W dzisiejszym, dynamicznie zmieniającym się świecie produkcji, cyfryzacja staje się kluczowym elementem umożliwiającym firmom elastyczne reagowanie na wyzwania rynkowe. Niezależnie od branży — czy to motoryzacja, farmacja, czy sektor spożywczy — zdolność szybkiego dostosowywania się do zmieniających się warunków i wprowadzania innowacji jest warunkiem przetrwania. O tym, dlaczego warto postawić na cyfrową transformację i jak skutecznie wdrażać technologie cyfrowe, opowiada Henry Claussnitzer, kierownik ds. rozwoju biznesu w OMRON Industrial Automation Europe.

Dlaczego warto stawiać na cyfryzację produkcji?

Henry Claussnitzer, kierownik ds. rozwoju biznesu w OMRON Industrial Automation Europe

Budowanie cyfrowej fabryki nie jest celem samym w sobie. Cyfrowa fabryka jest narzędziem, które zapewnia firmom produkcyjnym elastyczność w reagowaniu na zmiany na rynku — niezależnie od tego, czy chodzi o trendy w innowacjach, wzrosty kosztów, działalność w sektorze żywności i napojów, artykułów higieny osobistej, farmaceutycznym czy motoryzacyjnym.

Żyjemy w epoce niepewności. Producenci nie wiedzą, jak będzie wyglądała przyszłość; nie mogą przewidzieć, jakie trendy i wyzwania czyhają za rogiem i dlatego muszą być gotowi do adaptacji. Nie mogą sobie pozwolić na inwestowanie w nowy sprzęt za każdym razem, gdy chcą wprowadzić nowy produkt, zwłaszcza że ryzyko awarii — zarówno sprzętu, jak i produktu — jest wysokie.

Co więcej, cykle życia produktów są krótsze niż kiedykolwiek wcześniej. Podczas gdy średni cykl życia modelu samochodu wynosił kiedyś od pięciu do ośmiu lat, dziś, wraz z pojawieniem się pojazdów elektrycznych, trwa on znacznie krócej. Gracze na tym rynku nie mogą sobie pozwolić na roczne przygotowanie i uruchomienie nowej linii produkcyjnej. Muszą być w stanie ukończyć te fazy w ciągu tygodni, a nie miesięcy, aby wyprzedzić krzywą innowacji.

Poprzez utworzenie wirtualnego modelu nowej maszyny lub linii można zniwelować ryzyka projektowe, a czas potrzebny na zbudowanie i przetestowanie instalacji znacznie skrócić, ponieważ kosztowne błędy są popełniane w wirtualnym, a nie rzeczywistym świecie. Zapewnia to duże korzyści w każdej branży produkcyjnej — w szczególności w branży samochodowej, gdzie istnieje ogromna presja na skracanie czasu wprowadzania produktów na rynek i minimalizowanie ryzyka awarii nowych produktów.

Zalety cyfryzacji nie kończą się na wirtualnym uruchamianiu. To dopiero początek. Wirtualny bliźniak odzwierciedla fizyczny produkt w czasie rzeczywistym i może być używany przez cały okres eksploatacji systemu lub produktu, dzięki czemu zawsze istnieje możliwość sprawdzenia — w bezpiecznym, równoległym środowisku cyfrowym — jak zachowają się nowe materiały, składniki lub narzędzia.

Dodatkowo ciągłe monitorowanie maszyny lub procesu może być wykorzystywane do konserwacji zapobiegawczej, monitorowania stanu, zarządzania energią oraz celów związanych z ogólną efektywnością sprzętu (OEE).

Cyfrowa produkcja jest również warunkiem wstępnym dla produkcji jednostkowej — koncepcji umożliwiającej produkcję dowolnego produktu w dowolnej wersji, ilości i kolejności. Takie podejście staje się coraz częściej czynnikiem wyróżniającym w przemyśle farmaceutycznym, gdzie rozkwit w zakresie leków sierocych i nowatorskiej diagnostyki pozwalają na leczenie pacjentów najlepszym lekiem w najbardziej optymalnej dla nich dawce. Cyfryzacja umożliwia ograniczenie ryzyka, przyspieszenie wzrostu produkcji i zwiększenie elastyczności modeli biznesu.

