Az intelligens gyártás fenntartható gyártás

A siker a gyártási stratégia meghatározásával kezdődik. Ez a folyamat magában foglalja az első megrendelés értékelését annak érdekében, hogy megértsék a korai döntéseknek a gyártási követelményekre gyakorolt hatását, beleértve annak meghatározását, hogy mit vásároljon a beszállítóktól, mely termékalkatrészeket gyártanak házon belül, a partnerek és beszállítók gondos kiválasztása, valamint az új termékek gyártásának helyén. Mindegyik döntés közvetlenül befolyásolja a vállalkozás sikerét - és a fenntartható lehetőségek kiválasztása gyakran a hosszú távú siker megoldása.

A beszerzési stratégiák drámaian megváltozhatnak, ha figyelembe vesszük az energiafelhasználás, az erőforrás-fogyasztás, a szén-dioxid-lábnyom és a körkörös gyakorlatok következményeit Ahelyett, hogy a legalacsonyabb költségű alkatrészeket vásárolnák egy termék funkcionális igényeihez, a gyártóknak egyensúlyba kell tenniük a költségeket a kiválasztott alkatrészek kapcsolódó szén-dioxid-lábnyomával. Az anyagokat és alkatrészeket olyan beszállítótól kell beszerezni, aki fenntartható gondolkodásmóddal rendelkezik, és az árumozgatás stratégiáját már korán meg kell határozni. Szerencsére a digitalizáció és az automatizálás segít csökkenteni a megnövekedett komplexitás terheit ebben az újradefiniált gyártási stratégiai folyamatban.

A releváns adatok gyűjtésével és elemzésével a döntéseket bizalommal lehet meghozni. Ha egy új termékhez nagyobb gyártási kapacitásra van szükség, egy létesítmény igényeinek és céljainak megértése a digitális világban segíthet meghatározni az új üzemek helyét és elrendezését, hogy kiegyensúlyozzák az építkezés környezeti hatását, a gyártósorok energiafelhasználását és a becsült termelési rátákat. A fenntarthatósági mutatók, például az energiahatékonyság egyszerűbbek most, mivel a digitális ikerben különböző forgatókönyvek értékelhetők.

Ez a technológia lehetővé teszi a döntéshozók számára, hogy a világítástól és a klímaváltozástól kezdve az ellátási láncuk környezeti hatásáig mindent szimuláljanak. Ezekkel az információkkal való felszerelés a kezdetektől fogva segít a szervezeteknek jobb döntések meghozatalában.

A fenntarthatóság integrálásának következő szakasza a vonalak, folyamatok és üzemek tervezése. A digitális világban történő gyártás részletes modelljének kiépítésével a vállalkozások különböző forgatókönyveket szimulálhatnak, hogy optimalizálják a teljesítményt a gyári környezetben.

A digitális világban történő tervezés során a vállalkozások nagyobb automatizálást hajthatnak végre és korszerűsíthetik a termelést, hogy elkerüljék a hatékonyság hiányosságait. Például egy üresjárati gépnek alternatív költsége van, ha nem működik, de a felvett energia működési költsége van, ami viszont az energiaforráson alapuló szén-dioxid-lábnyomot fejt ki, ezzel egyidejűleg csökkenti a fizikai anyagok beruházási költségeit.

Előfordulhat, hogy a motor szükségesnél hosszabb üzemeltetése vagy az anyag szükségesnél hosszabb szállítása termékenként nem gyakorol jelentős hatást, de ezek a hiányosságok gyorsan növekednek. Ezekre a gyakori problémákra vonatkozó fenntartható megoldások nem korlátozódnak a zöldmező környezetre sem. A tervezési folyamat a barnamezelő létesítményekre is vonatkozik. Bár ez monumentális vállalkozásnak tűnhet, a gyártósorok átszervezésével érhető el, hogy több termelési kapacitást illesztsenek ugyanarra az alapterületre, a folyamatok és gépek frissítésével, hogy lépést tartsanak a piaci növekedéssel, vagy hardverrendszerek frissítésével az energiafogyasztás csökkentése érdekében, és olyan infrastruktúrát telepítünk, mint a napelemek vagy akkumulátorok a megújuló energiaforrások jobb kihasználása érdekében.

