To kolleger chatter bag en produktionscelle på et butiksgulv.

Udnyttelse af AI i en bæredygtig digital virksomhed

For at være på forkant skal virksomhederne blive bæredygtige digitale virksomheder. Ved at udnytte avancerede teknologier kan disse virksomheder også forbedre smidighed og effektivitet. Denne diskussion fokuserer på AI's rolle i forbedring af produktionskvalitet, time-to-market og ressourceeffektivitet i moderne fabrikker.

Udformning af historiens forløb

Historiens forløb er blevet formet af innovative tænkere, der kunne forestille sig nye tilgange til de udfordringer, de stod over for. Faktisk sluttede stenalderen ikke, fordi vi løb tør for sten, men på grund af udviklingen af nye og mere effektive løsninger på datidens problemer.

Fremtiden formes på nogenlunde samme måde. Multidimensionelle tendenser, der strækker sig på tværs af forretning, samfund og teknologi, skaber nye udfordringer for moderne virksomheder. At overvinde disse udfordringer vil kræve, at virksomhederne innoverer og indfører nye metoder til styring af deres virksomheder. Specifikt skal virksomheder omdanne sig til bæredygtige digitale virksomheder for at styre produkt- og produktionscyklusserne i både den virkelige og den digitale verden.

Nøglefunktionen i en digital virksomhed er dens evne til at forene den virkelige og den digitale verden, indsamle data fra operationer og omdanne dem til indsigt, der driver forbedringer i den virkelige verden. At bringe disse to verdener sammen muliggør dataflow mellem alle interessenter, der er involveret i produkt-, produktions- og servicelivscyklussen. Denne frie strøm af data øger en digital virksomheds evne til at tilpasse sig markedets krav, innovere hurtigere og forbedre kvaliteten, alt sammen samtidig med at kulstofemissioner og ressourceforbrug reduceres.

Vigtige takeaways:

Vigtige kendetegn ved en bæredygtig digital virksomhed
Hvordan AI passer ind i bæredygtige digitale virksomheder
Hvordan producenter kan anvende AI i dag for at hjælpe dekarboniseringsindsatsen og forbedre kvalitet og time-to-market

Factory worker operating machinery in an electronics manufacturing facility

Two employees walk and talk on the shop floor at Siemens Electronics Factory, Erlangen.

Den digitale transformationsrejse: Siemens Electronics, Erlangen

Siemens topmoderne elektronikfabrik i Erlangen, Tyskland står over for de samme udfordringer, som mange producenter forsøger at overvinde. Fabrikken havde brug for at finde måder at producere produkter på, samtidig med at man prioriterede dekarbonisering, hastighed, kvalitet og omkostningseffektivitet. Siemens Electronics Factory i Erlangen, der producerer SINAMICS frekvensomformere og SINUMERIK CNC-controllere til Siemens og dets kunder, måtte også navigere i integrationen af smarte, digitale løsninger i ældre infrastruktur og systemer på fabrikken.

Fabrikken erkendte, at disse udfordringer ikke kunne overvindes uden at omfavne digitaliseringen for at fortsætte en løbende transformation til en bæredygtig digital virksomhed, der begyndte årtier tidligere. Digitale løsninger til ingeniørarbejde, butiksgulvstyring, produktlivscyklusstyring og mere danner grundlaget. Med disse på plads kan der bygges mere avancerede teknologier og funktioner for yderligere at forbedre driften i Erlangen.

Industriel kunstig intelligens (AI) er en af de avancerede teknologier, der bruges på stedet. Hvor en forbrugerfokuseret AI kan hjælpe med at generere tekst til en bryllupstale eller billeder til din sociale medieprofil, styrer de industrielle AI-systemer, der er implementeret i fabrikkens maskineri, styre operationer på produktionsgulvet og analysere data for at indikere ydeevne og vejlede beslutningstagningen. Disse industrielle AI-systemer skal være robuste, pålidelige og dokumenteret sikre, selv når de arbejder i tæt samarbejde med menneskelige medarbejdere.

