Išmanioji gamyba yra tvari gamyba

Sėkmė prasideda nuo gamybos strategijos apibrėžimo. Šis procesas apima pirmojo užsakymo vertinimus, siekiant suprasti ankstyvųjų sprendimų poveikį gamybos reikalavimams, įskaitant nustatymą, ką pirkti iš tiekėjų, kurie produkto komponentai padaryti in-house, atidžiai pasirenkant partnerius ir tiekėjus, ir kur gaminti naujus produktus. Kiekvienas iš šių sprendimų turės tiesioginės įtakos verslo sėkmei, o tvarių variantų pasirinkimas dažnai yra ilgalaikės sėkmės sprendimas.

Pirkimo strategijos gali labai pasikeisti, kai taip pat atsižvelgiama į energijos naudojimo, išteklių sunaudojimo, anglies pėdsako ir cirkuliarumo praktikos pasekmes. Užuot pirkę mažiausių sąnaudų komponentus funkciniams produkto poreikiams tenkinti, gamintojai turi subalansuoti išlaidas su susijusiu pasirinktų komponentų anglies pėdsaku. Medžiagos ir komponentai turėtų būti gaunami iš tiekėjo, kuris turi tvarią mąstyseną, o prekių perkėlimo strategija turi būti apibrėžta iš anksto. Laimei, skaitmenizacija ir automatizavimas padeda sumažinti padidėjusio sudėtingumo naštą šiame iš naujo apibrėžtame gamybos strategijos procese.

Renkant ir analizuojant atitinkamus duomenis, sprendimai gali būti priimami užtikrintai. Jei naujam produktui reikia daugiau gamybos pajėgumų, supratimas apie įrenginio poreikius ir tikslus skaitmeniniame pasaulyje gali padėti nustatyti naujas gamyklų vietas ir išdėstymą, kad būtų subalansuotas statybos poveikis aplinkai, energijos naudojimas iš gamybos linijų ir numatomas gamybos tempas. Sustainability KPI, tokie kaip energijos vartojimo efektyvumas, yra paprastesni dabar, kai skaitmeniniame dvynyje galima įvertinti skirtingus scenarijus.

Ši technologija leidžia sprendimų priėmėjams imituoti viską nuo apšvietimo ir klimato kontrolės iki jų tiekimo grandinės poveikio aplinkai. Įrengta šia informacija nuo pat pradžių padeda organizacijoms priimti geresnius sprendimus.

Kitas tvarumo integravimo etapas yra linijų, procesų ir augalų projektavimas. Pirmiausia sukurdamos išsamų gamybos modelį skaitmeniniame pasaulyje, įmonės gali imituoti skirtingus scenarijus, kad optimizuotų našumą visoje gamyklos aplinkoje.

Kurdamos skaitmeniniame pasaulyje, įmonės gali įdiegti didesnį automatizavimą ir racionalizuoti gamybą, kad išvengtų efektyvumo trūkumų. Pavyzdžiui, tuščiąja eiga veikianti mašina turi galimybę neveikti, tačiau iš jos gaunamos energijos yra eksploatacinės sąnaudos, o tai savo ruožtu daro poveikį anglies pėdsakui pagal tos energijos šaltinį, tuo pačiu sumažinant fizinių medžiagų investicines išlaidas.

Variklio eksploatavimas ilgiau nei reikia arba medžiagų gabenimas toliau nei būtina gali neturėti didelės įtakos kiekvienam produktui, tačiau šis neefektyvumas greitai padidėja. Tvarūs šių bendrų problemų sprendimai neapsiriboja ir žaliojo lauko aplinka. Projektavimo procesas taikomas ir rudos lauko įrenginiams. Nors tai gali atrodyti kaip monumentalus įsipareigojimas, tai pasiekiama reorganizuojant gamybos linijas, kad į tą patį grindų plotą tilptų daugiau gamybos pajėgumų, atnaujinant procesus ir mašinas, kad neatsiliktų nuo rinkos augimo, arba atnaujinant aparatūros sistemas, siekiant sumažinti energijos suvartojimą, ir įrengiant infrastruktūrą, tokią kaip saulės masyvai ar baterijų saugykla, kad geriau pasinaudotumėte atsinaujinančiais energijos šaltiniais.

