АДДИТИВНОЕ ПРОИЗВОДСТВО, ПРОМЫШЛЕННЫЙ ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ и ВИРТУАЛЬНАЯ РЕАЛЬНОСТЬ: МЫ ДЕЛАЕМ СТАВКУ НА ИНДУСТРИЮ 4.0

TMI стремится разрабатывать индивидуальные решения по упаковке и паллетированию в соответствии с потребностями своих клиентов – предприятий из множества отраслей с очень разнородной продукцией. Это делает управление проектами довольно комплексной задачей.

Поэтому TMI, как предприятию, всегда открытому нововведениям и совершенствованию процессов, появление Индустрии 4.0 пришлось очень кстати.

В ЧЕМ ЗАКЛЮЧАЕТСЯ ИНДУСТРИЯ 4.0?

Основная цель цифровой трансформации – переход предприятий на цифровые технологии, делающие производственный процесс интеллектуальным и более эффективным. Этот новый подход отражается на производственных процессах и цепочке создания стоимости, так как обеспечивает обмен информацией между оборудованием в режиме реального времени, наглядно отображает и позволяет контролировать производственные процессы и предоставляет системам принятия решений большое количество данных, делая их более независимыми. Все это способствует большей гибкости производственных линий.

Такая оптимизация процессов состоит из трех основных компонентов:

1. Совершенствование процессов, включающее в себя повышение эффективности работников, используемых материалов, энергии...
2. Совершенствование характеристик продукции, в том числе устойчивое повышение ее качества и адаптируемости.
3. Создание добавленной стоимости, подразумевающее разработку новых характеристик и бизнес-моделей с учетом экономики замкнутого цикла.

Как мы видим, совершенствование деятельности предприятия – неотъемлемая часть цифровой трансформации, и именно тут мы сталкиваемся с одним из препятствий: улучшить можно только то, что можно измерить. Следовательно, нам потребуются инструменты для измерения и цифровизации.

Давайте разберемся: Как же достичь этой самой цифровизации?

ЭТАПЫ ЦИФРОВИЗАЦИИ

Согласно исследованию «Индекс зрелости Индустрии 4.0», которое выпустила Acatech, Национальная академия наук и техники Германии, перед предприятиями сегодня все еще стоит задача создания базовых условий для внедрения Индустрии 4.0, в основе которой лежат информатизация и связанность.

ИНФОРМАТИЗАЦИЯ

Информатизация – это первое условие и основа цифровизации. На этом этапе разные информационные технологии используются отдельно друг от друга. Большинство предприятий уже довольно далеко продвинулось в этом направлении и использует информатизацию главным образом для более эффективного выполнения повторяющихся задач.

СВЯЗАННОСТЬ

На замену раздельному внедрению информационных технологий приходит использование взаимосвязанных компонентов. ИТ-системы, используемые предприятием, тесно связаны друг с другом и отражают основные бизнес-процессы. Некоторые компоненты операционных технологий (ОТ) связаны и взаимодействуют друг с другом, но полной интеграции всех уровней ОТ и ИТ еще не произошло.

НАГЛЯДНОСТЬ

Этот этап заключается в создании цифровой тени предприятия. Благодаря большому количеству точек сбора данных датчики позволяют получить подробную информацию о всех фазах производственных процессов. На основе этой информации создается цифровая модель фабрики, отражающая ее состояние в режиме реального времени. Эта модель, называемая цифровой тенью, может показывать, что происходит на предприятии в любой момент. Таким образом, управленческие решения могут основываться на реальных данных.

ПРОЗРАЧНОСТЬ

На этом этапе цель предприятия  – понять, почему происходят определенные вещи, чтобы затем использовать эту информацию для анализа первопричин и получения необходимых знаний. Чтобы определить и интерпретировать интересующие процессы в цифровой тени, полученные данные подвергаются анализу с помощью инженерных знаний, что в свою очередь помогает быстро принимать сложные решения.

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ

Достигнув этого этапа предприятие в состоянии моделировать различные будущие сценарии и определять наиболее вероятные из них. В результате предприятия могут прогнозировать будущее и своевременно принимать надлежащие решения и меры.

АДАПТИВНОСТЬ

на этом этапе предприятие может возложить принятие определенных решений на ИТ-системы, что позволяет наиболее быстро приспосабливаться к меняющейся бизнес-среде.

УМНЫМ ФАБРИКАМ НУЖНЫ УМНЫЕ СОТРУДНИКИ

Говоря об Индустрии 4.0, не стоит забывать об обучении сотрудников и о человеческом факторе: внедрение описанных этапов может оказаться очень сложной задачей, если члены команды не готовы применять новые методологии, делающие их работу более гибкой.

При этом модель Индустрии 4.0 требует от команды не только гибкости, но и постоянного взаимодействия и координации; для этого необходимы такие качества, как инициативность и способность к самостоятельным действиям. В этой связи на первый план выходят новые рабочие методологии и инструменты, известные под названием Agile. Команды, сформированные из специалистов разных профилей, стремятся к максимальной точности в операционных процессах за счет эффективной и четкой коммуникации. Благодаря этому они не только экономят время, но и готовы к изменениям, которые могут возникнуть в течение проекта.

ИНДУСТРИЯ 4.0: НА ЧТО ДЕЛАЕТ СТАВКУ TMI

TMI – высокотехнологичное предприятие; в нашей команде 30 инженеров разных профилей: специалисты по электронике, механике, автоматизации... Взаимодействие в команде отличается гибкостью, что помогает ей быть готовой к постоянному потоку информации, которую мы получаем благодаря Индустрии 4.0. Интегрировать эту информацию в повседневную работу непросто, но мы уверены, что отказываться от этого потока новых знаний и инструментов не стоит.

