Producția inteligentă înseamnă producție durabilă

Succesul începe cu definirea unei strategii de producție. Acest proces implică evaluări de primă ordine pentru a înțelege impactul deciziilor timpurii asupra cerințelor de fabricație, inclusiv determinarea a ceea ce să cumpărați de la furnizori, ce componente de produs fac intern, selectarea cu atenție a partenerilor și furnizorilor și unde să fabricați produse noi. Fiecare dintre aceste decizii va avea un impact direct asupra succesului unei afaceri - iar alegerea opțiunilor durabile este adesea soluția pentru succesul pe termen lung.

Strategiile de achiziție se pot schimba dramatic atunci când se iau în considerare și implicațiile utilizării energiei, consumului de resurse, amprentei de carbon și practicilor de circularitate. În loc să achiziționeze componente cu cel mai mic cost pentru nevoile funcționale ale unui produs, producătorii trebuie să echilibreze costurile cu amprenta de carbon asociată a componentelor selectate. Materialele și componentele ar trebui să fie obținute de la un furnizor care împărtășește o mentalitate durabilă, iar strategia de transport a mărfurilor trebuie definită din timp. Din fericire, digitalizarea și automatizarea ajută la reducerea sarcinii complexității crescute în acest proces de strategie de fabricație redefinit.

Prin colectarea și analizarea datelor relevante, deciziile pot fi luate cu încredere. Dacă este necesară o capacitate de producție mai mare pentru un produs nou, înțelegerea nevoilor și obiectivelor unei instalații în lumea digitală poate ajuta la determinarea locațiilor și amenajărilor noi ale fabricii pentru a echilibra impactul asupra mediului al construcției, consumul de energie din liniile de producție și ratele de producție estimate. Indicatorii de performanță pentru Sustainability, cum ar fi eficiența energetică, sunt mai simpli acum că diferite scenarii pot fi evaluate în Digital Twin.

Această tehnologie permite factorilor de decizie să simuleze totul, de la iluminat și controlul climei până la impactul asupra mediului al lanțului lor de aprovizionare. Echipat cu aceste informații de la început ajută organizațiile să ia decizii mai bune.

Următoarea fază pentru integrarea durabilității este în proiectarea liniilor, proceselor și instalațiilor. Construind mai întâi un model detaliat pentru producția în lumea digitală, întreprinderile pot simula diferite scenarii pentru a optimiza performanța în mediul fabricii.

Atunci când proiectează în lumea digitală, întreprinderile pot implementa o automatizare mai mare și pot eficientiza producția pentru a evita pierderile de eficiență. O mașină la ralanti, de exemplu, are un cost de oportunitate de a nu funcționa, dar există o cheltuială operațională din energia extrasă, care la rândul său are un impact al amprentei de carbon bazat pe sursa acelei energii, reducând simultan costurile de investiții ale materialelor fizice.

Funcționarea unui motor mai mult decât este necesar sau transportul materialului mai mult decât este necesar poate să nu aibă un impact major pe fiecare produs, dar aceste ineficiențe se adaugă rapid. Soluțiile durabile pentru aceste probleme comune nu se limitează nici la mediile verzi. Procesul de proiectare se aplică și instalațiilor brownfield. Deși acest lucru poate părea o întreprindere monumentală, se realizează prin reorganizarea liniilor de producție pentru a încadra mai multă capacitate de producție în același spațiu, actualizarea proceselor și mașinilor pentru a ține pasul cu creșterea pieței sau, actualizarea sistemelor hardware pentru a reduce consumul de energie și instalarea infrastructurii, cum ar fi matricele solare sau stocarea bateriilor pentru a valorifica mai bine sursele de energie regenerabile.

De exemplu, constructorul de mașini șvabian, Hugo Beck a reușit să transforme industria ambalajelor și afacerea lor cu Digital Twin. Imputerniciți de tehnologia Siemens, inginerii au folosit Digital Twin pentru a proiecta o mașină care adaptează ambalajul la dimensiunile produsului, optimizând performanța prin simulări digitale. Datorită inovației și angajamentului lor de a găsi soluții care să abordeze atât obiectivele de mediu, cât și cele de afaceri, Hugo Beck a redus consumul de energie cu 20%, timpul de punere în funcțiune cu 50%, materialele de ambalare cu 30% și volumul ambalajelor cu 10%.În general, Digital Twin ajută companiile să își contureze nevoile mai devreme și să evalueze multe posibilități diferite de a găsi procese durabile. Strategiile slabe de întreținere pot reduce performanța generală a unei fabrici cu 5 până la 20%. Cu alte cuvinte, întreținerea excesivă este egală cu cheltuielile în exces, făcând din Digital Twin o componentă vitală pentru operațiuni eficiente din fabrică.

Planificarea producției este locul în care investițiile în digitalizare arată valoare. Utilizarea eficientă a materialelor, a oamenilor și a mașinilor face afacerile eficiente. De asemenea, aici încep simulările cuprinzătoare și validarea cerințelor pentru a ajuta la luarea deciziilor și selectarea partenerilor din lanțul de aprovizionare. Mai mult, organizațiile pot crea condiții de muncă mai sigure, pot instrui mai bine lucrătorii și pot investi în educația și perfecționarea angajaților lor.

Cu informații despre date, întreprinderile pot selecta materiale durabile și pot optimiza utilizarea materiilor prime pentru a minimiza ratele de deșeuri. De asemenea, pot simula impactul utilizării materialelor reciclate sau pot determina care furnizori de echipamente pot oferi eficiență energetică și reparabilitate sporite, pe lângă randament și costuri. Minimizarea timpilor de inactivitate reduce necesarul de energie și costul pe unitate al produselor, contribuind, de asemenea, la o amprentă de carbon mai mică.

