Smart produktion er bæredygtig produktion

Succes starter med at definere en produktionsstrategi. Denne proces involverer førsteordensvurderinger for at forstå virkningerne af tidlige beslutninger om produktionskrav, herunder bestemmelse af, hvad man skal købe fra leverandører, hvilke produktkomponenter der laves internt, omhyggeligt valg af partnere og leverandører, og hvor man skal fremstille nye produkter. Hver af disse beslutninger vil direkte påvirke en virksomheds succes - og valg af bæredygtige muligheder er ofte løsningen for langsigtet succes.

Indkøbsstrategier kan ændre sig dramatisk, når man også overvejer konsekvenserne af energiforbrug, ressourceforbrug, kulstofaftryk og cirkularitetspraksis. I stedet for at købe de laveste omkostningskomponenter til et produkts funktionelle behov, skal producenterne afbalancere omkostningerne med det tilhørende kulstofaftryk af udvalgte komponenter. Materialer og komponenter skal hentes fra en leverandør, der deler en bæredygtig tankegang, og strategien for flytning af varer skal defineres tidligt. Heldigvis hjælper digitalisering og automatisering med at reducere byrden af øget kompleksitet i denne omdefinerede produktionsstrategiproces.

Ved at indsamle og analysere relevante data kan beslutninger træffes med tillid. Hvis der kræves mere produktionskapacitet til et nyt produkt, kan forståelse af behovene og målene for et anlæg i den digitale verden hjælpe med at bestemme nye anlægsplaceringer og layout for at afbalancere miljøpåvirkningen af byggeri, energiforbrug fra produktionslinjer og estimerede produktionshastigheder. Sustainability KPI'er som energieffektivitet er enklere nu, hvor forskellige scenarier kan evalueres i Digital Twin.

Denne teknologi gør det muligt for beslutningstagere at simulere alt fra belysning og klimakontrol til miljøpåvirkningen af deres forsyningskæde. Udstyret med disse oplysninger fra starten hjælper organisationer med at træffe bedre beslutninger.

Den næste fase for at integrere bæredygtighed er i design af linjer, processer og anlæg. Ved først at opbygge en detaljeret model for produktion i den digitale verden kan virksomheder simulere forskellige scenarier for at optimere ydeevnen på tværs af fabriksmiljøet.

Når de designer i den digitale verden, kan virksomheder implementere større automatisering og strømline produktionen for at undgå bortfald i effektiviteten. En tomgangsmaskine har for eksempel en mulighedsomkostning ved ikke at køre, men der er en driftsudgift fra den energi, der trækkes, hvilket igen har en CO2-fodaftryk baseret på kilden til denne energi, samtidig med at investeringsomkostningerne for fysiske materialer reduceres.

At køre en motor længere end nødvendigt eller transportere materiale længere end nødvendigt har muligvis ikke nogen stor indvirkning på produktbasis, men disse ineffektiviteter øges hurtigt. Bæredygtige løsninger på disse almindelige problemer er heller ikke begrænset til grønne miljøer. Designprocessen gælder også for brownfield-faciliteter. Selvom dette kan virke som en monumental opgave, opnås det ved at omorganisere produktionslinjer for at passe mere produktionskapacitet i samme gulvplads, opdatere processer og maskiner for at holde trit med markedsvæksten eller opdatere hardwaresystemer for at reducere energiforbruget og installere infrastruktur såsom solcelleanlæg eller batterilagring for bedre at udnytte vedvarende energikilder.

For eksempel har den schwabiske maskinbygger Hugo Beck formået at transformere emballageindustrien og deres forretning med Digital Twin. Med hjælp fra Siemens teknologi brugte ingeniører Digital Twin til at designe en maskine, der tilpasser emballagen til produktdimensioner og optimerer ydeevnen gennem digitale simuleringer. På grund af deres innovation og engagement i at finde løsninger, der imødekommer både miljø- og forretningsmæssige mål, har Hugo Beck reduceret energiforbruget med 20 procent, idriftsættelsestiden med 50 procent, emballagematerialet med 30 procent og emballagevolumen med 10 procent.Samlet set hjælper Digital Twin virksomheder med at skitsere deres behov tidligere og evaluere mange forskellige muligheder for at finde bæredygtige processer. Dårlige vedligeholdelsesstrategier kan reducere en fabriks samlede ydeevne med 5 til 20%. Med andre ord er overskydende vedligeholdelse lig med overskydende udgifter, hvilket gør Digital Twin til en vigtig komponent for effektiv fabriksoperation.

Produktionsplanlægning er, hvor investeringer i digitalisering viser værdi. Den effektive brug af materialer, mennesker og maskiner gør virksomheder effektive. Det er også her, omfattende simuleringer og kravvalidering begynder for at hjælpe beslutningstagningen og udvælgelsen af forsyningskædepartnere. Desuden kan organisationer skabe sikrere arbejdsforhold, bedre uddanne arbejdstagere og investere i uddannelse og opkvalificering af deres medarbejdere.

Med dataindsigt kan virksomheder vælge bæredygtige materialer og optimere brugen af råvarer for at minimere skrotmængden. De kan også simulere virkningen af at bruge genbrugsmaterialer eller bestemme, hvilke udstyrsudbydere der kan levere øget energieffektivitet og reparationsevne ud over gennemstrømning og omkostninger. Minimering af tomgangstider reducerer energibehovet og omkostningerne pr. enhed for produkter, samtidig med at det bidrager til et lavere CO2-fodaftryk.

