Розумне виробництво - це стійке виробництво

Успіх починається з визначення виробничої стратегії. Цей процес включає оцінки першого порядку, щоб зрозуміти вплив ранніх рішень на виробничі вимоги, включаючи визначення того, що купувати у постачальників, які компоненти продукту виготовляють власними силами, ретельно відбираючи партнерів та постачальників, а також де виробляти нові продукти. Кожне з цих рішень безпосередньо вплине на успіх бізнесу - і вибір стійких варіантів часто є рішенням для довгострокового успіху.

Стратегії закупівель можуть різко змінитися, враховуючи також наслідки використання енергії, споживання ресурсів, вуглецевого сліду та практики циркулярності. Замість того, щоб купувати компоненти з найнижчими витратами для функціональних потреб продукту, виробникам потрібно збалансувати витрати з пов'язаним вуглецевим слідом вибраних компонентів. Матеріали та компоненти повинні бути отримані від постачальника, який поділяє стійке мислення, і стратегію переміщення товарів потрібно визначити рано. На щастя, цифровізація та автоматизація допомагають зменшити тягар підвищеної складності в цьому переосмисленому процесі виробничої стратегії.

Збираючи та аналізуючи відповідні дані, рішення можна приймати з упевненістю. Якщо для нового продукту потрібно більше виробничих потужностей, розуміння потреб та цілей об'єкта в цифровому світі може допомогти визначити нові місця розташування та планування заводів, щоб збалансувати вплив будівництва на навколишнє середовище, використання енергії від виробничих ліній та орієнтовні темпи виробництва. KPI сталого розвитку, такі як енергоефективність, тепер простіші, коли різні сценарії можуть бути оцінені в Digital Twin.

Ця технологія дозволяє особам, які приймають рішення, моделювати все, від освітлення та клімат-контролю до впливу на навколишнє середовище їхнього ланцюга поставок. Оснащення цією інформацією з самого початку допомагає організаціям приймати кращі рішення.

Наступний етап інтеграції стійкості - це проектування ліній, процесів та заводів. Створюючи детальну модель виробництва спочатку в цифровому світі, підприємства можуть імітувати різні сценарії для оптимізації продуктивності в заводському середовищі.

При проектуванні в цифровому світі підприємства можуть впровадити більшу автоматизацію та впорядкувати виробництво, щоб уникнути прогалин в ефективності. Наприклад, машина на холостому ходу має альтернативну вартість нероботи, але є експлуатаційні витрати від енергії, що витрачається, що, у свою чергу, впливає на вуглецевий слід залежно від джерела цієї енергії, одночасно зменшуючи інвестиційні витрати фізичних матеріалів.

Запуск двигуна довше, ніж потрібно, або транспортування матеріалу далі, ніж потрібно, може не мати великого впливу на продукцію, але ці неефективності швидко збільшуються. Стійкі рішення цих поширених проблем також не обмежуються середовищем зеленого поля. Процес проектування стосується і об'єктів браунфілд. Хоча це може здатися монументальним заходом, це досягається шляхом реорганізації виробничих ліній, щоб вмістити більше виробничих потужностей на одну і ту ж площу, оновити процеси та обладнання, щоб йти в ногу з зростанням ринку, або оновленням апаратних систем для зменшення споживання енергії та встановлення інфраструктури, наприклад, сонячних батарей або акумуляторних батарей, щоб краще використовувати відновлювані джерела енергії.

Наприклад, швабському машинобудівнику Хуго Беку вдалося перетворити пакувальну індустрію та свій бізнес за допомогою Digital Twin. Завдяки технології Siemens, інженери використовували Digital Twin для розробки машини, яка адаптує упаковку до розмірів продукту, оптимізуючи продуктивність за допомогою цифрового моделювання. Завдяки своїм інноваціям та відданості пошуку рішень, які відповідають екологічним та діловим цілям, Hugo Beck скоротив споживання енергії на 20 відсотків, час введення в експлуатацію на 50 відсотків, пакувальний матеріал на 30 відсотків та обсяг упаковки на 10 відсотків.
Загалом, Digital Twin допомагає компаніям раніше окреслити свої потреби та оцінити багато різних можливостей для пошуку стійких процесів. Погані стратегії технічного обслуговування можуть знизити загальну продуктивність заводу на 5-20%. Іншими словами, надмірне обслуговування дорівнює надлишковим витратам, що робить Digital Twin життєво важливим компонентом для ефективної роботи заводу.

Планування виробництва — це місце, де інвестиції в цифровізацію демонструють цінність. Ефективне використання матеріалів, людей та машин робить бізнес ефективним. Тут також починається комплексне моделювання та перевірка вимог, щоб допомогти приймати рішення та відбирати партнерів ланцюга поставок. Крім того, організації можуть створити більш безпечні умови праці, краще навчати працівників та інвестувати в освіту та підвищення кваліфікації своїх працівників.

Завдяки статистиці даних підприємства можуть вибирати екологічно чисті матеріали та оптимізувати використання сировини, щоб мінімізувати показники брухту. Вони також можуть імітувати вплив використання перероблених матеріалів або визначити, які постачальники обладнання можуть забезпечити підвищену енергоефективність та ремонтопридатність на додаток до пропускної здатності та вартості. Мінімізація часу простою зменшує потреби в енергії та вартість продукції на одиницю, а також сприяє зниженню вуглецевого сліду.

