Questo articolo discuterà:
- Casi d'uso per la trasformazione digitale nell'industria manifatturiera
- Esempi di cinque produttori che hanno eseguito trasformazioni smart nei loro stabilimenti
- I vantaggi che i produttori dicono che le trasformazioni in stabilimenti smart portano in tavola
Anche se la trasformazione smart delle strutture brownfield è in aumento, non si sta avvicinando al ritmo che era stato inizialmente previsto. L'integrazione della tecnologia digitale per sviluppare uno stabilimento smart offre molteplici vantaggi, come l'ottimizzazione guidata dai dati, la manutenzione predittiva, la macchina come servizio e molti altri - ma l'implementazione comporta molte sfide. Detto questo, vi è una selezione di aziende, evidenziata nei casi d'uso riportati di seguito, che sono state in grado di implementare con successo e ne stanno ora raccogliendo i benefici.
1. Ottimizzare l'utilizzo delle macchine in un impianto di produzione di dispositivi medici
Un produttore di dispositivi e attrezzature mediche con quattro stabilimenti di produzione in tutti gli Stati Uniti ha faticato a ottimizzare l'uso dei suoi torni e delle sue rettificatrici. Così, i cicli di produzione sono stati assillati da scarti, ritardi e inefficienze di programmazione. Per ottimizzare il tasso di utilizzo delle sue macchine di produzione, il produttore si è rivolto a trasformare digitalmente il monitoraggio delle macchine, la raccolta dei dati e i processi di utilizzo.
In questo caso, le soluzioni Industrial IoT legate a una piattaforma cloud industriale sono state utilizzate per guidare la trasformazione verso uno stabilimento smart in grado di acquisire ed elaborare i dati delle macchine. Le macchine moderne sono state facilmente collegate a reti wireless per catturare i dati prodotti; mentre gli I/O digitali sono stati utilizzati per collegare le apparecchiature legacy alla piattaforma IoT, creando così uno stabilimento smart interconnesso con connessioni cyber-fisiche e implementando un modello di ottimizzazione guidato dai dati all'interno dell'officina.
I dati raccolti sono stati elaborati e aggregati sulla piattaforma cloud industriale e hanno fornito informazioni sulle operazioni delle strutture. La trasformazione digitale ha permesso al produttore di dispositivi medici di rendersi conto che i suoi programmi di produzione non erano sincronizzati e che gli operatori erano troppo pochi per utilizzare correttamente le macchine disponibili, il che ha influito sul loro tasso di utilizzo. Grazie all'intuizione ottenuta dalla trasformazione in stabilimento smart del suo processo di monitoraggio delle macchine, il produttore è stato in grado di ottimizzare l'uso delle macchine, migliorando al contempo la programmazione e tappando i buchi del personale.
Secondo il produttore, il processo smart ha permesso di risparmiare 14.000 ore operative in un anno di implementazione. La capacità di monitorare le prestazioni della macchina in tempo reale ha portato ad una riduzione dei tempi di fermo macchina e il team di programmazione ha avuto dati precisi per sviluppare piani di produzione master ottimizzati.
2. Riduzione dei tempi di fermo macchina in uno stabilimento di sistemi diesel per auto
Gli effetti dei tempi di inattività sull'industria manifatturiera sono stati ben documentati. Le statistiche indicano che il costo finanziario di un'ora di fermo macchina può arrivare fino a 260.000 dollari. Questo particolare produttore di sistemi automobilistici ha dovuto lottare contro i tempi di fermo macchina imprevisti causati da guasti imprevisti alle macchine. Per ridurre i tempi di fermo macchina e sviluppare un sistema predittivo per la manutenzione delle sue macchine, il produttore si è rivolto alla tecnologia digitale.
In questo caso, i sensori di temperatura, di vibrazione e di monitoraggio sono stati incorporati nelle macchine dello stabilimento per raccogliere dati specifici che evidenziavano le condizioni delle macchine. I set di dati catturati sono stati trasferiti su una piattaforma cloud industriale con gli strumenti di analisi dei dati per aggregare ed elaborare questi set di dati in tempo reale. Questo ha creato uno stabilimento smart in cui le macchine collegate potevano trasferire e ricevere dati in tempo reale.
La capacità di tracciare le metriche delle prestazioni delle macchine ha permesso la raccolta di dati sui tempi di guasto delle apparecchiature. Con i dati storici raccolti, è stato sviluppato un sistema di manutenzione predittiva per prevenire i tempi di fermo macchina utilizzando le analisi accurate ora in grado di prevedere i guasti delle macchine. Secondo il produttore, il monitoraggio smart delle sue apparecchiature ha ridotto drasticamente i tempi di fermo macchina e ha aumentato l'efficienza operativa. Questo evidenzia i benefici interconnessi che le trasformazioni in stabilimenti smart portano sul tavolo. Pur riducendo i tempi di fermo macchina, l'effetto trickle-down dell'uso ottimizzato delle macchine ha migliorato i livelli di efficienza operativa complessiva.
