Ipar 4.0 a Covid idején

Még egy cikk a Covidról? Még egy cikk az Ipar 4.0-ról? Nem. Ez az írás a járvány kihívásaira adott digitalizációs megoldásokat mutatja be a gyárak szempontjából.

A gyártó cégek komoly kihívással szembesülnek. Az elvárások nagyobbak, mint valaha – mind a fogyasztói, mind a tulajdonosi oldalról. És ezen elvárásoknak való megfelelést tovább nehezíti a járvány megjelenése.

A tömegtermékek testreszabása, az ellátási lánc globalizációja és a gyárak automatizálása mind olyan tendencia, amely az elmúlt évtizedben mindent megváltoztatott az ipari szektor számára. Elképesztő ütemben fejlődik a gyártás digitalizálása, amelyet ma a hétköznapi nyelvben Ipar 4.0-nak nevezhetünk, benne az Ipari Dolgok Internetével (IIoT) vagy az Intelligens Gyártással. Összefoglalóan ezt, a komplett gyártási életciklust támogató, valós idejű, távolról elérhető digitális együttműködési rendszerként határozhatjuk meg.

A digitális fejlődés két legnagyobb ellensége az „elég jó” és a „mi mindig így csináltuk”. Most éppen ezeket a kifogásokat némította el a Covid-19 és minden felelős cégvezető azonnal megoldást kezdett keresni az új kihívásokra. A világméretű járvány nemcsak arra világított rá, hogy a kereslet és kínálat váratlan változásai milyen káoszba sodorhatják a gyártási ágazatot (a WC papírtól az autókig), hanem arra is, hogy a gyártók csak legrugalmasabb rendszerekkel élhetik túl az új kihívásokat: azonnali adatok, azonnali értékelés, azonnali beavatkozás. Ezen múlik a termelés és a cég jövője.

Meggyőződésünk, hogy minden gyártóknak a következő területekre kell most koncentrálnia:

1. a gyártási folyamat átláthatósága,

2. a gyártási folyamat ellenőrzése és követése,

3. az üzemeltetés rugalmassága,

4. az adatok kezelése, felhasználása és az adatbiztonság

5. a vállalat munkatársainak biztonsága és támogatása, különös tekintettel az üzemterület személyzetére

Ezek azok a területek, ahol a gyártóknak sürgősen megoldásokra van szükségük és ahol a legnagyobb technológiai beruházások valósulhatnak meg. A digitalizációs eszköz-arzenál a következő lehetőségeket nyújtja:

  1. Kiterjesztett valóság (AR, XR) a virtuális, távoli együttműködéshez.
  2. Társadalmi távolságtartás és kapcsolat monitorozás a munkahelyi biztonság érdekében.
  3. A digitális iker a gyártóberendezések és folyamatok szimulációjához és optimalizálásához.
  4. Smart Factory, avagy gyártási intelligencia.
  5. Előrejelzés és tervezés a rugalmas gyártáshoz.

Nézzük ezeket részletesebben:

1. Kiterjesztett valóság (AR, XR) a virtuális távoli együttműködéshez.

A biztonság egyik fontos eleme a távolságtartás. Csakhogy a termelés nem állhat le. Ezért a gyártók számára fontos, hogy a távoli munkavégzést, a feladatok sikeres elvégzését és az együttműködést lehetővé tegyék. Irodai feladatoknál a home office megoldás lehet, de a gyárban más megoldás kell.

A gyártási műveletek végrehajtásában, az üzemben dolgozó technikusok támogatásában gyakran megoldás lehet a kiterjesztett valóság (AR: Augmented Reality), a vegyes valóság (MR) és a virtuális valóság (VR), összesített elnevezéssel: XR. Így digitálisan elérhetők bizonyos erőforrások (dokumentáció, videók, interaktív 3D-s modellek, részletes eljárás leírások, munkautasítások, élő szakértői útmutatás stb.). Ilyen megoldásra példa az új munkatársak betanítása, akiknek nem a valós eszközökön, kockázatot vállalva kell a műszerek használatát elsajátítani, hanem egy virtuális térben gyakorolhatnak.

2. Társadalmi távolságtartás és kapcsolat monitorozás a munkahelyi biztonság érdekében.

Egyre gyakoribb megoldás, hogy az üzem területén tartózkodó munkatársak érzékelőket viselnek, így nyomon követhető a mozgásuk, tevékenységük. A karkötőbe, jelvénybe vagy kártyába ágyazott érzékelők valós időben működnek, figyelmeztető üzeneteket küldenek (rezgés, hang vagy fény útján) azoknak a dolgozóknak, akik nem tartják be a megfelelő biztonsági távolságokat. A társadalmi távolságtartási követelmények megsértésével kapcsolatos adatokat egy központi platformon tárolják, amelyet a trendelemzéshez és az érintkezések nyomon követéséhez használnak. Egy esetleges fertőzés esetén pedig rendkívül könnyű visszakeresni, hogy ki kivel és mikor találkozott. Az intelligens rendszer természetesen a személyi és adatvédelmi jogok tiszteletben tartásával működik.

