführten Arbeitsschritten, festgestellten Mängeln, durchgeführten Kontrollen usw. aus. Eine typische Fabrik in jeder Branche kann täglich Hunderte dieser Produktionsblätter sehen, von denen einige elektronisch ausgefüllt werden, aber viele davon noch auf Papier eingereicht. Abgesehen von der Verzögerung durch die Dateneingabe verursachten auch die elektronisch erfassten Arbeitsablaufblätter eine Zeitverzögerung.
Dies ist keine vernetzte Maschinenintelligenz in Echtzeit, sollte es aber sein und kann es sein. Sobald unsere Fabriken beginnen, die Notwendigkeit einer einheitlichen Sicht auf End-to-End-Betriebsdaten zu akzeptieren, können wir damit beginnen, echte Effizienzgewinne für die Zukunft zu entwickeln, die skalieren werden. An diesem Punkt können wir Maschinen nicht nur vertikal in Prozesse integrieren, sondern auch die Fabrik horizontal über alle Jobs, alle Arbeitsrollen und alle Workflows hinweg integrieren, um letztendlich eine einheitliche Sicht auf End-to-End-Betriebsdaten zu schaffen.
Vorteile der horizontalen Integration
Die Vorteile der horizontalen Integration über die Betriebsstruktur der Fabrik hinweg lassen sich in drei Kernbereiche aufteilen:
1) Auf der Produktionsebene: Immer verbundene Maschinen und Produktionseinheiten kommunizieren ständig ihren Leistungsstatus und reagieren gemeinsam autonom auf dynamische Produktionsanforderungen. Das ultimative Ziel ist, dass intelligente Produktionshallen kostengünstig kleinere Losgrößen produzieren und kostspielige Ausfallzeiten durch vorausschauende Wartung reduzieren.
2) Über mehrere Produktionsstätten hinweg: Wenn ein Unternehmen über verteilte Produktionsstätten verfügt, fördert ein Industrie 4.0-Ansatz die horizontale Integration über Manufacturing Execution Systems (MES) auf Werksebene. In diesem Szenario werden Produktionsanlagendaten (Lagerbestände, unerwartete Verzögerungen usw.) nahtlos im gesamten Unternehmen ausgetauscht, und Produktionsaufgaben werden nach Möglichkeit automatisch zwischen den Anlagen verschoben, um schnell und effizient auf Produktionsvariablen zu reagieren
3) Über die gesamte Lieferkette: Industrie 4.0 bietet Datentransparenz und ein hohes Maß an automatisierter Zusammenarbeit in der vorgelagerten Liefer- und Logistikkette, die die Produktionsprozesse selbst bereitstellt, sowie in der nachgelagerten Kette, die die fertigen Produkte auf den Markt bringt. Drittanbieter und Dienstleister müssen horizontal in die Produktions- und Logistiksteuerung des Unternehmens eingebunden werden.
Die Geschwindigkeit des modernen Geschäfts
Modernisierte Fabriken müssen aus vielen Gründen auf ein einheitliches Daten-Backbone zurückgreifen, nicht zuletzt, weil sich die Geschäftsgeschwindigkeit selbst geändert hat.
Kunden verlassen Online-Warenkörbe, ohne ihre Transaktionen in Sekundenschnelle abzuschließen, wenn die Funktionalität einer Website ausfällt. Aber Kunden in der Hauptstraße oder im Einkaufszentrum können auf ein Sonderangebot in einem Schuhgeschäft springen, indem sie einfach hineingehen; Das Online-Erlebnis muss in der Lage sein, dieselbe Ausführungsgeschwindigkeit zu emulieren.
Es gibt auch eine digital-physikalische Frequenzweiche. Wenn ein Einkaufszentrum Kunden die Möglichkeit bietet, einen QR-Code zu scannen oder eine URL aufzurufen, um ein Angebot zu erhalten, muss diese Preisaktion in Echtzeit ausgeführt werden, oder die Kunden gehen weg. Ebenso muss die moderne Fabrik und ihr Verständnis der Lieferkette, des Ausrüstungsmanagements, der Warenproduktion und des Versands im selben Fluss laufen wie die Person, die das Schuhgeschäft betritt.
Ein Kunde sieht ein Angebot; der Kunde schaut; der Kunde bestätigt den Kauf; der Kunde führt eine Transaktion durch; Der Kunde erhält Produkte innerhalb der normalerweise erwarteten Wartezeit. Dies ist der echte Schuhladen, und dies ist das Echtzeit-Fertigungsgeschäft mit dem Web-Frontend.
Das Aufheben von Anomalien neutralisiert Negativität
Ein wichtiger Teil des Fortschritts zur datengesteuerten Fertigung besteht darin, in Echtzeit entstandene Anomalien in Produktionsanlagen zu identifizieren, zu verstehen und anschließend zu beseitigen. Das bedeutet, dass wir Produktionsabfälle vermeiden können, indem wir Szenarien vermeiden, in denen wir die falschen oder fehlerhaften Produkte (oder vielleicht Dienstleistungen) durch den Produktionszyklus schieben.
Im Falle der Fertigung könnte eine Anomalie ein Maschinenausfall sein, oder die Lieferkette könnte beschädigte oder nicht dem Standard entsprechende Rohstoffe geliefert haben. Eine Anomalie könnte darin bestehen, dass eine Fabrikmaschine selbst falsch konfiguriert oder einfach nicht in der Lage ist, ein Endprodukt zu liefern, das dem Markenversprechen des Unternehmens entspricht.