3. I robot aiutano il magazzino a raggiungere i suoi obiettivi di implementazione dello stabilimento smart
Risolvere le diverse sfide che i produttori e i magazzini si trovano ad affrontare con la movimentazione dei materiali è diventata una considerazione importante per molte organizzazioni. Questo perché un sistema snello di movimentazione dei materiali riduce gli incidenti in officina e il traffico, semplifica il trasporto dei materiali e migliora l'efficienza operativa. Oggi esistono più sistemi smart che automatizzano i processi manuali convenzionali di movimentazione dei materiali in officina. Un esempio di questo tipo è l'uso di robot mobili autonomi nelle strutture di magazzino.
Per ridurre il disordine e il traffico in officina, il fornitore di servizi di consegna ha integrato l'uso di robot mobili autonomi Fetch all'interno del suo stabilimento. I robot sono programmati per comprendere il layout dell'officina e sono collegati ad una piattaforma industriale cloud per aiutare la navigazione e l'elaborazione dei dati. Il robot riceve dati come i programmi di navigazione su reti WiFi per svolgere i suoi compiti.
I robot autonomi sono dotati di sensori a telecamera 2D e 3D che aiutano a rilevare gli oggetti e supportano il sistema di tecnologia di prevenzione delle collisioni all'interno dei robot. L'integrazione di un sistema autonomo di movimentazione dei materiali ha trasformato la sua officina in uno stabilimento smart in cui gli operatori umani hanno assistito con gli ordini di smistamento ma hanno lasciato il trasporto ai robot. L'implementazione di questo sistema smart ha portato ad una riduzione del 50% del tempo necessario per evadere gli ordini dei clienti. Inoltre, ha aumentato l'efficienza del processo di selezione degli ordini e i livelli di servizio ricevuti dai clienti.
4. Il digital twin migliora la pianificazione del layout nell'industria alimentare e delle bevande
Il digital twin comporta lo sviluppo di rappresentazioni digitali di oggetti fisici e sistemi che condividono dati tra loro in tempo reale. Questo gli fornisce casi d'uso multipli, come il monitoraggio e il miglioramento delle operazioni della struttura, lo sviluppo di programmi e la simulazione di eventi per ricevere un'accurata visione del business. Per ristrutturare le sue strutture per migliorare i livelli di efficienza e produttività, questa società di ristorazione si è rivolta al digital twin e alla realtà aumentata.
Grazie alla tecnologia digital twin, l'azienda è stata in grado di ottimizzare il layout della propria officina sviluppando progetti che consentissero ai propri dipendenti di raggiungere facilmente gli ingredienti e di muoversi facilmente in cucina. La realtà aumentata è stata utilizzata anche per formare i dipendenti a comprendere il nuovo layout. Il risultato è stato un servizio più rapido che ha portato a una maggiore soddisfazione del cliente.
5. Un'azienda di rifiuti aumenta i suoi ricavi con le offerte Machine as a Service (MaaS)
L'acquisto di inceneritori ha sempre rappresentato un collo di bottiglia per le imprese private che offrono servizi di smaltimento dei rifiuti industriali. Ciò è dovuto al costo iniziale degli inceneritori industriali e ai costi di manutenzione a vita associati al loro utilizzo. Un OEM che produce inceneritori, ha sviluppato un'iniziativa MaaS per le piccole e medie imprese che desiderano noleggiare le proprie apparecchiature.
Il modello MaaS che l'OEM ha avviato, ha comportato il noleggio dei propri inceneritori per cinque anni con assistenza e supporto aggiuntivo all'utente finale. In cambio, ha raccolto i dati di utilizzo e manutenzione degli inceneritori usati, oltre a un canone di abbonamento. Secondo il produttore, la sua iniziativa MaaS ha fornito i dati necessari per lo sviluppo di apparecchiature ottimizzate. L'iniziativa rappresenta anche il 20% delle sue entrate annuali.
Conclusione
Gli stabilimenti smart sono qui per restare. Anche se l'implementazione può essere impegnativa, i casi d'uso di cui sopra illustrano i numerosi vantaggi che i produttori hanno già iniziato a vedere in una serie di settori. L'aumento di modi più nuovi, più intelligenti e veloci per automatizzare, ottimizzare, utilizzare e collegare gli asset delle officine continuerà a consentire la crescita del business, dato che un numero sempre maggiore di produttori abbraccia Industrie 4.0.