Розуміння того, коли машина потребує технічного обслуговування, може допомогти зменшити перемикання під час виробництва. Аналогічно, логістичні маршрути можуть бути сплановані, щоб мінімізувати транспортні відстані та пов'язані з ними викиди вуглецю, а також забезпечити гнучкість завдяки інтелектуальному управлінню запасами у разі проблем.

Планування виробництва - це те, як підприємства можуть будувати точки з'єднання, щоб забезпечити круговий потік матеріалів. Розуміючи, де неминучі відходи будуть вироблятися рано, можна скласти плани щодо повторного використання, переробки або повторного використання решти матеріалів.

Виконання виробництва є ключовим для досягнення цілей сталого розвитку, але відстеження та забезпечення сталих процесів може бути основною перешкодою. Хоча моделювання виробництва під час проектування допомагає знайти рішення, складність реального світу часто вимагає замкнутого контуру зв'язку між цифровими та фізичними системами.

На щастя, цифрові рішення пропонують можливості для підвищення якості та врожайності. Навіть досвідчені виробники стикаються з неефективністю при запуску нового виробництва, що призводить до витрачання матеріалів, енергії та часу. Інтеграція реальних даних з digital twin забезпечує швидшу оптимізацію, підвищуючи як прибутковість, так і стійкість.

Витрати на енергоносії зростають в деяких регіонів, що робить ефективність більш критичною. Перегляд виконання як частини більшої системи може виявити економію витрат і викидів. Наприклад, ефективні двигуни можуть скоротити споживання енергії до 30%, високоенергетичні процеси можуть узгоджуватися з сонячною генерацією, а оптимізація внутрішньої логістики може зменшити непотрібні поїздки на заводі, зменшуючи як потребу в енергії, так і вуглецевий слід.

Провідний виробник продуктів для сну, Pikolin, серйозно поставився до своєї стратегії сталого розвитку, включивши Simatic Scada та інструменти управління енергією у свій новий завод. Нова фабрика Pikolin об'єднує виробництво від сировини до готової продукції, забезпечуючи високу якість, максимізуючи ефективність. Розроблений для стійкості та прибутковості, він відповідає енергетичним стандартам ISO 14001 та 50001, зменшуючи витрати та підвищуючи продуктивність. В результаті їх сталих зусиль, завод Pikolin споживає на 40% менше природного газу і при цьому має на 30% більше виробничих потужностей, що ілюструє позитивні результати оптимізації заводу.

Оскільки виробництво в самому розпалі, наступним етапом подорожі є моніторинг. Постійно контролюючи заводи та виробництво, виробники можуть активно покращувати виробництво. Прогнозне обслуговування машин для забезпечення їх роботи з максимальною ефективністю або виявлення проблем до їх виникнення є частиною цієї передбачувальної стратегії. Як цей моніторинг найкраще покращує виробництво, зводиться до KPI бізнесу, але деякі поширені - це споживання енергії для аналізу на рівні машин, лінії та заводу, витрата матеріалів та використання ресурсів, а також безпека працівників,

Автоматизація може обмежити неергономічні рухи працівників, щоб відвести їх від небезпечних процесів. Але в той же час робототехніка на заводі повинна бути безпечною для працівників на підлозі. Не всі автоматизовані завдання можуть бути повністю окремими, і моніторинг будь-яких небезпечних умов праці буде неоціненним, оскільки заводи стають більш ефективними та стійкими.

Остаточною зміною на шляху до сталого виробництва є оптимізація. Саме тут компанії можуть отримати найбільший прибуток від інвестицій. Завдяки постійній оптимізації виробництва виробники можуть випереджати своїх конкурентів.

Інтеграція ІТ та ОТ даних дозволяє менеджерам заводу виявляти та прогнозувати тенденції, які дозволяють їм активно коригувати операції та джерела матеріалів для адаптації до незапланованих збоїв. Це дозволяє їм відстежувати споживання електроенергії, споживання води та дані постачальників, щоб визначити вуглецевий слід виробничих процесів у всьому ланцюжку створення вартості.

Крім того, коли машина або частина виробничого процесу виходить з ладу, на неї слід дивитися з оглядом для ремонту та ремонту. Наявність цифрового близнюка виробництва в замкнутому циклі виробництва допомагає приймати рішення, наприклад, де модифікувати обладнання, щоб запобігти збоям, які деталі замінити та як найкраще дотримуватися процедур ремонту.

Наприклад, текстильна технологія Spinnova прискорила виробництво волокон шляхом інтеграції автоматизації та технології digital twin, оптимізації операцій та скорочення часу виходу на ринок. Віртуальне введення в експлуатацію спростило налаштування заводу, тоді як аналіз даних у режимі реального часу підвищив ефективність, виявив вузькі місця та забезпечив стабільну якість від сировини до готового волокна. Енергооптимізація ще більше посилила діяльність, зробивши виробництво компанії більш стійким і рентабельним. Використовуючи технології Siemens Xcelerator, Spinnova не тільки швидше масштабувався, але й встановив новий орієнтир для сталого виробництва, доводячи, що ефективність та екологічна відповідальність можуть йти рука об руку в текстильній промисловості.