Išmanioji gamyba yra tvari gamyba

Sėkmė prasideda nuo gamybos strategijos apibrėžimo. Šis procesas apima pirminius vertinimus, siekiant suprasti ankstyvųjų sprendimų poveikį gamybos reikalavimams, įskaitant nustatymą, ką pirkti iš tiekėjų, kuriuos produktų komponentus gaminti įmonės viduje, kruopštų partnerių ir tiekėjų pasirinkimą ir kur gaminti naujus produktus. Kiekvienas iš šių sprendimų tiesiogiai paveiks verslo sėkmę, 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.

Surinkus ir analizuojant atitinkamus duomenis, galima priimti sprendimus 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. Tvarumo KPI, tokius kaip energijos vartojimo efektyvumas, dabar yra paprastesni, nes skirtingus scenarijus galima įvertinti skaitmeniniame dvynyje.

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 gamyklų 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 įprastų problemų sprendimai neapsiriboja vien žaliųjų laukų aplinka. Projektavimo procesas taikomas ir apleistų teritorijų objektams.Nors tai gali atrodyti kaip monumentalus uždavinys, jis pasiekiamas reorganizuojant gamybos linijas, kad tame pačiame plote tilptų daugiau gamybos pajėgumų, atnaujinant procesus ir įrangą, kad būtų neatsilikta nuo rinkos augimo, arba atnaujinant techninės įrangos sistemas, siekiant sumažinti energijos suvartojimą, ir įrengiant infrastruktūrą, pavyzdžiui, saulės baterijų ar akumuliatorių kaupimo sistemas, siekiant geriau išnaudoti atsinaujinančius energijos šaltinius.

Pavyzdžiui, Švabijos mašinų gamintojui „Hugo Beck“ pavyko pakeisti pakavimo pramonę ir savo verslą pasitelkus skaitmeninį dvynį. Pasitelkę „Siemens“ technologijas, inžinieriai panaudojo skaitmeninį dvynį kurdami mašiną, kuri pritaiko pakuotes prie produkto matmenų, optimizuodama našumą taikydama skaitmeninius modeliavimus. Dėl inovacijų ir įsipareigojimo rasti sprendimus, kurie padėtų siekti tiek aplinkosaugos, tiek verslo tikslų, „Hugo Beck“ sumažino energijos suvartojimą 20 procentų, paleidimo laiką – 50 procentų, pakavimo medžiagų kiekį – 30 procentų, o pakavimo kiekį – 10 procentų.
Apskritai skaitmeninis dvynys padeda įmonėms anksčiau apibrėžti savo poreikius ir įvertinti daugybę skirtingų galimybių rasti tvarius procesus. Prasta priežiūros strategija gali sumažinti bendrą gamyklos našumą 5–20 %. Kitaip tariant, perteklinė priežiūra prilygsta perteklinėms išlaidoms, todėl skaitmeninis dvynys yra gyvybiškai svarbus efektyvaus gamyklos veikimo komponentas.

Gamybos planavimas yra ta sritis, kurioje investicijos į skaitmeninimą yra vertingos. Efektyvus medžiagų, žmonių ir mašinų naudojimas lemia verslo efektyvumą. Čia taip pat prasideda išsamios simuliacijos ir reikalavimų patvirtinimas, padedantys priimti sprendimus ir pasirinkti tiekimo grandinės partnerius. Be to, organizacijos gali sukurti saugesnes darbo sąlygas, geriau apmokyti darbuotojus ir investuoti į savo darbuotojų švietimą bei kvalifikacijos kėlimą.

Naudodamiesi duomenų įžvalgomis, įmonės gali pasirinkti tvarias medžiagas ir optimizuoti žaliavų naudojimą, kad sumažintų atliekų kiekį. Jos taip pat gali imituoti perdirbtų medžiagų naudojimo poveikį arba nustatyti, kurie įrangos tiekėjai gali padidinti energijos vartojimo efektyvumą ir remonto galimybes, be to, padidinti našumą ir sąnaudas. Prastovos laiko sumažinimas sumažina energijos poreikį ir produktų vieneto kainą, kartu prisidedant prie mažesnio anglies pėdsako.

Supratimas, kada mašinai reikia priežiūros, gali padėti sumažinti perjungimų gamybos metu. Panašiai, logistikos maršrutus galima planuoti taip, kad būtų kuo labiau sumažinti transportavimo atstumai ir su jais susijęs anglies dioksido išmetimas, kartu užtikrinant lankstumą naudojant išmanų atsargų valdymą problemų atveju.

