Hvordan Industri 4.0 Revolusjonerer Produksjonen

2023 Forfatter: Susan Creighton | [email protected]. Sist endret: 2023-11-26 12:34

Industry 4.0 kan høres ut som et tycoon-spill i SimCity-stil, men det er virkelig det største skiftet å treffe global produksjon siden automatisering. Bransje 4.0 er sentrert rundt avansert robotikk og automatisering, nye måter å samhandle mellom mennesker og store datamaskiner og økt tilkobling, og moderniserer industrien og øker den vestlige industrielle konkurranseevnen.

Sammen med det nye tingenes internett (IoT) tilbyr Industry 4.0 produsentene muligheten til å samle, analysere og handle på enorme lagre med data som aldri før, og deretter sette disse handlingene i gang med svært effektiv, automatisert robotikk. Resultatet? Et produkt av høyere kvalitet til lavere driftskostnader.

Industri 4.0, også kalt produksjon 4.0, er ekteskap med IT og produksjonsvirksomhet - modningen av digital teknologi i produksjonsindustrien. Mark Holleran, tidligere administrerende direktør i Xplore Technologies, sier det representerer et "helhetlig skifte fra sentralisert til desentralisert produksjon", som krever tilpasning av prosesser, talent, forretningsstruktur og teknologi.

"Teknologi, inkludert avansert robotikk og kunstig intelligens, sofistikerte sensorer, cloud computing, IoT, datainnsamling og analyse, og digital fabrikasjon … samles alle sammen i begynnelsen av denne neste industrielle revolusjonen, " sa Holleran til Business News Daily.

Her er en titt på noen av de viktigste komponentene som baner veien for fremstilling av 4.0 og hvordan de fungerer. Sammen skaper de et høyteknologisk økosystem av smarte enheter som oppnår en optimalisert, effektiv arbeidsplass.

Internett av ting

Etter hvert som antall smarte enheter og mengden data som er fanget, analysert og lagret vokser, vil tilkobling og kommunikasjon bare bli viktigere. Både i bedriften og til tredjepartspartnere vil bedrifter trenge at dataene deres kan deles og er kompatible for å muliggjøre et høyere driftsnivå.

Declan Keir-Saks, direktør for Deskera, sa at IoT er broen som lar den granulære innsikten fra høyteknologiske løsninger sammenfalle til et sammenhengende, bedriftsnivåbilde for moderne produsenter.

"IoT-produksjon muliggjør virtuell sporing av kapitalmidler, prosesser, ressurser og produkter, " sa Keir-Saks. "Dette gir bedrifter full synlighet, som effektiviserer forretningsprosesser og optimaliserer tilbud og etterspørsel."

Når de implementeres riktig, vil beslutningstakere være utstyrt med mer og bedre informasjon, automatiserte prosesser og muligheten til å gripe inn på forutsigende eller forebyggende basis for å unngå driftsstans eller andre problemer som kan føre til produksjonsproduksjon.

Kunstig intelligens og maskinlæring

Informasjonen som leveres av sensorer og IoT-drevne systemer er for stor til at mennesker kan analysere rimelig. AI- og maskinlæringsalgoritmer kan kontekstualisere dataene og flagge avvik eller komme med anbefalinger.

"[AI og maskinlæring] kan bidra til å oppdage tidlige advarselssignaler om at eiendeler [blir] usunne, " sier Derick Jose, medgründer og sjefdataforsker ved Flutura Decision Sciences and Analytics. "For eksempel kan avvik på toppdrevets omdreiningstemperatur være [signaturen] til et forestående sammenbrudd."

Videre tjener AI til å forbedre effektiviteten i den samlede operasjonen, sa Jose. Ved raskt å returnere spådommer om virkningen av mindre endringer, kan beslutningstakere forstå effektene før de implementerer noe nytt.

AI er spesielt nyttig når det gjelder å fordøye de enorme informasjonsstrømmene fanget av sensorer og IoT-aktiverte enheter. Disse enorme datamaskinene vil være nesten umulige for en menneskelig operatør å kontekstualisere, slik at datamaskiner gjør det faktisk gjør dataene som er fanget verdifulle.

Blandet virkelighet

Mixed reality er også en viktig komponent i Industry 4.0. Store selskaper utsteder allerede blandede reality-enheter som hjelmer og briller til ansatte i håp om at økt kommunikasjon og visualisering av kontekstualiserte data vil øke produktiviteten og intelligent beslutningsprosesser.

"Blandet virkelighet er en ekte spillskifter innen produksjon, " sa Tim Lynch, administrerende direktør i Psychsoftpc. "For reparasjonspersonell gjør det at de kan" se inni "maskinen som trenger reparasjon eller" se gjennom vegger "til kablene og rørene bak for å vite nøyaktig hvor de skal bore eller kutte."

Par disse funksjonene med det prediktive vedlikeholdet som er aktivert av IoT og AI, og du har en oppskrift på høyteknologisk suksess. Hvis dataene antyder at en maskin overopphetes, for eksempel, og maskinlæringsalgoritmene markerer at den er avvikende nok til å garantere utsendelse av vedlikehold, kan arbeidere bruke blandet virkelighet for å avgjøre om en maskin begynner å overopphetes og nøyaktig hvilke komponenter som blir berørt.

For å ta det et skritt videre, kan du forestille deg at vedlikeholdspersonen som diagnostiserer den berørte maskinen kjenner et problem, men har ikke ekspertise til å fikse det. Mixed reality-enheter kan koble noen med den rette ekspertisen til personen på stedet, som deretter kan vise dem trinn for trinn, gjennom digitale overlegg, hvordan du utfører reparasjonene.

