發(fā)表時間:2022-01-03 次數(shù):673 作者:Ken Engel 控制工程中文版
智能工廠幫助組織做出明智的、數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策 ;Aveva 離散精益管理軟件,允許從單個數(shù)字儀表板查看和跟蹤設(shè)施生產(chǎn)力。施耐德電氣的 EcoStruxure 物聯(lián)網(wǎng)平臺,旨在輕松實施和擴展,以滿足不同客戶的需求,利用連接的設(shè)備和傳感器,提高生產(chǎn)力,節(jié)約成本。圖片來源 :施耐德電氣
作者 | Ken Engel
了解在疫情期間如何建設(shè)才能加速智能工廠時代的到來。參考讓工廠實現(xiàn)智能化和更具彈性的4種方式。
很多公司因為全球新冠疫情的爆發(fā)而陷入了困境。他們既要保護工人的健康和安全,還要在一個顛覆性的經(jīng)濟格局中參與競爭,而在“智能工廠”中實施的數(shù)字化升級可以為此提供幫助。在保持員工安全的同時,競爭推動力加速了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT)、云、人工智能 (AI) 和其它技術(shù)等專業(yè)應(yīng)用的實施。
過去,這些技術(shù)被認(rèn)為是“錦上添花”, 而現(xiàn)在它們對于智能制造業(yè)務(wù)的連續(xù)性和彈性至關(guān)重要。實施數(shù)字化升級帶來的收益包括能源成本的大幅降低,平均維修時間(MTTR) 的減少,以及消除了 90% 的文書工作等。
變革性技術(shù)提升制造業(yè)彈性
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)在幫助制造商準(zhǔn)備、響應(yīng)和預(yù)測運營事件的能力方面,帶來了變革性 的影響,即使在全球疫情期間,供應(yīng)鏈和勞動力中斷的情況下也是如此。這些技術(shù)也是最有彈性的智能制造工廠不可或缺的內(nèi)在要素。
智能工廠幫助企業(yè)做出明智的、數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策,以提高盈利能力、資產(chǎn)管理績效、運營和生產(chǎn)效率,同時保持運營安全、敏捷和環(huán)境可持續(xù)。智能工廠使用數(shù)字化技術(shù)和連接性, 來創(chuàng)建一個靈活的系統(tǒng),可以實時或近乎實時地從新工況中學(xué)習(xí)。智能工廠可以自主運行整個生產(chǎn)過程。在一個充滿不確定性的時代,這意味著即使在充滿挑戰(zhàn)的情況下,生產(chǎn)也不會中斷。
由于智能工廠高效且有彈性,各種指標(biāo)顯示在后疫情時代它們?nèi)匀粫掷m(xù)受到歡迎。例如,位于美國肯塔基州 Lexington 的施耐德電氣智能工廠,被世界經(jīng)濟論壇評為了“燈塔工 廠”。作為已建工廠創(chuàng)新的典范,這個有著 60 多年歷史的工廠通過集成基于 IIoT 的解決方案 及增強現(xiàn)實(AR)、遠程監(jiān)控和預(yù)測性維護等 最新數(shù)字化工具,實現(xiàn)了能效和可持續(xù)性的提升和總體成本的節(jié)約,同時也提高了運營敏捷性和抗壓性。
隨著工廠的數(shù)字化轉(zhuǎn)型,制造商可以看到一個功能齊全的智能工廠帶來的好處,以及應(yīng)用新工具優(yōu)化工作環(huán)境后帶來的能效提升。
▎施耐德電氣員工檢查美國肯塔基州 Lexington工廠智能設(shè)施的能源使用情況,以確認(rèn)其運行在預(yù)設(shè)參數(shù)范圍內(nèi)并確保過程效率。EcoStruxure Machine Advisor 可以檢測生成預(yù)測性維護報警的問題。在疫情期間,員工可以在家中監(jiān)控機器性能并在問題導(dǎo)致故障之前進行補救。
讓工廠更具彈性和智能化的4種方式
以下是適用于最終用戶、機器制造商和合作伙伴的 4 種最佳實踐和技術(shù),有助于制造企業(yè)將傳統(tǒng)、老舊的設(shè)施轉(zhuǎn)變?yōu)槲磥淼闹悄芄S。
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部署和啟用敏捷的遠程運維
智能工廠打破了傳統(tǒng)模式,經(jīng)常會帶來操作程序的變化,例如敏捷方法。敏捷可以使公司對客戶的反應(yīng)更加迅速,并在市場上更具競爭力。然而,正如德勤在《通往敏捷企業(yè)的進階之路》一文中所指出的,采用敏捷原則是一 個持續(xù)的、循序漸進的過程。
敏捷原則打破了傳統(tǒng)軟件的開發(fā)方法,要求采用一種增量、迭代的方法來交付高質(zhì)量的軟件。它需要頻繁交付,以確保從過程中獲益,并高度重視個人、協(xié)作的價值和響應(yīng)變化的能力。
