Mikä on älykäs valmistus?

Kun puhumme älykkäästä valmistuksesta, puhumme todella datasta. Miten? Älykäs valmistus käyttää reaaliaikaista dataa – ja dataan perustuvia teknologioita, kuten tekoälyä ja IIoT:tä – mukautuakseen automaattisesti asiakkaiden kysynnän ja liiketoiminnan tarpeiden muutoksiin. Se käyttää koneiden ja antureiden tietoja tuotannon optimointiin, laadun parantamiseen ja laitteiden sujuvaan toimintaan. Se käyttää tietoja koko toimitusketjusta ennakoidakseen häiriöitä, sivuttaisongelmia ja pitääkseen yrityksen lupaukset asiakkaille.

Älykkään valmistuksen määritelmä

NIST (National Institute of Standards and Technology) määrittelee älykkään valmistuksen seuraavasti: ” täysin integroidut, yhteistyössä toimivat valmistusjärjestelmät, jotka reagoivat reaaliaikaisesti muuttuviin vaatimuksiin ja olosuhteisiin tehtaassa, toimitusverkossa ja asiakkaiden tarpeissa”.

Älykäs valmistus on ankkuroitu pilviyhteyteen. Se on yhdistelmä inhimillistä luovuutta, digitaalisesti yhdistettyjä koneita ja resursseja sekä tekoälypohjaisia järjestelmiä ja analytiikkaa. Tekoälyn ja älykkäiden työkalujen integrointi edistää mukautuvuutta ja nopeuttaa kykyä mukauttaa tuotoksia reaaliaikaisen datan ja intelin perusteella. Älykkään valmistuksen näkyvyys, ketteryys ja sietokyky tekevät siitä entistä tehokkaampien toimitusketjumallien ja liiketoiminnan kulmakiven.

Lue lisää älykkään valmistuksen eduista.

Historia: Teollisuudesta 1.0 Teollisuus 4.0 valmistus

Teollisuus 4.0 viittaa neljänteen teolliseen vallankumoukseen. Sana ”vallankumous” on käytössä, koska jokaisen teollisen vallankumouksen voimanlähteenä on ollut jonkinlainen riistaa muuttava teknologia tai keksintö, joka ”mullisti” koko teollisen maailman. Ensimmäinen teollinen vallankumous käytti höyryä, toinen sähköä, kolmas perustui perusautomaatioon ja laskentatehoon, ja neljäs on kyberfyysisten järjestelmien ja älykkäiden tekniikoiden voimalla.

Nykypäivän älykkäässä valmistuksessa ei ole kyse perinteisten tehtaiden purkamisesta ja niiden korvaamisesta jollain muulla. Kyse on olemassa olevien tehtaiden fiksuttamisesta askel askeleelta ja niiden täydentämisestä parhailla työkaluilla ja ratkaisuilla, jotta ne voivat saavuttaa valmistustavoitteensa tehokkaammin ja tehokkaammin.

Älykkään valmistuksen 5 parasta etua

Ennennäkemättömän kilpailun keskellä nykypäivän yritysten on nähtävä menestyksen mittarina muutakin kuin voittoa. Pitkän aikavälin vakaus ja asiakasuskollisuus syntyvät eduista, jotka tuntuvat koko liiketoiminnassasi – asiakkaista, henkilöstöstä ja jopa ympäristöstä.