For opplæringsformål skaper blandet virkelighet et miljø der ansatte kan oppleve virtuelle situasjoner som er relevante for jobben deres uten å risikere faktisk utstyr eller produsere oppetid.

"I opplæring kan arbeidere øve på virtuelle produkter for å få erfaring som vil overføre til den virkelige verden, " sa Lynch. "De kan settes i simulerte situasjoner som de kan møte når de gjør jobben sin og lære å håndtere dem praktisk talt før de blir utsatt for dem på jobben."

3D-utskrift

3D-skrivere har eksistert siden 1983, selv om de ofte bare var i hendene på store selskaper. Da var begrepet "rask prototyping", og de fortsetter absolutt å gjøre det i dag. Men det er ikke bare prototyper lenger; 3D-skrivere er også ansatt i lavvolumproduksjon, kanskje for å teste produkter eller ta prøver til messer.

Doug Collins, eier av Avid 3D Printing, sa "når små selskaper utvikler nye produkter og trenger å lage 50 deler for å teste, eller bare for å bringe til en messe, kan det være veldig dyrt å bearbeide for tradisjonell produksjon." "De har kanskje ikke kapital til å takle [tradisjonell produksjon]. 3D-skrivere tillater lavvolumproduksjon uten så store investeringer, slik at de kan spare kapital for andre viktige ting, som markedsføring."

Når teknologien fortsetter å forbedre seg, er det mer vanlig å finne 3D-trykte deler i større prosjekter. Et eksempel er GE Aviations 3D-trykte drivstoffdyse, som er en del av CFM LEAP-flymotoren. Ved å skrive ut visse komponenter, kan produsenter spare tid og penger på å lage det samme sluttproduktet.

Med så enormt løfte og nyskapende teknologi krever Industri 4.0 en stor forhåndsinvestering. Ifølge en undersøkelse fra 2017 blant 1000 små og mellomstore kanadiske produsenter, investerte digitale adoptere i gjennomsnitt 250 000 dollar. For større virksomheter vil kostnadene uunngåelig være høyere. Men den forventede utbetalingen - tilkoblede, smarte enheter og en automatisert produksjonsprosess - lover et stort avkastning på investeringen.

"Disse programvaresystemene gjør mer enn handelsdata, " sa Srivats Ramaswami, CTO for 42Q. "De eliminerer mye av det menneskelige inngrepet som følger med å håndtere dem. Denne neste generasjonen automatisering - ved bruk av big data, analytics og kunstig intelligens - er en av de viktigste driverne bak digital produksjon og Industry 4.0."

Ramaswami la til at fordelene produsentene kan høste av å implementere disse teknologiene inkluderer:

• Økt konkurranseevne. Outsourcing til regioner med lav lønn i verden var tidligere et imperativ for produsenter som ønsker å forbli konkurransedyktige. Imidlertid gjør investeringer i teknologi nå mulig for velstående land å konkurrere igjen. Som et resultat, sa Ramaswami, kan produsenter nå velge lokasjoner basert på "tekniske evner og nærhet til forbrukernes etterspørsel, snarere enn beslutninger som primært er drevet av lønn."
• Økt produktivitet. Automatisering, analyse og maskinlæringsalgoritmer har tatt mye av trinn for trinn ut av hendene til menneskelige operatører. Det betyr raskere og mer effektiv produksjon døgnet rundt, med menneskelige operatører primært overvåking og vedlikehold av systemer.
• Økt omsetning og lønnsomhet. Industri 4.0 skaper ikke bare en mer effektiv og høyere produksjonsprosess, men det muliggjør ting som forutsigbart og forebyggende vedlikehold og oppgraderinger, noe som resulterer i lavere driftsstans og mindre kapitalutgifter over tid.
• Produksjonsprosessoptimalisering. Med mer tilkobling, delt data og bedre analyser, blir tettere samarbeid langs hele forsyningskjeden mulig, noe som kan føre til økt effektivitet, optimalisering og innovasjon på lang sikt i hele produksjonsindustrien.

Ramaswami sa: Maskin-til-maskin-kommunikasjon og integrerte systemer vil gi større samarbeid mellom produsenter, leverandører og andre interessenter langs verdikjeden.

Sømløs journalføring og sporbarhet. Den enorme fangsten og analysen av data betyr også bedre arkiverings- og søkemuligheter. Dette har konsekvenser fra myndigheters overholdelse av forskrifter til kundetilfredshet

Ramaswami sa: "I motsetning til tradisjonelle forhold der tilbakemeldinger om produkter og tjenester tar tid å samle seg, er den automatiserte lukkede tilbakemeldingssløyfen en iboende komponent av Industri 4.0. "Den sømløse journalføringen som er aktivert av digitale systemer, vil øke sporbarheten, samtidig som du begrenser ansvar, garantikostnader og erindringer."

Til tross for disse fordelene, er skiftet fortsatt i tidlig fase. I følge forskning fra Capgemini regnes bare 6 prosent av produsentene som "digitale mestere" som har nådd et avansert stadium i digitaliseringen av produksjonsprosessen.

Fortsatt er bevegelsen ekte; Capgemini anslår at 76 prosent av produsentene allerede har et smart fabrikkinitiativ i arbeidene eller for tiden er under formulering. Det som er klart, er at Industry 4.0 og avanserte digitale teknologier snart vil bli normen for produksjon over hele verden. De som adopterer tidlig har en bedre sjanse til å posisjonere seg gunstig i fremtiden.