Интелигентното производство е устойчиво производство

Успехът започва с определяне на производствена стратегия. Този процес включва оценки на първата поръчка, за да се разбере въздействието на ранните решения върху производствените изисквания, включително определяне какво да се купува от доставчиците, кои компоненти на продукта се правят вътрешно, внимателен подбор на партньори и доставчици и къде да се произвеждат нови продукти. Всяко от тези решения ще повлияе пряко върху успеха на бизнеса - и изборът на устойчиви варианти често е решение за дългосрочен успех.

Стратегиите за закупуване могат да се променят драстично, когато се вземат предвид и последиците от използването на енергия, потреблението на ресурси, въглеродния отпечатък и практиките за циркулация. Вместо да купуват компоненти с най-ниска цена за функционалните нужди на даден продукт, производителите трябва да балансират разходите със свързания въглероден отпечатък на избраните компоненти. Материалите и компонентите следва да се произвеждат от доставчик, който споделя устойчиво мислене и стратегията за преместване на стоки трябва да бъде определена рано. За щастие дигитализацията и автоматизацията спомагат за намаляване на тежестта на повишената сложност в този предефиниран процес на производствена стратегия.

Чрез събиране и анализиране на съответните данни решенията могат да се вземат с увереност. Ако за нов продукт се изисква повече производствен капацитет, разбирането на нуждите и целите на дадено съоръжение в цифровия свят може да помогне за определяне на нови местоположения и оформления на завода, за да се балансира въздействието върху околната среда на строителството, използването на енергия от производствените линии и прогнозните темпове на производство. КПИ за устойчивост, като например енергийната ефективност, са по-прости сега, когато различните сценарии могат да бъдат оценени в Digital Twin.

Тази технология позволява на вземащите решения да симулират всичко - от осветлението и климатичния контрол до въздействието върху околната среда на тяхната верига за доставки. Оборудван с тази информация от самото начало помага на организациите да вземат по-добри решения.

Следващата фаза за интегриране на устойчивостта е в проектирането на линии, процеси и растения. Изграждайки подробен модел за производство в дигиталния свят първо, бизнесът може да симулира различни сценарии за оптимизиране на производителността във фабричната среда.

Когато проектират в дигиталния свят, бизнесът може да внедри по-голяма автоматизация и да рационализира производството, за да избегне пропуски в ефективността. Машината на празен ход например има евентуални разходи за нефункциониране, но има оперативни разходи от извличаната енергия, което от своя страна оказва въздействие върху въглеродния отпечатък въз основа на източника на тази енергия, като едновременно намалява инвестиционните разходи за физически материали.

Работата на мотор по-дълго от необходимото или транспортирането на материал по-далеч от необходимото може да няма голямо влияние на всеки продукт, но тези неефективности се увеличават бързо. Устойчивите решения за тези често срещани проблеми не се ограничават и до зелените полета. Процесът на проектиране се прилага и за съоръженията в райнфийлд. Въпреки че това може да изглежда като монументално начинание, то се постига чрез реорганизация на производствените линии, за да се впише повече производствен капацитет в едно и също етажно пространство, актуализиране на процеси и машини, за да се върне в крак с растежа на пазара или актуализиране на хардуерни системи за намаляване на потреблението на енергия и инсталиране на инфраструктура като слънчеви масиви или съхранение на батерии, за да се възползвате по-добре от възобновяеми енергийни източници.

Например, швабският производител на машини, Хуго Бек успя да трансформира опаковъчната индустрия и техния бизнес с Digital Twin. Подсилени от технологията на Siemens, инженерите използваха Digital Twin, за да проектират машина, която адаптира опаковката към размерите на продукта, оптимизирайки производителността чрез цифрови симулации. Поради иновациите и ангажираността си да намират решения, които да отговарят както на екологичните, така и на бизнес целите, Hugo Beck намали потреблението на енергия с 20%, времето за въвеждане в експлоатация с 50 процента, опаковъчните материали с 30 процента и обема на опаковките с 10 процента.
Като цяло цифровият близнак помага на предприятията да очертаят своите нужди по-рано и да оценят много различни възможности за намиране на устойчиви процеси. Лошите стратегии за поддръжка могат да намалят общата производителност на фабриката с 5 до 20%. С други думи, излишната поддръжка се равнява на излишни разходи, което прави Digital Twin жизненоважен компонент за ефективни фабрични операции.

Планирането на производството е мястото, където инвестициите в дигитализацията показват стойност. Ефективното използване на материали, хора и машини прави бизнеса ефективен. Тук също започват цялостните симулации и валидирането на изискванията, които подпомагат вземането на решения и избора на партньори във веригата на доставки. Освен това организациите могат да създадат по-безопасни условия на труд, да обучават по-добре работниците и да инвестират в образованието и повишаването на квалификацията на своите служители.

С информация за данните фирмите могат да избират устойчиви материали и да оптимизират използването на суровини, за да сведат до минимум количествата на скрап. Те могат също така да симулират въздействието на използването на рециклирани материали или да определят кои доставчици на оборудване могат да осигурят повишена енергийна ефективност и ремонтируемост в допълнение към производителността и разходите. Минимизирането на времето за празен ход намалява нуждите от енергия и единичната цена на продуктите, като същевременно допринася за по-нисък въглероден отпечатък.

