Planowanie fabryki 4.0

342

Co jest w zasadzie istotą czwartej rewolucji? To integracja systemów, zbieranie danych od poziomu podłogi, aż do przetwarzania na kolejnych poziomach systemów IT. Dzięki temu system produkcyjny jest niezwykle precyzyjny i wydajny. Zatem czy projektując fabrykę 4.0 należy zacząć od podłogi, czy nadrzędnych systemów zarządzania? Można także zacząć od… produktu. Trudne wymagania rynku i konsumentów oznaczają dla producentów wyśrubowane wymagania. Oznacza to wyższą jakość, elastyczność, niskie wolumeny i szeroko pojętą customizację.

Zobacz swój proces jeszcze raz

Bez względu na to, czy tworzymy naszą fabrykę od poziomu zero, czy inwestujemy w istniejącą już infrastrukturę, należy się przyjrzeć procesowi jeszcze raz. Jak wygląda procesflow – od momentu wjazdu komponentów, poprzez bufory, poprzez linie produkcyjne, sposoby dostawy, aż po pakowanie i magazyny. Należy szukać przede wszystkim wąskich gardeł i zbędnych elementów. Zgodnie z zasadą Murphy’ego – jeśli może coś pójść nie tak, na pewno tak będzie. Natomiast drobne zmiany np. w sposobie pakowania dostaw detali, eliminacja zbędnych przekładek czy np. dostarczanie komponentów w wymiennych tackach, a nie w wielkich workach może dać nam duże oszczędności.

Na czym jeszcze  tracimy cenny czas? Przede wszystkim na przezbrojeniach. Unifikacja maszyn, oprzyrządowania oraz np. sterowników daje nam możliwość skrócenia czasu zmiany narzędzi i przestawienia produkcji. Jednak możliwości sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego, jak np. najnowsze systemy wizyjne wyznaczają nowe trendy w produkcji. To przede wszystkim możliwość produkcji wielu różnych produktów w offsecie.

Czujniki, czujniki wszędzie

Tak zwany poziom podłogi (shopfloor) hali produkcyjnej powinien być idealnie nastrojonym organizmem z układem dostaw i odbiorów łączącym poszczególne stanowiska produkcyjne, testowe i pakujące. Wszystkie te „narządy wewnętrzne” są wyposażone w sensory połączone w układ nerwowy wysyłający dane do warstwy Edge, które zbierają dane i przekazują je do nadrzędnych systemów typu ERP.

Czujniki są drogie, podłączenie ich niełatwe i trzeba jeszcze stworzyć system odczytu tych danych. Jednak to czujniki zapewniają doskonałą kontrolę nad jakością procesu i niezawodnością maszyn, napędów. Z dużą dozą pewności możemy określić czas wymiany materiałów eksploatacyjnych lub łożysk, więc nie zaskoczy nas nieplanowany przestój.

Intralogistyka

Myśląc o nowoczesnym przedsiębiorstwie widzimy  nowe zaawansowane maszyny, testery i systemy wizyjne. Jednak co z transportem wewnętrznym. Precyzyjny proces wytwórczy wymaga stałych dostaw. Roboty mobilne to dobre rozwiązanie, szczególnie jeśli możemy sobie pozwolić na kompleksowe rozwiązanie jakim jest flota sterowana przez komputer pełniący rolę menadżera zadań, celów i tras. Automatyzacja transportu zwiększa poziom bezpieczeństwa na halach produkcyjnych.

A co z systemem zarządzania?

System zarządzający fabryką, przetwarzający dane na ważne dla nas informacje jest chyba najważniejszy w działającej fabryce. Jego wybór zależy od typu przedsiębiorstwa i charakteru informacji, które chcemy analizować. Jego budowa i działanie powinny być konstruowane wraz z powstawaniem fabryki. Ważna jest tu etapowość całego procesu. Systemu zarządzania typu ERP obejmuje wszystkie zdarzenia – od biznesowych aż po produkcyjne. Każde przedsiębiorstwo jest inne, dlatego też system powinien być dopasowany do charakteru firmy. Jednak nie jest to zwykłe licencjonowane oprogramowanie, a system rozwijający się wraz z firmą.

Wizualizacja procesów

Jak zaplanować etapy powstawania fabryki 4.0? Mapowanie procesu na papierze, choć bardzo pomocne, ma pewne mankamenty. Przede wszystkim takich procesów nie można zobaczyć, trzeba je sobie wyobrazić. A gdyby zaprojektować wirtualną fabrykę i oglądać poszczególne procesy w 3D? Wizualizacja daje nam lepszy wgląd w produkcję i na jej podstawie łatwiej nakreślić etapy inwestycji. Można wtedy podzielić ją na moduły i wyceniać poszczególne stacje, linie czy magazyny. Jest to istotne w przypadku gdy mamy już działającą fabrykę i chcielibyśmy ją modernizować.

Inną opcją jest zaprojektowanie cyfrowego bliźniaka, który może być naszą maszyną testową. Możemy na niej testować zbieranie danych, czyli w zasadzie budujemy fundamenty Przemysłowego Internetu Rzeczy w naszej firmie. W ten sposób nie mając jeszcze działającej maszyny, a możemy przemyśleć jeszcze raz koncepcję aby uniknąć kosztownych błędów przeprojektowania istniejącej stacji.

Optymalizacja

Dobry projekt fabryki przyszłości to nie tylko optymalizacja. Wiele koncernów czy firm posiada hale produkcyjne w różnych lokalizacjach. Dobra organizacja pozwala na skalowalność rozwiązania, ale tylko przy zachowaniu unifikacji standardów.

Fabryka 4.0 na pewno nie będzie tania w budowie, niskie koszty produkcji to tylko chwyt marketingowy. Systemy, maszyny, czujniki – kosztują, ale za to mamy produkcję bardzo bezpieczną, z olbrzymim potencjałem, który wyznacza elastyczność i optymalizację. Mamy zatem dobrą jakość, pełną kontrolę nad procesem, ale to wszystko ma swoją cenę. Pandemia zweryfikowała wiele modeli biznesowych, zdecydowanie na korzyść automatyzacji. Jednak należy pamiętać, że Przemysł 4.0 to także integracja człowieka z maszynami i robotami. Warto więc dobrze przemyśleć tę koncepcję także z tej perspektywy.

Przykładowy link wizualizacji procesu pakowania

Autor: Magdalena Kamińska
Źródło: Redakcja Portal Przemysłowy.pl