Például a sváb gépgyártónak, Hugo Becknek sikerült átalakítania a csomagolóipart és üzletüket a Digital Twin segítségével. A Siemens technológiájának köszönhetően a mérnökök a Digital Twin segítségével olyan gépet terveztek, amely a csomagolást a termék méreteihez igazítja, digitális szimulációk révén optimalizálva a teljesítményt. Az innovációjuk és a környezetvédelmi és üzleti célokat egyaránt kielégítő megoldások keresése iránti elkötelezettségük miatt Hugo Beck 20 százalékkal csökkentette az energiafelhasználást, 50 százalékkal az üzembe helyezési időt, 30 százalékkal a csomagolóanyagokat és 10 százalékkal a csomagolási mennyiséget.
Összességében a Digital Twin segít a vállalkozásoknak korábban felvázolni igényeiket, és számos különböző lehetőséget értékelni a fenntartható folyamatok megtalálásához. A rossz karbantartási stratégiák 5-20% -kal csökkenthetik a gyár általános teljesítményét. Más szavakkal, a túlzott karbantartás megegyezik a túlzott kiadásokkal, így a Digital Twin létfontosságú eleme a hatékony gyári működés szempontjából.

A termeléstervezés az, ahol a digitalizálásba történő beruházások értéket mutatnak. Az anyagok, az emberek és a gépek hatékony használata hatékonyabbá teszi a vállalkozásokat. Itt kezdődik az átfogó szimulációk és a követelmények validálása is, amelyek elősegítik a döntéshozatal és az ellátási lánc partnerek kiválasztását. Ezenkívül a szervezetek biztonságosabb munkakörülményeket teremthetnek, jobban képzhetnek a munkavállalókat, és befektethetnek alkalmazottaik oktatásába és képzettségfejlesztésébe.

Az adatbetekintéssel a vállalkozások fenntartható anyagokat választhatnak ki, és optimalizálhatják a nyersanyagfelhasználást a hulladék mennyiségének minimalizálása érdekében. Emellett szimulálhatják az újrahasznosított anyagok használatának hatását, vagy meghatározhatják, hogy mely berendezésszolgáltatók képesek megnövelt energiahatékonyságot és javíthatóságot biztosítani az áteresztőképesség és a költségek mellett. Az üresjárati idő minimalizálása csökkenti az energiaigényt és a termékek egységenkénti költségét, miközben hozzájárul a szén-dioxid-lábnyomok csökkentéséhez is.

Ha megértjük, hogy egy gép mikor igényel karbantartást, csökkentheti az átállást a gyártás során. Hasonlóképpen, logisztikai útvonalak tervezhetők úgy, hogy minimalizálják a szállítási távolságokat és a kapcsolódó szén-dioxid-kibocsátást, miközben problémák esetén intelligens készletgazdálkodással is lehetővé teszik a rugalmasságot.

A termeléstervezés azt jelenti, hogy a vállalkozások összeköttetési pontokat építhetnek fel a körkörös anyagáramlás lehetővé Azzal, hogy korán megértjük, hol keletkezik elkerülhetetlen hulladék, terveket lehet készíteni a fennmaradó anyagok újrafelhasználására, újrahasznosítására vagy újrahasznosítására.

A termelés végrehajtása kulcsfontosságú a fenntarthatósági célok eléréséhez, de a fenntartható folyamatok nyomon követése és érvényesítése komoly akadályt jelenthet. Míg a gyártás szimulálása a tervezés során segít megtalálni a megoldásokat, a valós világbeli összetettség gyakran zárt hurkú kapcsolatot igényel a digitális és fizikai rendszerek között.

Szerencsére a digitális megoldások lehetőséget kínálnak a minőség és a hozam javítására. Még a tapasztalt gyártók is nehézségekkel szembesülnek az új gyártás elindításakor, ami anyagok, energia és idő pazarlásához vezet. A valós adatok digitális ikerrel való integrálása gyorsabb optimalizálást tesz lehetővé, növelve mind a jövedelmezőséget, mind a fenntarthatóságot.

Egyes régiókban emelkednek az energiaköltségek, ami kritikusabbá teszi a hatékonyságot. A kivitelezést egy nagyobb rendszer részeként tekintve költség- és kibocsátás-megtakarítást jelenthet meg. Például a hatékony motorok akár 30% -kal csökkenthetik az energiafelhasználást, a nagy energiájú folyamatok összehangolhatják a napenergiát, az intralogisztika optimalizálása pedig csökkentheti a felesleges gyári utazást, csökkentve mind az energiaigényt, mind a szén-dioxid-lábnyomot.

