Viedā ražošana ir ilgtspējīga ražošana

Panākumi sākas ar ražošanas stratēģijas noteikšanu. Šis process ietver pirmā pasūtījuma novērtēšanu, lai izprastu agrīno lēmumu ietekmi uz ražošanas prasībām, tostarp noteikt, ko pirkt no piegādātājiem, kuras produkta sastāvdaļas tiek izgatavotas iekšēji, rūpīgi atlasot partnerus un piegādātājus un kur ražot jaunus produktus. Katrs no šiem lēmumiem tieši ietekmēs uzņēmuma panākumus, un ilgtspējīgu iespēju izvēle bieži ir risinājums ilgtermiņa panākumiem.

Iepirkumu stratēģijas var dramatiski mainīties, ņemot vērā arī enerģijas izmantošanas, resursu patēriņa, oglekļa nospieduma un aprites prakses ietekmi. Tā vietā, lai iegādātos viszemāko cenu komponentus produkta funkcionālajām vajadzībām, ražotājiem ir jālīdzsvaro izmaksas ar saistīto atsevišķo komponentu oglekļa nospiedumu. Materiāli un sastāvdaļas jāiegūst no piegādātāja, kam ir ilgtspējīgs domāšanas veids, un preču pārvietošanas stratēģija ir jādefinē jau agrīnā stadijā. Par laimi, digitalizācija un automatizācija palīdz samazināt sarežģītības slogu šajā no jauna definētajā ražošanas stratēģijas procesā.

Apkopojot un analizējot attiecīgos datus, lēmumus var pieņemt ar pārliecību. Ja jaunam produktam ir nepieciešama lielāka ražošanas jauda, izpratne par iekārtas vajadzībām un mērķiem digitālajā pasaulē var palīdzēt noteikt jaunas rūpnīcas atrašanās vietas un izkārtojumus, lai līdzsvarotu būvniecības ietekmi uz vidi, ražošanas līniju enerģijas patēriņu un aplēsto ražošanas ātrumu. Ilgtspējības rādītāji, piemēram, energoefektivitāte, ir vienkāršāki tagad, kad digitālajā dvīnī var novērtēt dažādus scenārijus.

Šī tehnoloģija ļauj lēmumu pieņēmējiem simulēt visu, sākot no apgaismojuma un klimata kontroles līdz piegādes ķēdes ietekmei uz vidi. Aprīkots ar šo informāciju jau no paša sākuma palīdz organizācijām pieņemt labākus lēmumus.

Nākamais ilgtspējības integrēšanas posms ir līniju, procesu un iekārtu projektēšana. Vispirms izveidojot detalizētu ražošanas modeli digitālajā pasaulē, uzņēmumi var simulēt dažādus scenārijus, lai optimizētu veiktspēju rūpnīcas vidē.

Projektējot digitālajā pasaulē, uzņēmumi var ieviest lielāku automatizāciju un racionalizēt ražošanu, lai izvairītos no efektivitātes samazinājumiem. Piemēram, tukšgaitas mašīnai ir iespējamās izmaksas, kas saistītas ar neekspluatāciju, bet no iegūtās enerģijas rodas ekspluatācijas izdevumi, kas savukārt ietekmē oglekļa nospiedumu, pamatojoties uz šīs enerģijas avotu, vienlaikus samazinot fizisko materiālu ieguldījumu izmaksas.

Motora darbināšana ilgāk nekā nepieciešams vai materiālu transportēšana tālāk nekā nepieciešams, var nebūt lielas ietekmes uz katru produktu, taču šīs neefektivitātes ātri palielinās. Ilgtspējīgi risinājumi šīm izplatītajām problēmām neaprobežojas tikai ar zaļo lauku vidi. Projektēšanas process attiecas arī uz brūnlauka objektiem. Lai gan tas var šķist monumentāls pasākums, tas tiek panākts, reorganizējot ražošanas līnijas, lai tajā pašā grīdas platībā ietilptu lielāka ražošanas jauda, atjauninot procesus un iekārtas, lai neatpaliktu no tirgus izaugsmes, vai atjauninot aparatūras sistēmas, lai samazinātu enerģijas patēriņu, un uzstādot infrastruktūru, piemēram, saules blokus vai akumulatoru krātuvi, lai labāk gūtu labumu no atjaunojamiem enerģijas avotiem.

