Pametna proizvodnja je trajnostna proizvodnja

Uspeh se začne z opredelitvijo proizvodne strategije. Ta postopek vključuje ocene prvega naročila za razumevanje vplivov zgodnjih odločitev na proizvodne zahteve, vključno z določitvijo, kaj kupiti od dobaviteljev, katere komponente izdelka izdelujejo v podjetju, skrbno izbiro partnerjev in dobaviteljev ter kje izdelati nove izdelke. Vsaka od teh odločitev bo neposredno vplivala na uspeh podjetja — izbira trajnostnih možnosti pa je pogosto rešitev za dolgoročni uspeh.

Nakupne strategije se lahko močno spremenijo, če upoštevamo tudi posledice rabe energije, porabe virov, ogljičnega odtisa in praks krožnosti. Namesto da bi kupili komponente z najnižjimi stroški za funkcionalne potrebe izdelka, morajo proizvajalci uravnotežiti stroške s povezanim ogljičnim odtisom izbranih komponent. Materiale in komponente bi morali pridobiti od dobavitelja, ki ima trajnostno miselnost, strategijo za premikanje blaga pa je treba opredeliti že zgodaj. Na srečo digitalizacija in avtomatizacija pomagata zmanjšati breme povečane kompleksnosti v tem redefiniranem procesu proizvodne strategije.

Z zbiranjem in analizo ustreznih podatkov je mogoče odločitve sprejemati zaupno. Če je za nov izdelek potrebna večja proizvodna zmogljivost, lahko razumevanje potreb in ciljev objekta v digitalnem svetu pomaga določiti nove lokacije in postavitve obratov za uravnoteženje vpliva gradnje na okolje, porabe energije iz proizvodnih linij in ocenjenih stopenj proizvodnje. KPI Sustainability, kot je energetska učinkovitost, so zdaj enostavnejši, saj je mogoče v Digital Twin dvojčku oceniti različne scenarije.

Ta tehnologija omogoča odločevalcem, da simulirajo vse od osvetlitve in klimatske kontrole do vpliva njihove dobavne verige na okolje. Opremljen s temi informacijami že od začetka pomaga organizacijam pri boljših odločitvah.

Naslednja faza vključevanja trajnosti je načrtovanje linij, procesov in rastlin. Z izdelavo podrobnega modela proizvodnje v digitalnem svetu lahko podjetja simulirajo različne scenarije za optimizacijo zmogljivosti v tovarniškem okolju.

Pri oblikovanju v digitalnem svetu lahko podjetja uvedejo večjo avtomatizacijo in racionalizirajo proizvodnjo, da se izognejo pomanjkanjem učinkovitosti. Stroj v prostem teku ima na primer oportunitetne stroške, ker ne deluje, vendar obstajajo operativni stroški iz črpane energije, kar posledično vpliva na ogljični odtis, ki temelji na viru te energije, hkrati pa zmanjšuje naložbene stroške fizičnih materialov.

Delovanje motorja dlje, kot je potrebno, ali prevoz materiala dlje, kot je potrebno, morda nimata večjega vpliva na posamezni izdelek, vendar se te neučinkovitosti hitro povečajo. Trajnostne rešitve za te pogoste težave niso omejene tudi na zelenega okolja. Postopek načrtovanja velja tudi za objekte v rjavnem polju. Čeprav se to morda zdi monumentalno podjetje, je doseženo z reorganizacijo proizvodnih linij, da bi v isto talno površino namestili več proizvodnih zmogljivosti, posodabljanjem procesov in strojev, da bi sledili rasti trga, ali posodabljanjem strojnih sistemov za zmanjšanje porabe energije in namestitvijo infrastrukture, kot so sončni sistemi ali shranjevanje baterij za boljše izkoriščanje obnovljivih virov energije.