雖然這個過程是連續(xù)的,但開發(fā)周期中的每次迭代都會在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進行改進。因為敏捷依賴于員工的投入,需要經(jīng)理和員工之間相互信任,因此在嘗試敏捷原則之前,應(yīng)該得到管理者的支持。
一種策略是每天舉行現(xiàn)場會議。在施耐德電氣的智能工廠和智能配送中心每天都會舉行這樣的現(xiàn)場會。會議采用短期間隔管理 (SIM) 會議形式,遵循敏捷原則,旨在通過分析績效 數(shù)據(jù)、規(guī)劃工作和協(xié)調(diào)團隊來提高生產(chǎn)力。
由于疫情期間員工無法聚集在工廠車間,因此會議是通過數(shù)字化軟件進行,這些軟件在疫情前已部署在現(xiàn)場。這些應(yīng)用連接相關(guān)性能信息并觸發(fā)運營工作流,以保持制造的性能水平,同時確保社交距離。
2
通過實時資產(chǎn)和過程信息優(yōu)化性能
并沒有一個特定的時刻,讓工廠一下子變成“智能工廠”。任何智能工廠的核心都有一個支持物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)和平臺,它允許組織利用所有相互連接的設(shè)備和傳感器。
物聯(lián)網(wǎng)平臺的設(shè)計易于實施和擴展,可以滿足不同用戶的需求。一個開放的、支持 IIoT 的架構(gòu),允許企業(yè)利用連接的設(shè)備和傳感器來提高生產(chǎn)力并節(jié)省開支。
物聯(lián)網(wǎng)平臺上的機器軟件應(yīng)用,可用于檢測并生成預(yù)測性維護報警和建議。在疫情期間, 員工可以在家中監(jiān)控機器性能,并在問題導(dǎo)致故障之前進行補救。
諸如此類的技術(shù),可以促進制造企業(yè)在全球范圍內(nèi)工廠之間更好的協(xié)調(diào)。例如,企業(yè)在新加坡的工程團隊,可以與歐洲的合作伙伴合作,在菲律賓智能工廠的生產(chǎn)線上遠程部署預(yù)測性維護。
3
使用 IIoT 平臺來減少能耗和浪費
傳統(tǒng)工廠會定期監(jiān)控能源使用情況并進行相應(yīng)調(diào)整。能源管理是追溯性的。能源效率改進點并不容易發(fā)現(xiàn),除非通過反復(fù)試驗。在智能工廠中,創(chuàng)新和可持續(xù)性齊頭并進:由于采集的數(shù)據(jù)是實時的,因此能源管理也是實時的。
收集的實時數(shù)據(jù)是透明的,可以自動或手動轉(zhuǎn)換為可操作的見解。透明的數(shù)據(jù)訪問,意味著可以更清楚地了解在從電機到 HVAC 系統(tǒng)的整個設(shè)施中,哪些地方可以提升能源效率。
例 如, 自2012年以來, 施 耐德電氣 Lexington 工廠通過對能源使用情況進行監(jiān)測和分析以推動節(jié)能,每年的同比節(jié)能率達 3.4%,累計節(jié)省了 660 萬美元。采用 AVEVA 離散精益管理軟件提高生產(chǎn)運營的可見性,使計劃外的設(shè)備停機時間減少了近 6% ;此外,文書工作也減少了 90%。通過 EcoStruxure Power 智能配電和 EcoStruxure Building 智能樓宇解決方案進行整體優(yōu)化,使能耗減少了 26%,二氧化碳排放量減少了 78%,用水量 減少了 20%。
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利用 IIoT 驅(qū)動的預(yù)測分析來提高過程效率
智能工廠允許操作人員使用增強現(xiàn)實(AR)工具和預(yù)測性維護等數(shù)字化工具來提升運營和維護效率,從而提高生產(chǎn)力。
通過 AR 軟件,工作人員可以掃描二維碼,并在智能手機或平板電腦上查看實時運營數(shù)據(jù)。工作人員可以在問題成為故障、報警或安全問題之前進行檢查。
AR 還可以讓工人在面板上查看電氣問題,并將維修機器所需的時間減少 20%。借助 AR 工具也可以收集機器性能信息,讓工人在維護周期之間,在出現(xiàn)故障時采取主動而不是被動措施。AR 驅(qū)動的過程還有助于訓(xùn)練分析模型,使機器隨著時間的推移表現(xiàn)得更好。
隨著對于遠程工作的持續(xù)需求,制造商必須努力適應(yīng)并用一個面向未來且有彈性的工廠或設(shè)施來武裝自己。盡管早在疫情出現(xiàn)之前,數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施就已經(jīng)在不斷發(fā)展,但顯然 COVID-19 疫情對這些企業(yè)投資的工具、技術(shù)和過程產(chǎn)生了重大影響,并加速了智能工廠時代的到來。