A vezető alvástermék-gyártó, a Pikolin komolyan vette fenntarthatósági stratégiáját azáltal, hogy beépítette a Simatic Scada és az Energy Management eszközöket új létesítményükbe. A Pikolin új gyára integrálja a termelést a nyersanyagoktól a késztermékekig, biztosítva a magas minőséget, miközben maximalizálja a hatékonyságot. A fenntarthatóság és a jövedelmezőség érdekében tervezett, megfelel az ISO 14001 és 50001 energiaszabálványnak, csökkentve a költségeket és növelve a termelékenységet. Fenntartható erőfeszítéseik eredményeként a Pikolin létesítménye 40% -kal kevesebb földgázt fogyaszt, és ennek ellenére 30% -kal nagyobb termelési kapacitással rendelkezik, ami szemlélteti az üzemoptimalizálás pozitív eredményeit.

A termelés teljes lendületében az utazás következő szakasza a monitorozás. Az üzemek és a termelés folyamatos figyelemmel kísérésével a gyártók proaktívan javíthatják a termelést. Ennek az előrejelző stratégiának része a gépek prediktív karbantartása annak érdekében, hogy maximális hatékonysággal működjenek, vagy a problémák észlelése azok előfordulása előtt. Az, hogy ez a monitorozás hogyan javítja a legjobban a gyártást, az üzleti teljesítménymutatókon múlik, de néhány gyakori a gép-, vonal- és üzemszintű elemzés energiafogyasztása, az anyagáramlás és az erőforrások felhasználása, valamint a munkavállalók biztonsága.

Az automatizálás korlátozhatja a nem ergonomikus mozgásokat az alkalmazottak számára, hogy eltávolítsák őket a veszélyes folyamatoktól. Ugyanakkor a gyárban a robotikának biztonságosnak kell lennie a padlón lévő dolgozók számára. Nem minden automatizált feladat elkülöníthető teljesen, és a nem biztonságos munkakörülmények figyelemmel kísérése felbecsülhetetlen lesz, mivel a gyárak hatékonyabbá és fenntarthatóbbá válnak.

A fenntartható termelés felé vezető úton a végső változás az optimalizálás. Ez az, ahol a vállalatok érhetik el a legnagyobb nyereséget a befektetésekből. A termelés folyamatos optimalizálása révén a gyártók megelőzhetnek versenytársaikat.

Az informatikai és OT-adatok integrálása lehetővé teszi az üzemvezetők számára, hogy azonosítsák és előre jelezzék azokat a trendeket, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy proaktív módon igazítsák a műveleteket és az anyagbeszerzést a nem tervezett zavarokhoz való Ez lehetővé teszi számukra, hogy nyomon követhessék az energiafelhasználást, a vízfogyasztást és a beszállítói adatokat, hogy meghatározzák a termelési folyamatok szén-dioxid-lábnyomát a teljes értékláncban.

Ezen túlmenően, ha egy gép vagy a gyártási folyamat egy része meghibásodik, a javítás és a felújítás szempontjából szemmel kell vizsgálni. A gyártás zárt hurkú digital twin ikerjének használata segít olyan döntések meghozatalában, mint például a berendezés módosítása a meghibásodások megelőzése érdekében, mely alkatrészeket kell cserélni, és hogyan lehet a javítási eljárásokat legjobban követni.

Például a Spinnova textiltechnológia felgyorsította szálgyártását az automatizálás és a digital twin ikertechnológia integrálásával, optimalizálva a műveleteket és csökkentve a piacra jutási időt. A virtuális üzembe helyezés egyszerűsítette a gyári beállítást, miközben a valós idejű adatelemzés javította a hatékonyságot, azonosította a szűk görcsöket, és biztosította a következetes minőséget a nyersanyagoktól a kész szálakig. Az energiaoptimalizálás tovább erősítette a működést, rugalmasabbá és költséghatékonyabbá téve a vállalat termelését. A Siemens Xcelerator technológiák kihasználásával a Spinnova nemcsak gyorsabban bővült, hanem új mércét állított fel a fenntartható gyártás számára is, bizonyítva, hogy a hatékonyság és a környezetvédelmi felelősség kéz a kézben járhat a textiliparban.