Na primer, švabskemu izdelovalcu strojev Hugo Becku je uspelo preoblikovati industrijo embalaže in njihovo poslovanje z Digital Twin. Inženirji s tehnologijo Siemens so uporabili Digital Twin za oblikovanje stroja, ki embalažo prilagaja dimenzijam izdelka in optimizira delovanje z digitalnimi simulacijami. Zaradi inovativnosti in predanosti iskanju rešitev, ki bodo ustrezale okoljskim in poslovnim ciljem, je Hugo Beck zmanjšal porabo energije za 20 odstotkov, čas zagona za 50 odstotkov, embalažni material za 30 odstotkov in količino embalaže za 10 odstotkov.
Na splošno Digital Twin pomaga podjetjem, da prej opisujejo svoje potrebe in ocenjujejo številne različne možnosti za iskanje trajnostnih procesov. Slabe strategije vzdrževanja lahko zmanjšajo splošno učinkovitost tovarne za 5 do 20%. Z drugimi besedami, prekomerno vzdrževanje je enako prekomerni porabi, zaradi česar je Digital Twin ključna komponenta za učinkovito tovarniško poslovanje.

Načrtovanje proizvodnje je mesto, kjer naložbe v digitalizacijo kažejo vrednost. Učinkovita uporaba materialov, ljudi in strojev naredi podjetja učinkovita. Prav tako se začnejo celovite simulacije in potrjevanje zahtev, ki pomagajo pri odločanju in izbiri partnerjev v dobavni verigi. Poleg tega lahko organizacije ustvarijo varnejše delovne pogoje, bolje usposabljajo delavce in vlagajo v izobraževanje in izboljšanje usposobljenosti svojih zaposlenih.

Z vpogledom v podatke lahko podjetja izberejo trajnostne materiale in optimizirajo porabo surovin, da zmanjšajo količino odpadkov. Prav tako lahko simulirajo vpliv uporabe recikliranih materialov ali določijo, kateri ponudniki opreme lahko poleg prepustnosti in stroškov zagotovijo večjo energetsko učinkovitost in popravljivost. Zmanjšanje časa mirovanja zmanjšuje potrebe po energiji in stroške izdelkov na enoto, hkrati pa prispeva k nižjemu ogljičnemu odtisu.

Razumevanje, kdaj stroj potrebuje vzdrževanje, lahko pomaga zmanjšati preklop med proizvodnjo. Podobno je mogoče načrtovati logistične poti tako, da zmanjšajo transportne razdalje in z njimi povezane emisije ogljika, hkrati pa omogočajo prilagodljivost z inteligentnim upravljanjem zalog v primeru težav.

Načrtovanje proizvodnje je način, kako lahko podjetja zgradijo povezovalne točke, da omogočajo krožni tok materialov. Z razumevanjem, kje bodo že zgodaj nastali neizogibni odpadki, je mogoče načrtovati ponovno uporabo, recikliranje ali ponovno uporabo preostalih materialov.

Izvedba proizvodnje je ključna za doseganje trajnostnih ciljev, vendar je lahko sledenje in uveljavljanje trajnostnih procesov velika ovira. Medtem ko simulacija proizvodnje med načrtovanjem pomaga najti rešitve, zapletenost v resničnem svetu pogosto zahteva povezavo zaprte zanke med digitalnimi in fizičnimi sistemi.

Na srečo digitalne rešitve ponujajo priložnosti za izboljšanje kakovosti in donosa. Tudi izkušeni proizvajalci se soočajo z neučinkovitostjo pri zagonu nove proizvodnje, kar vodi do zapravljanja materialov, energije in časa. Integracija podatkov iz resničnega sveta z digitalnim dvojčkom omogoča hitrejšo optimizacijo, kar spodbuja dobičkonosnost in trajnost.

Stroški energije v nekaterih regijah naraščajo, zaradi česar je učinkovitost bolj kritična. Gledanje izvedbe kot dela večjega sistema lahko razkrije prihranke stroškov in emisij. Učinkoviti motorji lahko na primer zmanjšajo porabo energije za do 30%, visokoenergetski procesi se lahko usklajujejo s proizvodnjo sončne energije, optimizacija intralogistike pa lahko zmanjša nepotrebna potovanja v tovarnah, kar zmanjša tako povpraševanje po energiji kot ogljični odtis.