Pavyzdžiui, Švabijos mašinų statytojas Hugo Beckas sugebėjo pertvarkyti pakavimo pramonę ir jų verslą su “Digital Twin”. Įgalinti “Siemens” technologijos inžinieriai naudojo “Digital Twin”, kad suprojektavo mašiną, kuri pritaiko pakuotę prie gaminio matmenų, optimizuodama našumą naudojant skaitmeninius modeliavimus. Dėl inovacijų ir įsipareigojimo rasti sprendimus, kurie padėtų spręsti aplinkosaugos ir verslo tikslus, “Hugo Beck” sumažino energijos naudojimą 20 procentų, eksploatavimo laiką - 50 proc., pakavimo medžiagas - 30 proc., o pakuočių kiekį - 10 procentų.Apskritai skaitmeninis dvynys padeda įmonėms anksčiau išdėstyti savo poreikius ir įvertinti daugybę skirtingų galimybių rasti tvarius procesus. Prastos techninės priežiūros strategijos gali sumažinti gamyklos bendrą našumą nuo 5 iki 20%. Kitaip tariant, perteklinė priežiūra prilygsta perteklinėms išlaidoms, todėl “Digital Twin” yra gyvybiškai svarbi efektyvios gamyklos veiklos sudedamoji dalis.

Gamybos planavimas yra tas, kur investicijos į skaitmenizaciją rodo vertę. Efektyvus medžiagų, žmonių ir mašinų naudojimas daro verslą veiksmingą. Čia taip pat pradedamas išsamus modeliavimas ir reikalavimų patvirtinimas, padedantis priimti sprendimus ir pasirinkti tiekimo grandinės partnerius. Be to, organizacijos gali sukurti saugesnes darbo sąlygas, geriau apmokyti darbuotojus ir investuoti į savo darbuotojų švietimą ir kvalifikacijos kėlimą.

Naudodamiesi duomenų įžvalgomis, įmonės gali pasirinkti tvarias medžiagas ir optimizuoti žaliavų naudojimą, kad sumažintų laužo kiekį. Jie taip pat gali imituoti perdirbtų medžiagų naudojimo poveikį arba nustatyti, kurie įrangos tiekėjai gali užtikrinti didesnį energijos vartojimo efektyvumą ir remontavimą, be pralaidumo ir sąnaudų. Sumažinus tuščiosios eigos laiką, sumažėja energijos poreikis ir produktų vieneto kaina, o taip pat sumažėja anglies dvideginio pėdsakas.

Supratimas, kada mašinai reikia techninės priežiūros, gali padėti sumažinti perjungimus gamybos metu. Panašiai galima planuoti logistinius maršrutus, siekiant sumažinti transportavimo atstumus ir su jais susijusį anglies dvideginio išmetimą, tuo pačiu užtikrinant lankstumą naudojant protingą atsargų valdymą iškilus problemoms.

Gamybos planavimas yra tai, kaip įmonės gali sukurti ryšio taškus, kad būtų galima apskrito medžiagų srautą. Supratus, kur neišvengiamos atliekos bus gaminamos anksti, galima planuoti likusias medžiagas pakartotinai naudoti, perdirbti ar pakartotinai panaudoti.

Gamybos vykdymas yra labai svarbus siekiant tvarumo tikslų, tačiau tvarių procesų stebėjimas ir vykdymas gali būti pagrindinė kliūtis. Nors gamybos modeliavimas projektavimo metu padeda rasti sprendimus, realaus pasaulio sudėtingumas dažnai reikalauja uždaro ciklo ryšio tarp skaitmeninių ir fizinių sistemų.

Laimei, skaitmeniniai sprendimai suteikia galimybių pagerinti kokybę ir derlių. Net patyrę gamintojai susiduria su neveiksmingumu pradėdami naują gamybą, todėl švaistomos medžiagos, energija ir laikas. Realaus pasaulio duomenų integravimas su skaitmeniniu dvyniu leidžia greičiau optimizuoti, skatinant tiek pelningumą, tiek tvarumą.

Kai kuriuose regionuose energijos sąnaudos didėja, todėl efektyvumas tampa kritiškesnis. Peržiūrint vykdymą kaip didesnės sistemos dalį, galima atskleisti sąnaudų ir išmetamųjų teršalų taupymą. Pavyzdžiui, efektyvūs varikliai gali sumažinti energijos sunaudojimą iki 30%, didelės energijos procesai gali būti suderinti su saulės energija, o optimizuojant intralogistiką galima sumažinti nereikalingas keliones gamykloje, sumažinant tiek energijos poreikį, tiek anglies pėdsaką.