Lad os i dag undersøge, hvordan Siemens Electronics Factory i Erlangen gør brug af industriel AI til at understøtte større dekarbonisering, kvalitet og time-to-market.

Den digitale transformationsrejse: Siemens Electronics, Erlangen

Før processer, maskiner og systemer kan forbedres, skal de forstås gennem indsamling og analyse af data. En digital virksomhed genererer enorme mængder data under den daglige drift. I et fabriksmiljø kan dette omfatte oplysninger om energiforbruget i forskellige systemer og hele anlægget, gennemløbsdata, driftsdata i realtid fra tilsluttede maskiner og meget mere. Indsamling og forståelse af disse data er afgørende for ledelsen af en moderne digital fabrik, men den store mængde data gør aggregering og analyse til en udfordrende opgave.

An employee checks an industrial robot.</br>

A worker checks a laptop on the shop floor.

Industrial AI: Effektivitet, hastighed, kvalitet

Heldigvis giver de tilsluttede datastrømme fra en digital virksomhed en gylden mulighed for anvendelse af AI til at fremskynde analysen af disse enorme datasæt. Dette vil drive optimeringer til forskellige aspekter af fabrikken både på butiksgulvet og i andre systemer meget hurtigere end før. Siemens Electronics Factory i Erlangen har for eksempel udnyttet data fra hele fabrikken til at implementere intelligente energieffektivitetsforanstaltninger, hvilket reducerer energiforbruget med 25% og sit nettoCO2-fodaftryk med 50%. Desuden har målrettede forbedringer af produktionseffektiviteten bidraget til at reducere den energi, der bruges til at producere hvert produkt, med 50%.

AI muliggør også ægte forudsigelige vedligeholdelsesordninger for at sikre, at maskinens nedetid aldrig kommer som en overraskelse for fabriksoperatører. Maskine- og vedligeholdelsesdata analyseres og sammenlignes med tidligere sager for at identificere mønstre og potentielle løsninger. Fabrikken gør brug af forudsigelig vedligeholdelse i en fræseproces, der sker som en del af printkortproduktion. Fræseprocessen producerer et fint støv, der ophobes på fræsespindlerne og kan hindre spindelens rotation eller, med tilstrækkelig ophobning, forårsage uplanlagt nedetid. For at forhindre sådanne dyre forsinkelser overvåger den prædiktive vedligeholdelsesløsning spindelstrøm og hastighed for at holde øje med uregelmæssigheder og endda forudsige fremtidige kritiske tilstande.

Intelligente processer er bedre processer

AI kan også være transformerende for individuelle processer og maskiner og muliggøre et tættere samarbejde mellem mennesker og robotter på produktionsgulvet på en effektiv og sikker måde. Siemens Electronics Factory i Erlangen anvender AI og computersyn for at gøre det muligt for robotarme at plukke og placere dele med samme fleksibilitet og fingerfærdighed som en menneskelig operatør. Traditionelle robotarme har ingen evne til at skelne mellem forskellige dele, hvilket kræver, at dele er forsorteret og organiseret. Inkorporeringen af AI i styresystemerne til robotter gør det muligt for dem at identificere og gribe forskellige dele ud af en usorteret kasse og placere dem nøjagtigt, hvor de hører hjemme.

Ved at gøre robotten smartere kan disse typer kedelige pick-and-place-operationer udføres helt automatisk af omkostningseffektive robotter. Før disse intelligente robotarme kan frigøres, skal de naturligvis trænes. Som en digital virksomhed kan fabrikken anvende fysikbaserede simuleringer og Digital Twin til virtuelt at træne algoritmerne i delgenkendelse, plukning og placering. De syntetiske træningsdata genereres og mærkes automatisk, hvilket øger hastigheden og reducerer den indsats, der kræves for at træne robotarmene.