Vodilni proizvajalec izdelkov za spanje Pikolin je svojo trajnostno strategijo vzel resno, saj je v svoj novi objekt vključil orodja Simatic Scada in Energy Management. Pikolinova nova tovarna združuje proizvodnjo od surovin do končnih izdelkov, kar zagotavlja visoko kakovost in hkrati povečuje učinkovitost. Zasnovan za trajnost in donosnost, izpolnjuje energetske standarde ISO 14001 in 50001, kar zmanjšuje stroške in povečuje produktivnost. Zaradi trajnostnih prizadevanj Pikolin obrat porabi 40% manj zemeljskega plina, vendar ima 30% več proizvodnih zmogljivosti, kar ponazarja pozitivne rezultate optimizacije obrata.

Ko je proizvodnja v polnem razmahu, je naslednja faza potovanja spremljanje. S stalnim spremljanjem obratov in proizvodnje lahko proizvajalci proaktivno izboljšajo proizvodnjo. Predvidno vzdrževanje strojev za njihovo delovanje z največjo učinkovitostjo ali odkrivanje težav, preden se pojavijo, je del te predvidljive strategije. Kako to spremljanje najbolje izboljša proizvodnjo, se nanaša na KPI-je podjetja, vendar so nekateri pogosti poraba energije za analizo ravni strojev, linij in obratov, pretok materiala in poraba virov ter varnost delavcev,

Avtomatizacija lahko omeji neergonomska gibanja zaposlenih, da jih odmaknejo od nevarnih procesov. Hkrati pa mora biti robotika v tovarni varna za delavce na tleh. Vse avtomatizirane naloge ni mogoče popolnoma ločiti in spremljanje morebitnih nevarnih delovnih pogojev bo neprecenljivo, saj bodo tovarne postale učinkovitejše in trajnostnejše.

Končna sprememba na poti do trajnostne proizvodnje je optimizacija. Tu lahko podjetja dosežejo največjo izplačilo od naložb. S stalno optimizacijo proizvodnje lahko proizvajalci ostanejo pred svojimi konkurenti.

Vključevanje podatkov IT in OT omogoča upravljavcem obratov, da prepoznajo in napovedujejo trende, ki jim omogočajo proaktivno prilagajanje poslovanja in nabave materiala, da se prilagodijo nenačrtovanom motnjam. To jim omogoča sledenje porabi energije, porabi vode in podatkov o dobaviteljih, da določijo ogljični odtis proizvodnih procesov v celotni vrednostni verigi.

Poleg tega, ko stroj ali del proizvodnega procesa odpove, ga je treba paziti na popravilo in prenovo. digital twin dvojček proizvodnje v zaprti zanki s proizvodnjo pomaga pri sprejemanju odločitev, na primer, kje spremeniti opremo, da preprečite okvare, katere dele zamenjati in kako najbolje slediti postopkom popravil.

Tekstilna tehnologija Spinnova je na primer pospešila njihovo proizvodnjo vlaken z integracijo avtomatizacije in digitalne tehnologije dvojnih, optimiziranjem poslovanja in skrajšanjem časa za prodajo. Navidezni zagon je poenostavil postavitev tovarne, medtem ko je analiza podatkov v realnem času izboljšala učinkovitost, prepoznala ozka grla in zagotovila dosledno kakovost od surovin do končnih vlaken. Energetska optimizacija je še okrepila poslovanje, zaradi česar je proizvodnja podjetja bolj odporna in stroškovno učinkovita. Z uporabo tehnologij Siemens Xcelerator je Spinnova ne le hitreje razširila, ampak je postavila tudi novo merilo za trajnostno proizvodnjo, kar dokazuje, da lahko učinkovitost in odgovornost za okolje v tekstilni industriji gresta z roko v roki.