Ein Fertigungsbetrieb kann seinen Bedarf an Anomaliemanagement erkennen und die Informationen zu Anomalien in seinen einheitlichen Datenansatz durch die Verwendung von Echtzeit-Leistungsindikatoren integrieren. Dies können Sensoren sein, oder es könnten Praktiken im Zusammenhang mit der Qualitätsmessung, der Messung der Kundenzufriedenheit oder einer einfacheren Bestandsmessung sein.
Als anschauliches Arbeitsbeispiel nutzte ein Hersteller von Leistungsschaltern in Mittelitalien Daten, um sich einen betrieblichen Vorteil zu verschaffen, nachdem er eine Anomalie der Maschinenleistung entdeckt hatte. Als die Blätter in einer seiner Produktionsmaschinen nicht passten oder einrasteten, erstellte sein IT-Team ein Datenmodell, um viele Faktoren aus der Fabrikhalle zu analysieren.
Die Fabrik stellte fest, dass die Lamellen passten, wenn die Innentemperatur 2 Grad Celsius unter der aufgezeichneten Durchschnittstemperatur lag. Das Unternehmen könnte auch digitale Zwillinge mit genügend Eigenschaften und Attributen verwenden, um Form, Größe, Temperatur, Luftstrom usw. innerhalb des Fabrikbereichs zu beschreiben. Aber das Unternehmen konnte die erforderlichen Einblicke nur gewinnen, indem es sicherstellte, dass es über qualitativ hochwertige Daten und die Fähigkeit verfügte, eine verbundene End-to-End-Ansicht aller verfügbaren Datenströme zu erhalten.
Die Straße voraus, mit Fernsteuerung
Der Weg in die Zukunft führt zu digital unterstützten Fertigungsanlagen, in denen datengesteuerte Einblicke die Gesamtanlageneffizienz (OEE) maximieren. Dies führt zu einer produktiveren, rentableren und leistungsfähigeren Fabrik und einer Anlage mit reduziertem Ausschuss- und Abfallaufkommen, reduziertem Energiebedarf und geringeren Ausfallzeiten. Diese Faktoren führen zusammen zu einer effizienteren Anlage mit stark verbesserter Produktrückverfolgbarkeit von vorne nach hinten und von Ende zu Ende.
Um die hier angebotenen Konzepte und Herangehensweisen anzunehmen und zu einem entfernteren Fabrikbetrieb überzugehen, müssen wir sicherstellen, dass wir eine konsistente und einheitliche Sicht auf qualitativ hochwertige Daten haben. Schätzungen zufolge könnten wir die Anzahl der Mitarbeiter im Werk um bis zu 75 % reduzieren und diese Mitarbeiter in höherwertige, oft persönlich erfüllendere Aufgaben umwandeln.
Hemlock Semiconductor, der größte Polysiliziumhersteller in den Vereinigten Staaten, demonstriert solch einen zukunftsorientierten Ansatz und beliefert Unternehmen weltweit mit diesem lebenswichtigen Material. Anschließend werden daraus die Siliziumsubstrate hergestellt, die in Hightech-Elektronik-Solarmodulen verwendet werden.
Um die gemeinsamen Herausforderungen von Kosten, Qualität und Einsparung zu lösen, benötigte Hemlock eine Betriebsstrategie, die seine langfristige Rentabilität und Wettbewerbsposition stärkt und sich auf eine mehrstufige Reise begibt, um jeden Aspekt seines Herstellungsprozesses digital zu transformieren.
Durch die Verbindung aller Systeme, vereinheitlichte Datenflüsse und optimierte Analysen für 360-Grad-Echtzeitansichten aller Anlagen- und Fertigungsabläufe war es nicht nur möglich, Kosten und Qualität mit einem datenzentrierten Ansatz besser zu kontrollieren, sondern ist jetzt vollständig Einblick in Prozesse. Neue Chancen werden aufgezeigt und potenzielle neue Geschäftsmodelle, die das Unternehmen nutzen könnte. Hemlock konnte die Vorteile der neuen Marktsegmentierung nutzen, da es eine datenzentrierte Ansicht seiner Herstellungsprozesse aufgebaut hatte, die es ihm ermöglichte, den Ertrag weiter zu optimieren, indem es das richtige Produkt zum richtigen Preis an den richtigen Markt verkaufte.
Intelligenter, besser, schneller arbeiten
Wo wir immer noch einen Ingenieur mit Schraubenschlüssel und Schraubendreher in der Hand in der Fabrik haben, wird er klüger, besser und schneller arbeiten können. Wo sie einst zwischen Maschinen umherwanderten, um nach möglichen Fehlern zu suchen, und an Zifferblättern bastelten, um nach Schwachstellen zu suchen, werden diese Arbeiter jetzt durch Daten zur richtigen Maschine und zur richtigen Schraube oder Schraube geführt, alles zur richtigen Zeit.
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Die Arbeitskleidungsfabrik und die Stiefelfabrik werden morgen nicht aus dem Geschäft gehen, und wir werden immer noch Wasserkühler, Tee, Kaffee und Sandwiches brauchen, aber selbst diese Faktoren werden digital verfolgt, damit die Betriebskantinen die richtigen Artikel dafür haben genug Leute zur richtigen Zeit. Die Zukunft der Arbeit ist smarter und nur ein bisschen weniger mit Industriefett unter den Fingernägeln gefüllt. Aber bitte waschen Sie sich weiterhin die Hände.
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