Gamybos planavimas – tai būdas, kuriuo įmonės gali kurti jungtis, kad būtų užtikrintas žiedinis medžiagų srautas. Ankstyvame etape suprantant, kur susidarys neišvengiamos atliekos, galima sudaryti planus, kaip pakartotinai panaudoti, perdirbti ar kitaip panaudoti likusias medžiagas.

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. Vertinant vykdymą kaip didesnės sistemos dalį, galima atskleisti sąnaudų ir išmetamųjų teršalų kiekio mažinimą. Pavyzdžiui, efektyvūs varikliai gali sumažinti energijos suvartojimą iki 30 %, daug energijos naudojantys procesai gali būti suderinti su saulės energijos gamyba, o vidaus logistikos optimizavimas gali sumažinti nereikalingas keliones gamyklose, taip sumažinant tiek energijos poreikį, tiek anglies pėdsaką.

Pirmaujanti miego produktų gamintoja „Pikolin“ rimtai įvertino savo tvarumo strategiją, į savo naująją gamyklą įdiegdama „Simatic Scada“ ir energijos valdymo įrankius. Naujoji „Pikolin“ gamykla integruoja gamybą nuo žaliavų iki gatavų gaminių, užtikrindama aukštą kokybę ir maksimaliai padidindama efektyvumą. Sukurta siekiant tvarumo ir pelningumo, ji atitinka ISO 14001 ir 50001 energijos standartus, taip sumažindama sąnaudas ir padidindama našumą. Dėl tvarių pastangų „Pikolin“ gamykla sunaudoja 40 % mažiau gamtinių dujų, tačiau turi 30 % daugiau gamybos pajėgumų, o tai rodo teigiamus gamyklos optimizavimo rezultatus.

Gamybai įsibėgėjant, kitas etapas yra stebėsena. Nuolat stebėdami gamyklas ir gamybą, gamintojai gali proaktyviai tobulinti gamybą. Nuspėjamoji mašinų priežiūra, siekiant užtikrinti jų maksimalų efektyvumą arba aptikti problemas prieš joms atsirandant, yra šios numatymo strategijos dalis. Kaip ši stebėsena geriausiai pagerina gamybą, priklauso nuo verslo KPI, tačiau kai kurie įprasti rodikliai yra energijos suvartojimas mašinų, linijų ir gamyklų lygmens analizei, medžiagų srautai ir išteklių panaudojimas bei darbuotojų sauga.

Automatizavimas gali apriboti neergonomiškus darbuotojų judesius, kad jie būtų atitraukti nuo pavojingų procesų. Tačiau tuo pačiu metu robotika gamykloje turi būti saugi darbuotojams gamyboje. Ne visos automatizuotos užduotys gali būti visiškai atskirtos, o bet kokių nesaugių darbo sąlygų stebėsena bus neįkainojama, gamykloms tampant efektyvesnėms ir tvaresnėms.

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 stebėti 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 ją remontuoti ir atnaujinti. Uždarame cikle gamybos skaitmeninis dvynys padeda priimti sprendimus, pavyzdžiui, kur modifikuoti įrangą, kad būtų išvengta gedimų, kurias dalis keisti ir kaip geriausiai laikytis remonto procedūrų.

Pavyzdžiui, tekstilės technologijų įmonė „Spinnova“ paspartino pluošto gamybą, integruodama automatizavimą ir skaitmeninio dvynio technologiją, optimizuodama operacijas ir sutrumpindama pateikimo į rinką laiką. Virtualus paleidimas supaprastino gamyklos sąranką, o realiuoju laiku atliekama duomenų analizė pagerino efektyvumą, nustatė kliūtis ir užtikrino nuoseklią kokybę nuo žaliavų iki galutinio pluošto. Energijos optimizavimas dar labiau sustiprino operacijas, todėl įmonės gamyba tapo atsparesnė ir ekonomiškesnė. Pasitelkdama „Siemens Xcelerator“ technologijas, „Spinnova“ ne tik greičiau išaugo, bet ir nustatė naują tvarios gamybos standartą, įrodydama, kad efektyvumas ir aplinkosauginė atsakomybė tekstilės pramonėje gali būti neatsiejami.