At forstå, hvornår en maskine skal vedligeholdes, kan hjælpe med at reducere skift under produktionen. Tilsvarende kan logistiske ruter planlægges for at minimere transportafstande og deres tilknyttede kulstofemissioner og samtidig muliggøre fleksibilitet med intelligent lagerstyring i tilfælde af problemer.

Produktionsplanlægning er, hvordan virksomheder kan opbygge forbindelsespunkter for at muliggøre en cirkulær materialestrøm. Ved at forstå, hvor uundgåeligt affald vil blive produceret tidligt, kan der laves planer for genbrug, genanvendelse eller genanvendelse af resterende materialer.

Produktionsudførelse er nøglen til at nå bæredygtighedsmål, men sporing og håndhævelse af bæredygtige processer kan være en stor hindring. Mens simulering af produktion under design hjælper med at finde løsninger, kræver den virkelige kompleksitet ofte en lukket kredsløbsforbindelse mellem digitale og fysiske systemer.

Heldigvis giver digitale løsninger mulighed for at forbedre kvalitet og udbytte. Selv erfarne producenter står over for ineffektivitet, når de lancerer ny produktion, hvilket fører til spildte materialer, energi og tid. Integrering af data fra den virkelige verden med en digital tvilling muliggør hurtigere optimering, hvilket fremmer både rentabilitet og bæredygtighed.

Energiomkostningerne stiger i nogle regioner, hvilket gør effektiviteten mere kritisk. At se udførelsen som en del af et større system kan afsløre omkostnings- og emissionsbesparelser. For eksempel kan effektive motorer reducere energiforbruget med op til 30%, højenergiprocesser kan tilpasse sig solenergiproduktionen, og optimering af intralogistik kan reducere unødvendige fabriksrejser, hvilket reducerer både energibehovet og CO2-fodaftrykket.

Den førende producent af søvnprodukter, Pikolin, har taget deres bæredygtighedsstrategi alvorligt ved at indarbejde Simatic Scada og Energy Management-værktøjer i deres nye anlæg. Pikolins nye fabrik integrerer produktion fra råvarer til færdige produkter, hvilket sikrer høj kvalitet og maksimerer effektiviteten. Den er designet til bæredygtighed og rentabilitet og opfylder energistandarderne ISO 14001 og 50001, hvilket reducerer omkostningerne og forbedrer produktiviteten. Som et resultat af deres bæredygtige indsats forbruger Pikolins anlæg 40% mindre naturgas og har alligevel 30% mere produktionskapacitet, hvilket illustrerer de positive resultater af anlægsoptimering.

Med produktionen i fuld gang er den næste fase af rejsen overvågning. Ved løbende at overvåge anlæg og produktion kan producenterne proaktivt forbedre produktionen. Den forudsigelige vedligeholdelse af maskiner for at holde dem i drift med maksimal effektivitet eller opdage problemer, før de opstår, er en del af denne foregribende strategi. Hvordan denne overvågning bedst forbedrer produktionen afhænger af virksomhedens KPI'er, men nogle almindelige er energiforbrug til analyse på maskine-, linje- og anlægsniveau, materialeflow og ressourceudnyttelse og arbejdstagersikkerhed,

Automatisering kan begrænse ikke-ergonomiske bevægelser for medarbejderne for at flytte dem væk fra farlige processer. Men samtidig skal robotteknologi på fabrikken være sikker for arbejderne på gulvet. Ikke alle automatiserede opgaver kan være helt adskilte, og overvågning af eventuelle usikre arbejdsforhold vil være uvurderlig, efterhånden som fabrikkerne bliver mere effektive og bæredygtige.

Den sidste ændring på vejen til bæredygtig produktion er optimering. Det er her, virksomhederne kan opnå den største gevinst fra investeringer. Gennem den kontinuerlige optimering af produktionen kan producenterne holde sig foran deres konkurrenter.

Integrering af IT- og OT-data gør det muligt for anlægsledere at identificere og forudsige tendenser, der giver dem mulighed for proaktivt at justere drift og materialeindkøb for at tilpasse sig uplanlagte afbrydelser. Dette gør det muligt for dem at spore strømforbrug, vandforbrug og leverandørdata for at bestemme CO2-fodaftrykket af produktionsprocesser på tværs af hele værdikæden.

Når en maskine eller en del af fremstillingsprocessen fejler, skal den desuden ses på med øje for reparation og renovering. At have en digital tvilling af produktion i et lukket kredsløb med produktion hjælper med at træffe beslutninger som hvor udstyr skal ændres for at forhindre fejl, hvilke dele der skal udskiftes, og hvordan man bedst følger reparationsprocedurer.

For eksempel accelererede tekstilteknologien Spinnova deres fiberproduktion ved at integrere automatisering og digital tvillingteknologi, optimere driften og reducere tiden til markedet. Virtuel idriftsættelse strømlinede fabriksopsætningen, mens dataanalyse i realtid forbedrede effektiviteten, identificerede flaskehalse og sikrede ensartet kvalitet fra råvarer til færdige fibre. Energioptimering styrkede driften yderligere, hvilket gjorde virksomhedens produktion mere robust og omkostningseffektiv. Ved at udnytte Siemens Xcelerator-teknologier skalerede Spinnova ikke kun hurtigere, men satte også et nyt benchmark for bæredygtig produktion, hvilket beviser, at effektivitet og miljøansvar kan gå hånd i hånd i tekstilindustrien.