1. Tehokkuus ja tuottavuus: Automaation, reaaliaikaisen data-analytiikan ja integroitujen tuotantoratkaisujen avulla tiimisi voivat työskennellä nopeammin, älykkäämmin ja turvallisemmin. Ennakoiva kunnossapito ja automatisoidut työnkulut voivat auttaa IoT-verkkoon liitettyjä koneita ja resursseja toimimaan huipputasolla virtaviivaisempien tuotosten avulla.
2. Ketteryys ja reagointikyky: Älykkäiden tuotantoratkaisujen ja data-analytiikan avulla pystyt reagoimaan nopeasti markkinoiden muutoksiin – kääntämään valmistustyönkulkusi ja räätälöimään tuotteesi nopeasti ja tarkasti.
3. Kestävä kehitys: Älykkäiden tuotantoteknologioiden keräämä tieto voi auttaa laatimaan strategisia ja kustannustehokkaita suunnitelmia toimintojen virtaviivaistamiseksi ja energiankäytön vähentämiseksi. Älykkäät ratkaisut tukevat kestäviä aloitteita aina kestävästä tuotesuunnittelusta ympäristöystävällisempään logistiikkaan.
4. Parannettu laadunvalvonta: Huonojen arvostelujen turhautumisesta tuotteen takaisinvetoon asti älykkäät valmistusratkaisut voivat integroida koko toimitusketjun ja valmistustoiminnan varmistaen, että laatustandardit ovat näkyviä ja todennettavissa ja kaikissa vaiheissa.
5. Päästä päähän -säästöt: Digitaalinen integraatio toimitusketjun päästä toiseen mahdollistaa paremman ennustamisen, varastonhallinnan ja logistiikkaratkaisut. Tämä tarkoittaa pienempiä riskejä, vähemmän menoja ja – mikä parasta – onnellisempia asiakkaita.

Älykkäät tuotantoteknologiat

Kriittiset näkökohdat, kuten kyberturvallisuus ja strateginen liiketoiminnan integrointi, ovat kaikki osa digitaalista muutosympäristöä. Mutta alla tarkastelemme vain perustavanlaatuisimpia teknologioita, jotka tukevat älykkäitä valmistuskäytäntöjä.