Înțelegerea momentului în care o mașină are nevoie de întreținere poate ajuta la reducerea comutărilor în timpul producției. În mod similar, rutele logistice pot fi planificate pentru a minimiza distanțele de transport și emisiile de carbon asociate acestora, permițând totodată flexibilitate cu gestionarea inteligentă a stocurilor în caz de probleme.

Planificarea producției este modul în care întreprinderile pot construi puncte de conectare pentru a permite un flux circular de materiale. Înțelegând unde vor fi produse deșeurile inevitabile din timp, se pot face planuri pentru reutilizarea, reciclarea sau reutilizarea materialelor rămase.

Executarea producției este esențială pentru atingerea obiectivelor de sustenabilitate, dar urmărirea și aplicarea proceselor durabile pot fi un obstacol major. În timp ce simularea producției în timpul proiectării ajută la găsirea de soluții, complexitatea din lumea reală necesită adesea o conexiune în buclă închisă între sistemele digitale și cele fizice.

Din fericire, soluțiile digitale oferă oportunități de îmbunătățire a calității și randamentelor. Chiar și producătorii experimentați se confruntă cu ineficiențe atunci când lansează o nouă producție, ceea ce duce la risipa de materiale, energie și timp. Integrarea datelor din lumea reală cu un geamăn digital permite o optimizare mai rapidă, stimulând atât profitabilitatea, cât și sustenabilitatea.

Costurile energiei cresc în unele regiuni, ceea ce face ca eficiența să fie mai critică. Vizualizarea execuției ca parte a unui sistem mai mare poate dezvălui economii de costuri și emisii. De exemplu, motoarele eficiente pot reduce consumul de energie cu până la 30%, procesele cu energie ridicată se pot alinia la generarea solară, iar optimizarea intralogisticii poate reduce deplasările inutile din fabrică, reducând atât cererea de energie, cât și amprenta de carbon.

Cel mai important producător de produse pentru somn, Pikolin, și-a luat în serios strategia de sustenabilitate prin încorporarea instrumentelor Simatic Scada și Energy Management în noua lor unitate. Noua fabrică a Pikolin integrează producția de la materii prime la produse finite, asigurând o calitate înaltă, maximizând eficiența. Proiectat pentru sustenabilitate și rentabilitate, respectă standardele energetice ISO 14001 și 50001, reducând costurile și sporind productivitatea. Ca urmare a eforturilor lor durabile, instalația Pikolin consumă cu 40% mai puțin gaze naturale și are totuși o capacitate de producție cu 30% mai mare, ilustrând rezultatele pozitive ale optimizării instalațiilor.

Cu producția în plină desfășurare, următoarea fază a călătoriei este monitorizarea. Prin monitorizarea continuă a instalațiilor și a producției, producătorii pot îmbunătăți în mod proactiv producția. Întreținerea predictivă a mașinilor pentru a le menține în funcțiune la eficiență maximă sau detectarea problemelor înainte de apariția acestora face parte din această strategie anticipativă. Modul în care această monitorizare îmbunătățește cel mai bine producția se reduce la indicatorii de performanță ai afacerii, dar unele comune sunt consumul de energie pentru analiza la nivel de mașini, linii și instalații, fluxul de materiale și utilizarea resurselor și siguranța lucrătorilor,

Automatizarea poate limita mișcările non-ergonomice pentru ca angajații să le îndepărteze de procesele periculoase. Dar, în același timp, robotica din fabrică trebuie să fie sigură pentru lucrătorii de pe podea. Nu toate sarcinile automatizate pot fi complet separate, iar monitorizarea oricăror condiții de muncă nesigure va fi de neprețuit pe măsură ce fabricile devin mai eficiente și mai durabile.

Schimbarea finală pe calea către o producție durabilă este optimizarea. Acesta este locul în care companiile pot obține cea mai mare recompensă din investiții. Prin optimizarea continuă a producției, producătorii pot rămâne înaintea concurenților lor.

Integrarea datelor IT și OT permite managerilor de instalații să identifice și să prezică tendințele care le permit să ajusteze în mod proactiv operațiunile și aprovizionarea cu materiale pentru a se adapta la întreruperile neplanificate. Acest lucru le permite să urmărească consumul de energie, consumul de apă și datele furnizorilor, pentru a determina amprenta de carbon a proceselor de producție pe întregul lanț valoric.

În plus, atunci când o mașină sau o parte a procesului de fabricație eșuează, ar trebui privită cu atenție pentru reparații și renovare. Având un geamăn digital de producție într-o buclă închisă cu producția ajută la luarea deciziilor precum unde să modificați echipamentele pentru a preveni defecțiunile, ce piese să înlocuiți și cum să urmați cel mai bine procedurile de reparație.

De exemplu, tehnologia textilă Spinnova și-a accelerat producția de fibre prin integrarea automatizării și a tehnologiei digitale twin, optimizarea operațiunilor și reducerea timpului de introducere pe piață. Punerea în funcțiune virtuală a simplificat configurarea fabricii, în timp ce analiza datelor în timp real a îmbunătățit eficiența, a identificat blocajele și a asigurat o calitate constantă de la materiile prime la fibrele finite. Optimizarea energiei a consolidat în continuare operațiunile, făcând producția companiei mai rezistentă și mai rentabilă. Folosind tehnologiile Siemens Xcelerator, Spinnova nu numai că s-a extins mai rapid, dar a stabilit și un nou reper pentru producția durabilă, dovedind că eficiența și responsabilitatea ecologică pot merge mână în mână în industria textilă.