Pirmaujantis miego produktų gamintojas “Pikolin” rimtai žiūrėjo į savo tvarumo strategiją, įtraukdamas “Simatic Scada” ir “Energy Management” įrankius į savo naują įrenginį. Nauja Pikolin gamykla integruoja gamybą nuo žaliavų iki gatavų produktų, užtikrindama aukštą kokybę, tuo pačiu maksimaliai padidindama efektyvumą. Sukurta siekiant tvarumo ir pelningumo, ji atitinka ISO 14001 ir 50001 energijos standartus, mažina sąnaudas ir didina našumą. Dėl jų tvarių pastangų “Pikolin” įrenginys sunaudoja 40% mažiau gamtinių dujų ir vis dėlto turi 30% daugiau gamybos pajėgumų, tai iliustruoja teigiamus augalų optimizavimo rezultatus.

Gamybai įsibėgėjus, kitas kelionės etapas yra stebėjimas. Nuolat stebėdami gamyklas ir gamybą, gamintojai gali aktyviai pagerinti gamybą. Prognozuojama mašinų priežiūra, kad jos veiktų maksimaliu efektyvumu, arba problemų nustatymas prieš joms atsirandant, yra šios numatančios strategijos dalis. Tai, kaip šis stebėjimas geriausiai pagerina gamybą, priklauso nuo verslo KPI, tačiau kai kurie įprasti yra energijos suvartojimas mašinų, linijų ir augalų lygio analizei, medžiagų srautų ir išteklių panaudojimas bei darbuotojų sauga,

Automatika gali apriboti neergonomiškus judesius darbuotojams, kad jie atitolintų juos nuo pavojingų procesų. Tačiau tuo pačiu metu robotika gamykloje turi būti saugi darbuotojams ant grindų. Ne visos automatizuotos užduotys gali būti visiškai atskiros, o bet kokių nesaugių darbo sąlygų stebėjimas bus neįkainojamas, nes gamyklos taps efektyvesnės ir tvaresnės.

Galutinis pokytis tvarios gamybos kelyje yra optimizavimas. Čia įmonės gali gauti didžiausią naudą iš investicijų. Nuolat optimizuodami gamybą, gamintojai gali išlikti priekyje savo konkurentų.

IT ir OT duomenų integravimas leidžia gamyklų vadovams nustatyti ir prognozuoti tendencijas, leidžiančias jiems aktyviai koreguoti operacijas ir medžiagų tiekimą, kad prisitaikytų prie neplanuotų sutrikimų. Tai leidžia jiems sekti energijos suvartojimą, vandens suvartojimą ir tiekėjų duomenis, siekiant nustatyti gamybos procesų anglies pėdsaką visoje vertės grandinėje.

Be to, sugedus mašinai ar gamybos proceso daliai, reikėtų į ją žiūrėti akimis remontui ir atnaujinimui. Turėdami skaitmeninį gamybos dvynį uždarame cikle su gamyba, galite priimti sprendimus, pavyzdžiui, kur modifikuoti įrangą, kad būtų išvengta gedimų, kurias dalis pakeisti ir kaip geriausiai sekti remonto procedūras.

Pavyzdžiui, tekstilės technologija “Spinnova” pagreitino jų pluošto gamybą, integruodama automatizavimą ir skaitmeninę dvynių technologiją, optimizuodama operacijas ir sumažindama laiką patekti į rinką. Virtualus paleidimas supaprastino gamyklos nustatymą, o duomenų analizė realiuoju laiku pagerino efektyvumą, nustatė kliūtis ir užtikrino nuoseklią kokybę nuo žaliavų iki gatavo pluošto. Energijos optimizavimas dar labiau sustiprino operacijas, todėl įmonės produkcija tapo atsparesnė ir ekonomiškesnė. Pasitelkdama “Siemens Xcelerator” technologijas, “Spinnova” ne tik sparčiau plėtojo mastą, bet ir nustatė naują tvarios gamybos etaloną, įrodydamas, kad efektyvumas ir atsakomybė už aplinką tekstilės pramonėje gali eiti koja kojon.