A manufacturing cell that contains robots enabled by AI to pick and place parts.

A Siemens expert points out a digital twin of a PCB production process on a screen to a colleague.</br>

Brug af AI til at forbedre præcision og effektivitet

Mere følsomme processer kan også automatiseres ved at give robotikken manuel fingerfærdighed som en menneskelig hånd. Integrering af kraft- og drejningsmomentsensorer i endeeffektoren på en AI-styret robotarm gør det muligt præcist at registrere og justere den kraft, den bruger til at manipulere et objekt. Dette er afgørende for processer, der involverer sarte og små dele, såsom komponenter på et printkort (PCB). Faktisk kan robotarmene, der håndterer sådanne sarte opgaver, kræve den samme „fingerspitzengefühl“ som en kirurg, der syr et sår op!

På Siemens Electronics Factory i Erlangen involverer produktionen af printkort montering af kablede elektroniske komponenter gennem små huller i underlaget, kaldet through hole technology (THT). THT involverer meget følsomme og sarte dele, der tilsluttes meget små huller i printkortet, ofte kun tiendedele af en millimeter i diameter. AI gør det muligt for robotter at håndtere komponenterne forsigtigt, hvilket sikrer, at de placeres nøjagtigt og sikres uden at pådrage sig skader. Alt i alt øger automatiseringen af en så delikat opgave kvaliteten af processen og frigør menneskelige arbejdere fra den kedsomhed og dårlige ergonomi, der er forbundet med en sådan opgave.

Ud over de umiddelbare fordele ved AI, såsom øget produktionskvalitet og reducerede omkostninger, har tilføjelsen af AI i butiksmiljøet også bidraget til fabrikkens bæredygtighed. Den øgede præcision og nøjagtighed i den automatiserede THT-monteringsproces reducerer skrot og dermed spildt materiale og energi, hvilket gør fabrikken generelt mere effektiv. Da den intelligente robotik ikke længere kræver præsorterede dele, er de plastindlæg, der engang var nødvendige for at organisere sorterede dele, blevet forældede. Resultatet er eliminering af tusindvis af plastdele, der i sidste ende ender som affald.

Fremtiden for bæredygtige digitale virksomheder

En digital virksomhed kan udnytte AI og de store mængder data, der genereres hver dag, til at identificere og handle på muligheder for dekarbonisering, reducere ressourceforbrug, genanvendelse og mere på tværs af både interne processer og globale forsyningskæder. De beslutninger, der træffes inden for produktdesign, udgør for eksempel 80% af miljøpåvirkningen af et produkt, der kommer til den virkelige verden - med andre ord er affald ikke mere end en designfejl. En bæredygtig digital virksomhed kan bruge en kombination af den omfattende Digital Twin, data og AI til at forstå de relative bæredygtighedsomkostninger ved forskellige designbeslutninger og optimere for effektiv ydeevne, materialeforbrug og genanvendelighed.

I produktionen kan AI hjælpe med at optimere produktionsplaner for at matche efterspørgslen, identificere muligheder for energieffektivitet og ligesom i Erlangen betydeligt forbedre produktionskvaliteten og reducere skrot og materialespild. Og måske vigtigst af alt kan AI blive et kraftfuldt værktøj i styringen af detaljerede globale forsyningskæder, der hjælper virksomheder med at vælge leverandører og opbygge logistiksystemer baseret på omkostninger, kvalitet og bæredygtighed. Efterhånden som vi fortsætter med at udvikle og udvide kapaciteterne i en bæredygtig digital virksomhed, tilbyder faciliteter som Siemens Electronics Factory i Erlangen et afgørende prøvegrundlag for teknologier og løsninger, der kan hjælpe kunderne med at transformere for at overvinde udfordringerne i dag og i morgen.

A Siemens expert points out a Digital Twin of a product on a screen to a colleague.</br>