Разбирането кога машината се нуждае от поддръжка може да помогне за намаляване на превключването по време на производството. По същия начин логистичните маршрути могат да бъдат планирани, за да се сведат до минимум транспортните разстояния и свързаните с тях въглеродни емисии, като същевременно позволяват гъвкавост с интелигентно управление на запасите в случай на проблеми.

Планирането на производството е начинът, по който бизнесът може да изгражда точки за свързване, за да позволи кръгъл материален поток. Чрез разбирането къде ще се произвеждат неизбежни отпадъци рано, могат да бъдат направени планове за повторна употреба, рециклиране или преназначение на останалите материали.

Изпълнението на производството е от ключово значение за постигането на целите за устойчивост, но проследяването и прилагането на устойчиви процеси може да бъде основно препятствие. Докато симулирането на производството по време на проектирането помага да се намерят решения, сложността в реалния свят често изисква връзка със затворен цикъл между цифрови и физически системи.

За щастие цифровите решения предлагат възможности за подобряване на качеството и добивите. Дори опитни производители се сблъскват с неефективност при стартиране на ново производство, което води до загуба на материали, енергия и време. Интегрирането на данни от реалния свят с digital twin позволява по-бърза оптимизация, стимулирайки както рентабилността, така и устойчивостта.

Разходите за енергия нарастват в някои региони, което прави ефективността по-критична. Гледането на изпълнението като част от по-голяма система може да разкрие икономии на разходи и емисии. Например, ефективните двигатели могат да намалят потреблението на енергия с до 30%, високоенергийните процеси могат да се съобразят със слънчевото производство, а оптимизирането на интралогистиката може да намали ненужните фабрични пътувания, намалявайки както търсенето на енергия, така и въглеродния отпечатък.

Водещият производител на продукти за сън, Pikolin, взе сериозно стратегията си за устойчивост, като включи инструментите Simatic Scada и Energy Management в новото си съоръжение. Новата фабрика на Pikolin интегрира производството от суровини до готови продукти, осигурявайки високо качество, като същевременно максимизира ефективността. Проектиран за устойчивост и рентабилност, той отговаря на енергийните стандарти ISO 14001 и 50001, намалявайки разходите и повишавайки производителността. В резултат на устойчивите си усилия, съоръжението на Пиколин консумира 40% по-малко природен газ и въпреки това има 30% повече производствен капацитет, което илюстрира положителните резултати от оптимизацията на заводите.

С производството в разгара си следващата фаза от пътуването е мониторингът. Чрез непрекъснато наблюдение на заводите и производството производителите могат активно да подобрят производството. Предсказуемата поддръжка на машините за поддържане на работа с максимална ефективност или откриване на проблеми, преди да възникнат, е част от тази прогнозна стратегия. Начинът, по който този мониторинг най-добре подобрява производството, се свежда до КПИ на бизнеса, но някои често срещани от тях са консумацията на енергия за анализ на нивото на машини, линии и инсталации, материалния поток и използване на ресурсите и безопасността на работниците,

Автоматизацията може да ограничи неергономичните движения, за да могат служителите да ги отдалечат от опасни процеси. Но в същото време роботиката във фабриката трябва да бъде безопасна за работниците на пода. Не всички автоматизирани задачи могат да бъдат напълно отделни и мониторингът за всякакви опасни условия на труд ще бъде безценен, тъй като фабриките стават по-ефективни и устойчиви.

Окончателната промяна по пътя към устойчивото производство е оптимизацията. Това е мястото, където компаниите могат да постигнат най-голяма печалба от инвестициите. Чрез непрекъснатата оптимизация на производството производителите могат да останат пред своите конкуренти.

Интегрирането на ИТ и OT данни позволява на мениджърите на заводи да идентифицират и прогнозират тенденции, които им позволяват проактивно да коригират операциите и снабдяването с материали, за да се адаптират към непланирани смущения. Това им позволява да проследяват потреблението на енергия, потреблението на вода и данните за доставчиците, за да определят въглеродния отпечатък на производствените процеси по цялата верига на стойността.

Освен това, когато машина или част от производствения процес се провали, тя трябва да се гледа с око за ремонт и обновяване. Наличието на цифров двойник на производство в затворен цикъл с производството помага да се вземат решения като къде да модифицирате оборудването, за да предотвратите повреди, кои части да замените и как най-добре да следвате процедурите за ремонт.

Например, текстилната технология Spinnova ускори производството на влакна чрез интегриране на автоматизация и digital twin двойна технология, оптимизирайки операциите и намалявайки времето за пускане на пазара. Виртуалното пускане в експлоатация рационализира фабричната настройка, докато анализът на данни в реално време подобри ефективността, идентифицира тесните места и гарантира постоянно качество от суровините до готовите влакна. Енергийната оптимизация допълнително засили операциите, правейки производството на компанията по-устойчиво и рентабилно. Използвайки технологиите на Siemens Xcelerator, Spinnova не само мащабира по-бързо, но и постави нов еталон за устойчиво производство, доказвайки, че ефективността и отговорността за околната среда могат да вървят ръка за ръка в текстилната промишленост.