3. A digitális iker a gyártóberendezések és folyamatok szimulációjához.

A bevezetőben említett nyomás (az ügyfelek és a tulajdonosok felől) arra kényszeríti a gyártókat, hogy folyamatosan fejlődjenek és fejlesszenek. Csakhogy minden változás és változtatás komoly kockázatot is jelent és a mai versenyhelyzetben a hibák komoly következményekkel járnak.

A teljesítmény növelése, az új megoldások kipróbálása, a selejtarány csökkentése a pandémia idején még nehezebbé vált, ezért fordul egyre több cég a digitális iker (Digital Twin) megoldás(ok) felé.

A digitális iker a termék, fizikai gyár, üzem, gyártósor vagy (robot)cella virtuális modellje. A Digital Twin technológia lehetővé teszi a vállalatok számára, hogy digitális másolatokat készítsenek valós rendszereikről, folyamataikról és létesítményeikről, hogy szimulálják a működést és a változtatások hatásait. Különböző forgatókönyvek tesztelhetők és elemezhetők a virtuális modellben a megvalósíthatóság igazolásával és a kockázatok minimalizálásával, mielőtt a tényleges üzemben változtatnának. Cégünk (EPIC InnoLabs) az utóbbi évek számos ilyen projektet valósított meg itthon és külföldön egyaránt, komoly megtakarítást elérve ügyfeleinknek. Az egyik nagyobb Digital Twin esettanulmány ITT olvasható.

4. Smart Factory, avagy gyártási intelligencia

Mivel a vírushelyzet miatt a gyárak minimalizálják a munkaerő fizikai jelenlétét, az üzemi és az üzleti vezetőknek digitális megoldásokra van szükségük, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy teljeskörűen és valós időben lássák, mi történik a gyártásban. Szükségük van távolról hozzáférhető elemzésekre az erőforrások állapotáról és teljesítményéről, valamint a gyárak és a fölött, ellátási láncok általános helyzetéről, hatékonyságáról.

A Smart Factory lényegében egy magas szinten digitalizált gyár, amely folyamatosan összegyűjti, elő-feldolgozza és megosztja az adatokat a csatlakoztatott gépek, eszközök és gyártási rendszerek révén. Így az elemzők és döntéshozók gyorsan reagálhatnak a tervezett működéstől való eltérő folyamatok esetén. Az üzleti és üzemi tevékenység ellenőrzését biztosíthatják a MI (Machine Intelligence) vagy AI (Artificial Intelligence) rendszerek, amelyek a különböző forrásokból származó adatok egyesítésén alapulnak, mint például az IoT-eszközök, a gyártásirányítási rendszerek (pl. Manufacturing Execution System, MES) és az üzleti vállaltirányítási rendszerek (pl. ERP). Az MI rendszerek segítségével figyelemmel kísérhető egy gyár infrastruktúrája, lehetővé téve a felhasználók számára, hogy megértsék, mely erőforrások nem termelnek a specifikációk szerint. A munkatársak valós időben férhetnek hozzá ezekhez az információkhoz, akár távolról is, így a problémákat a felmerülésükkor lehet megoldani vagy esetenként még felmerülésük előtt detektálni. Vállalati szinten az MI rendszerek felhasználhatók a termelési folyamatok összefüggéseinek részletes elemzésére, összehasonlítására vagy a különböző üzemi, gyári folyamatok előrejelzésére.

5. Előrejelzés és tervezés a rugalmas gyártáshoz.

A jelenlegi egészségügyi válság sok szempontból megzavarta a globális ellátási láncokat. A raktárak már nem minden esteben képesek fenntartani a biztonsági készletszinteket, az új megrendelések teljesítésére egyre többször nincs mód, a szerződések gyakran nem teljesíthetők, és világszerte számos gyártóüzem áll le. Bizonyos áruk iránti kereslet rendkívül rövid idő alatt exponenciálisan nőtt, és a gyártók küzdenek ezek kielégítésével. Ezeknek a vállalatoknak, párhuzamosan avval, hogy az ő ellátásuk is fennakadásokkal küzdelmes, a termelés rugalmassága abszolút kritikussá vált túlélésük szempontjából. Hogyan tudják a tevékenységüket finomhangolni és termelésüket optimalizálni, figyelembe véve a keresleti ingadozásokat és a tényleges kapacitásukat?

A fejlett gyártástervezési és ütemezési eszközök bevezetése, a szimulációs elemző projektek sok esetben megoldást kínálnak a gyártók számára. A rendelkezésre álló digitális eszköztár biztosította elemzésekkel értékelhetik, mely termékek gyártását kell előnyben részesíteni, mely termékeket kell vagy lehet gyártani. Pontosabban tervezhetik készleteiket a vásárlói elégedettség és a termelési kapacitás maximalizálása érdekében. Az EPIC InnoLabs számos ilyen projektet vezetett, melyek során a szimuláció kiterjedt a kereslet-előrejelzésére, a készlet-, az erőforrás- és ellátás-tervezésre, valamint a gyártási ütemezésre és optimalizálásra.