Piemēram, Švābijas mašīnu veidotājam Hugo Bekam ir izdevies pārveidot iepakojuma nozari un viņu biznesu ar Digital Twin. Izmantojot Siemens tehnoloģiju, inženieri izmantoja Digital Twin, lai izstrādātu mašīnu, kas pielāgo iepakojumu produkta izmēriem, optimizējot veiktspēju, izmantojot digitālas simulācijas. Pateicoties inovācijām un apņemšanās atrast risinājumus, kas atbilst gan vides, gan biznesa mērķiem, Hugo Beck ir samazinājis enerģijas patēriņu par 20 procentiem, nodošanas ekspluatācijas laiku par 50 procentiem, iepakojuma materiālu par 30 procentiem un iepakojuma apjomu par 10 procentiem.
Kopumā digitālais dvīnis palīdz uzņēmumiem agrāk izklāstīt savas vajadzības un novērtēt daudzas dažādas iespējas ilgtspējīgu procesu atrašanai. Sliktas apkopes stratēģijas var samazināt rūpnīcas kopējo veiktspēju par 5 līdz 20%. Citiem vārdiem sakot, pārmērīga apkope ir vienāda ar pārmērīgiem izdevumiem, padarot Digital Twin par būtisku sastāvdaļu efektīvai rūpnīcas darbībai.

Ražošanas plānošana ir vieta, kur ieguldījumi digitalizācijā parāda vērtību. Materiālu, cilvēku un mašīnu efektīva izmantošana padara uzņēmumus efektīvus. Šeit sākas arī visaptverošas simulācijas un prasību validācija, lai palīdzētu pieņemt lēmumus un izvēlēties piegādes ķēdes partnerus. Turklāt organizācijas var radīt drošākus darba apstākļus, labāk apmācīt darbiniekus un ieguldīt savu darbinieku izglītībā un prasmju uzlabošanā.

Izmantojot datu ieskatu, uzņēmumi var izvēlēties ilgtspējīgus materiālus un optimizēt izejvielu izmantošanu, lai samazinātu lūžņu daudzumu. Tās var arī simulēt pārstrādātu materiālu izmantošanas ietekmi vai noteikt, kuri iekārtu piegādātāji papildus caurlaidspējai un izmaksām var nodrošināt lielāku energoefektivitāti un labojamību. Samazinot dīkstāves laiku, samazinās enerģijas patēriņš un produktu vienības izmaksas, vienlaikus veicinot zemāku oglekļa emisijas nospiedumu.

Izpratne par to, kad mašīnai nepieciešama apkope, var palīdzēt samazināt pārslēgšanos ražošanas laikā. Tāpat loģistikas maršrutus var plānot, lai samazinātu transporta attālumus un ar tiem saistītās oglekļa emisijas, vienlaikus nodrošinot elastību ar inteliģentu krājumu pārvaldību problēmu gadījumā.

Ražošanas plānošana ir veids, kā uzņēmumi var izveidot savienojuma punktus, lai nodrošinātu apļveida materiālu plūsmu. Izprotot, kur agri tiks radīti neizbēgami atkritumi, var plānot atlikušo materiālu atkārtotu izmantošanu, pārstrādi vai atkārtotu izmantošanu.

Ražošanas izpilde ir atslēga ilgtspējības mērķu sasniegšanai, taču ilgtspējīgu procesu izsekošana un ieviešana var būt galvenais šķērslis. Lai gan ražošanas simulēšana projektēšanas laikā palīdz atrast risinājumus, reālās pasaules sarežģītība bieži prasa slēgta cikla savienojumu starp digitālajām un fiziskajām sistēmām.

Par laimi digitālie risinājumi piedāvā iespējas uzlabot kvalitāti un ražu. Pat pieredzējuši ražotāji saskaras ar neefektivitāti, uzsākot jaunu ražošanu, kā rezultātā tiek izšķērdēti materiāli, enerģija un laiks. Reālās pasaules datu integrēšana ar digitālo dvīņu ļauj ātrāk optimizēt, veicinot gan rentabilitāti, gan ilgtspējību.

Dažos reģionos palielinās enerģijas izmaksas, padarot efektivitāti kritiskāku. Izpildes skatīšana kā daļa no lielākas sistēmas var atklāt izmaksu un emisiju ietaupījumus. Piemēram, efektīvi motori var samazināt enerģijas patēriņu līdz pat 30%, augstas enerģijas procesi var saskaņot ar saules enerģiju, un intraloģistikas optimizēšana var samazināt nevajadzīgus pārvietojumus rūpnīcā, samazinot gan enerģijas pieprasījumu, gan oglekļa pēdu.