Благодаря этому убеждению TMI удалось успешно внедрить в свои производственные процессы и продукцию следующие идеи:

1. АДДИТИВНОЕ ПРОИЗВОДСТВО УПРОЩАЕТ НАШУ РАБОТУ

В основе работы TMI – поиск индивидуальных решений для конкретной ситуации каждого клиента. Поэтому оборудование, которое мы производим, может состоять из тысячи и более компонентов. Например, полная упаковочная линия, включающая в себя оборудование для фасовки в мешки и системы для дозирования, паллетирования и обертывания паллет, подразумевает установку как минимум пяти тысяч компонентов.

При этом многие из этих компонентов производятся не серийно, а являются единственными в своем роде разработками в соответствии с конкретным запросом клиента. Как можно упростить изготовление такого большого количества разных компонентов и улучшить производственные процессы с точки зрения стоимости, веса, технической реализации...? Это возможно благодаря аддитивному производству.

Аддитивное производство, широко известное как 3D-печать, – это постоянно развивающаяся технология, с помощью которой можно изготавливать компоненты с индивидуальными характеристиками, одновременно сокращая количество отходов, стоимость и необходимое время и минуя промежуточные процессы как, например, изготовление производственного инвентаря. Благодаря этому производство сложных компонентов, в прошлом состоявшее из разных процессов (обработка резанием и лазером, сварка, другие виды обработки...), значительно упростилось.

2. ПРОМЫШЛЕННЫЙ ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ ДАЕТ НАМ НОВЫЕ ЗНАНИЯ

Для обозначения Промышленного Интернета вещей часто используется сокращение IIoT от английского Industrial Internet of Things. Несмотря на родство с понятием Интернета вещей (Internet of Things, IоT), Промышленный Интернет вещей немного от него отличается, так как помимо взаимосвязи всех электронных элементов системы он подразумевает стремление к большей эффективности всех этих элементов и связанных с ними процессов.

На сегодняшний день бóльшая часть оборудования TMI оснащена датчиками, которые собирают и выводят на экраны данные об эффективности оборудования, тем самым облегчая работу операторов. Это и есть ОЭО (Общая Эффективность Оборудования) – один из важнейших принципов в работе TMI, дающий нам знания, необходимые как операторам, так и производителю оборудования.

Предоставление большого количества данных – одно из преимуществ Промышленного Интернета вещей: он позволяет принимать решения, основываясь на качественной информации, и открывает новые возможности для планирования технического обслуживания или прогнозирования частоты, с которой необходимо заказывать запасные части.

3. ВИРТУАЛЬНАЯ РЕАЛЬНОСТЬ ДЕЛАЕТ НАС УВЕРЕННЫМИ В СЕБЕ

Производство индивидуальных упаковочных линий – непростое дело, требующее решения целого комплекса задач, ведь мы работаем с клиентами из разных отраслей, с разным уровнем требований, разнородной продукцией... Наши проекты отличаются высокой степенью инновационности, что порождает большое количество сомнений.

Благодаря виртуальной реальности у нас появился отличный инструмент, который помогает развеять эти сомнения: Виртуальная реальность позволяет предвитеть различные сценарии, что очень важно для разработки новых компонентов. Мы можем моделировать оборудование или целую линию, взаимодействовать с ней и получать наглядное представление о ее свойствах, таких как безопасность, эргономика, удобность в эксплуатации.

ИЗ НАУЧНОЙ ФАНТАСТИКИ В РЕАЛЬНОСТЬ: ПРИМЕР ИЗ НАШЕЙ РАБОТЫ

К нам обратился крупный международный производитель пищевой продукции с просьбой реализовать проект, чрезвычайно важный для будущего его предприятия. На его примере мы покажем, какие возможности дает нам виртуальная реальность в процессе разработки упаковочной линии.

Каковы были ожидания клиента?

• Повысить производительность
• Поменять вид упаковки, чтобы перейти с модели «Бизнес для бизнеса» (B2B) на конечных потребителей (B2C)
• Оптимизировать потребление энергии во всех производственных процессах
• Отказаться от упаковки мешков в картонные коробки, чтобы сократить воздействие на окружающую среду

Реализация этого проекта требовала разработки индивидуального решения, а это означает, что наряду со сжатыми сроками, комплексной задачей и высоким уровнем ожиданий проект был связан с повышенными рисками.

Для осуществления этого проекта в TMI использовали виртуальную реальность: мы смоделировали упаковочную линию, показали ее клиенту и вместе с ним обсудили его ожидания и дизайн линии, а также убедились, что мы говорим на одном языке.

Это взаимодействие с моделью перед началом производства дало нам множество преимуществ:

• Мы смогли открыто обсудить все критичные элементы проекта и достичь договоренности с клиентом.
• Работа над проектом проходила в атмосфере доверия и уверенности с обеих сторон.
• Мы могли заранее моделировать рабочее место технического персонала: Все сотрудники, вовлеченные в разработку и изготовление линии (дизайнеры, электрики, технические специалисты...) могли заранее ознакомиться с ней. Благодаря этому они знали, как надо ее устанавливать, как получить доступ к той или иной ее части, в какой последовательности собирать ее компоненты...

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Методы, используемые в рамках Индустрии 4.0, – это вовсе не фантастические технологии и не инструменты, доступные лишь большим международным компаниям или уместные только в рамках больших проектов; малые и средние предприятия могут точно также извлечь из них пользу, даже если делают лишь первые шаги в этом направлении.