Jak cyfryzować produkcję?

Kluczem do realizacji cyfrowej fabryki jest połączenie dwóch światów: IT i OT. W cyfrowej fabryce wszystko, od czujników po system zamówień, musi być częścią jednej sieci obejmującej całą fabrykę. Jednak samo połączenie wszystkich funkcji nie wystarczy — muszą one generować dane i dzielić się nimi między sobą. Ponadto, muszą wiedzieć, jak te dane interpretować i na ich podstawie podejmować działania. Na przykład, jeśli system zamówień zostanie poinformowany, że tworzywo sztuczne nie jest dostępne i zamiast tego zostanie dostarczony materiał zastępczy o nieco innych parametrach technicznych, funkcja zamówień musi przekazać tę informację do linii, aby ustawienia maszyn mogły zostać odpowiednio dostosowane. Cyberfizyczne systemy są elementami składowymi tych sieci, zapewniając połączenie między różnymi podzespołami.

Systemy uczące się i adaptacyjne są kolejnym filarem udanej cyfryzacji. Algorytmy uczenia maszynowego są stosowane do przetwarzania dużych ilości danych dotyczących produktów, linii produkcyjnych i maszyn. Umożliwia to producentom optymalizację czasochłonnych aspektów procesu produkcyjnego, w tym kontroli jakości, konserwacji sprzętu i projektowania produktów.

Innym kluczowym czynnikiem sukcesu jest zapewnienie współpracy i harmonii między ludźmi a maszynami. Wykorzystując sztuczną inteligencję i robotykę, producenci mogą korzystać z interakcji między ludźmi a maszynami, które pozwolą wprowadzić produkcję w nową erę elastyczności i dostosowywania do indywidualnych potrzeb.

Wszystko to jest ściśle uzależnione od intensywnej i długoterminowej współpracy. W rzeczywistości jedynym sposobem, aby przemysł produkcyjny mógł wykorzystać potencjał cyfryzacji, jest współpraca ekspertów z różnych dziedzin. Może to oznaczać nawiązywanie partnerstw z klientami, dostawcami, dostawcami usług, firmami z innych branż, instytutami akademickimi, start-upami, a nawet konkurentami. Tego rodzaju współprace prowadzą do powstawania złożonych ekosystemów biznesowych i synergii, które mogą być przyczynkiem przełomowych rozwiązań.

Jest to podejście, które wymaga otwartości — większość producentów maszyn odmawia ujawnienia informacji na temat wewnętrznej funkcjonalności swoich maszyn, obawiając się, że ujawnią w ten sposób tajemnicę, która czyni je unikalnymi na rynku. Jednak jedynym sposobem na połączenie dwóch światów OT i IT jest stworzenie ekosystemów działających na zasadzie wzajemnego zaufania.

Partnerem OMRON w zakresie projektowania cyfrowej produkcji jest Dassault Systèmes. Jeśli możliwości obu firm nałożymy na model funkcjonalny ISA-95 — często stosowany jako ramy do projektowania cyfrowej fabryki — tworzy to idealne dopasowanie, a więc kompletny model ISA wypełniony połączonymi kompetencjami.

Cyfryzacja ma niezaprzeczalną rolę do odegrania w otwieraniu jeszcze większych możliwości w zakresie elastyczności i dostosowywania do indywidualnych potrzeb, zapewniania krótszych cykli innowacji oraz bardziej zrównoważonej produkcji w różnych branżach przemysłowych. Oczekujemy, że w niedalekiej przyszłości w cyfrowych fabrykach będą produkowane wszelkie możliwe produkty — od pojazdów elektrycznych i antybiotyków, po czekolady i pomadki.

Zobacz również

Jak wykorzystać roboty mobilne w produkcji?

Jak automatyzacja zwiększa elastyczność produkcji w przemyśle motoryzacyjnym