Vadošais miega produktu ražotājs Pikolin ir nopietni uztvēris savu ilgtspējības stratēģiju, savā jaunajā iekārtā iekļaujot Simatic Scada un Energy Management rīkus. Pikolin jaunā rūpnīca integrē ražošanu no izejvielām līdz gatavajiem produktiem, nodrošinot augstu kvalitāti, vienlaikus maksimāli palielinot efektivitāti. Izstrādāts ilgtspējībai un rentabilitātei, tas atbilst ISO 14001 un 50001 enerģijas standartiem, samazinot izmaksas un uzlabojot produktivitāti. To ilgtspējīgu centienu rezultātā Pikolin iekārta patērē par 40% mazāk dabasgāzes un tomēr tai ir par 30% lielāka ražošanas jauda, kas ilustrē rūpnīcas optimizācijas pozitīvos rezultātus.

Tā kā ražošana notiek pilnā sparā, nākamais brauciena posms ir uzraudzība. Nepārtraukti uzraugot rūpnīcas un ražošanu, ražotāji var proaktīvi uzlabot ražošanu. Mašīnu paredzamā apkope, lai tās darbotos ar maksimālo efektivitāti, vai problēmu atklāšana pirms to rašanās, ir daļa no šīs paredzamās stratēģijas. Tas, kā šī uzraudzība vislabāk uzlabo ražošanu, ir atkarīgs no biznesa KPI, taču daži izplatīti no tiem ir enerģijas patēriņš mašīnu, līniju un iekārtu līmeņa analīzei, materiālu plūsma un resursu izmantošana, kā arī darbinieku drošība,

Automatizācija var ierobežot neergonomiskas kustības, lai darbinieki tos attālinātu no bīstamiem procesiem. Bet tajā pašā laikā robotikai rūpnīcā jābūt drošai strādniekiem uz grīdas. Ne visi automatizētie uzdevumi var būt pilnībā atsevišķi, un nedrošu darba apstākļu uzraudzība būs nenovērtējama, jo rūpnīcas kļūst efektīvākas un ilgtspējīgākas.

Galīgās izmaiņas ceļā uz ilgtspējīgu ražošanu ir optimizācija. Šeit uzņēmumi var gūt vislielāko atlīdzību no ieguldījumiem. Nepārtraukti optimizējot ražošanu, ražotāji var palikt priekšā saviem konkurentiem.

IT un OT datu integrēšana ļauj rūpnīcu vadītājiem noteikt un prognozēt tendences, kas ļauj viņiem proaktīvi pielāgot darbības un materiālu iegūšanu, lai pielāgotos neplānotiem traucējumiem. Tas ļauj viņiem izsekot enerģijas patēriņam, ūdens patēriņam un piegādātāju datiem, lai noteiktu ražošanas procesu oglekļa nospiedumu visā vērtību ķēdē.

Turklāt, ja mašīna vai ražošanas procesa daļa neizdodas, uz to vajadzētu aplūkot ar acīm, lai veiktu remontu un atjaunošanu. Digitālā ražošanas dvīņa slēgtā cilpā ar ražošanu palīdz pieņemt lēmumus, piemēram, kur modificēt aprīkojumu, lai novērstu kļūmes, kuras detaļas nomainīt un kā vislabāk ievērot remonta procedūras.

Piemēram, tekstilizstrādājumu tehnoloģija Spinnova paātrināja šķiedru ražošanu, integrējot automatizāciju un digitālo dvīņu tehnoloģiju, optimizējot darbības un samazinot laiku nonākšanai tirgū. Virtuālā nodošana ekspluatācijā racionalizēja rūpnīcas iestatīšanu, savukārt reāllaika datu analīze uzlaboja efektivitāti, identificēja vājās vietas un nodrošināja nemainīgu kvalitāti no izejvielām līdz gatavajai šķiedrai. Enerģijas optimizācija vēl vairāk nostiprināja darbību, padarot uzņēmuma ražošanu izturīgāku un rentablāku. Izmantojot Siemens Xcelerator tehnoloģijas, Spinnova ne tikai palielinājās ātrāk, bet arī noteica jaunu etalonu ilgtspējīgai ražošanai, pierādot, ka efektivitāte un atbildība par vidi var iet roku rokā tekstilrūpniecībā.