• IoT/IIoT: Kun laitteet ja koneet on varustettu lähettämään ja vastaanottamaan digitaalista dataa, ne muodostavat IoT-verkon. Laitteesta lähetetyt tiedot raportoivat laitteen tilasta ja aktiivisuudesta, ja laitteeseen lähetetyt tiedot ohjaavat ja automatisoivat sen toimintoja ja työnkulkuja. Teollisuuden IoT (IIoT) -verkko on älykkään valmistuksen ytimessä, sillä se ei koostu ainoastaan siihen liitetyistä resursseista vaan myös älykkäistä järjestelmistä ja automatisoiduista prosesseista, joihin ne on integroitu.
• Tekoäly/koneoppiminen: Maailman kattavimmat tiedot ovat merkityksettömiä, kunnes voit hyödyntää niitä ja käyttää niitä kertoaksesi tarinan. Tekoäly herättää valmistusdatan eloon edistyneellä analytiikalla ja ominaisella kyvyllä hallita ja yhdistää laajoja ja erilaisia tietojoukkoja. Valmistajat, joilla on kaikki nämä tiedot, voivat sitten käyttää koneoppimisalgoritmeja saadakseen järjestelmänsä kertomaan heille, mitä heidän on tiedettävä – mitä tapahtuu juuri nyt ja mitä ennustetaan tapahtuvan tulevaisuudessa.
• Big Data: Jos tekoäly ja koneoppiminen asettavat älykkään valmistuksen ”älykkäiksi”, Big Data on polttoaine. Big Data ei ole niin sanottua vain siksi, että se on valtava. Sen määrittelee sen monimuotoisuus ja monimutkaisuus. Syöttämällä tekoälyjärjestelmää, jossa on valtavasti monimutkaisia ja erilaisia valmistustietoja, annat sille laajuuden, jota tarvitaan yhä tarkempien johtopäätösten tekemiseen ja nopeampaan oppimiseen ajan mittaan.
• Autonomiset robotit: Kuten jo mainittiin, robotiikka ei ole mitään uutta valmistuksessa. Se ei ole kyky automatisoida ulkoisesti resursseja, jotka ovat pelinvaihtajia, vaan pilvipohjaisten laitteiden kyky käyttää älykkäitä teknologioita automatisoidakseen itsensä. Älykkäät tehtaat ovat riippuvaisia autonomisesta automaatiosta, joka takaa niiden tarvitseman ketteryyden ja nopeuden.
• Lisäävä valmistus / hybridivalmistus: 3D-tulostuksena paremmin tunnettu additiivinen valmistus parantaa joustavuutta ja ketteryyttä. Esimerkiksi Boeing 747 -suihkukone koostuu yli kuudesta miljoonasta osasta, jotka kaikki vaativat vaihtamista eri aikatauluilla. Sen sijaan, että kaikki osat yritettäisiin varastoida, älykkäät metalli- tai muoviset 3D-tulostimet voivat käyttää huoltotukkeja ja tuottaa osia tarpeen mukaan, jolloin yritys voi pitää ”virtuaalisen varaston”.
• Pilvilaskenta: Pilviyhteydet ja tietojenkäsittely antavat valmistajille tarpeen mukaan saatavilla olevia järjestelmäresursseja, kuten IIoT-dataa, analytiikkaa ja prosessien automatisointeja, kaikki langattomissa kanavissa, kuten Wi-Fi tai 5G. Suuria pilviä voidaan hallita keskitetysti, mutta ne voidaan jakaa alueellisiin tai maailmanlaajuisiin paikkoihin.
• 5G-liitettävyys: 5G:n ansiosta yritykset hyödyntävät Internet-pilviyhteyksien etuja ja parantavat niiden viivettä, nopeutta ja skaalausta lähes rajattomasti.
• Reunalaskenta: Nykypäivän älykkäissä tehtaissa on kyse nopeasta kääntämisestä ja nopeasta reagoinnista reaaliajassa. Yhteen paikkaan kerättyjen tietojen lähettäminen toiseen fyysiseen sijaintiin vie aikaa – ja älykkäille tehtaille, että seisokkiajat merkitsevät tappiota. Edge Computing auttaa tuomaan aivot (AI ja data-analytiikka) tuotantoalueelle ja poistamaan viiveet IoT-verkossa.
• Simulointi/digitaalinen kaksonen: Digitaalinen kaksonen tai simulointi luodaan identtiseksi virtuaaliseksi kopioksi koneesta tai prosessista, joka on olemassa todellisessa maailmassa. Sen avulla valmistustiimit voivat testata uusia toimintatapoja ja työntää virtuaaliset prototyypit absoluuttisiin rajoihinsa ilman kustannuksia ja vaaraa vahingoittaa mitään todellisessa elämässä.
• Valmistuksen suunnittelu: Tämä ei ole niinkään tekniikka itsessään, vaan se on poikkihallinnollinen käytäntö, joka on olemassa teknologian vuoksi. Valmistusperiaatteiden suunnittelun ansiosta T&D-ammattilaiset voivat oppia datasta – tehtaan lattiasta ja asiakaskunnasta. Nämä oivallukset auttavat heitä sitten suunnittelemaan ja voittamaan tuotteita, jotka täyttävät asiakkaan laatu- ja yksilöllistämisvaatimukset, ja luomaan malleja, jotka ovat myös helpompia, kevyempiä ja nopeampia valmistaa ja mukauttaa.

Automatisoitu valmistus vs. autonominen valmistus

Automatisoitu valmistus ei ole mitään uutta. Se tarkoittaa yksinkertaisesti robottilaitteita, jotka on ohjelmoitu yksinomaan tietyn toiminnon suorittamiseksi. Useimmiten nämä toistuvat tehtävät tapahtuvat yhdessä muiden koneiden ja ihmisten kanssa ympäristössä, kuten kokoonpanolinjassa. Automatisointi on oleellista suuren volyymin valmistuksen nopeuden ja tarkkuuden kannalta.

Autonominen valmistus on pohjimmiltaan vain automatisoitua valmistusta… aivoilla. Teollisuus 4.0 -teknologioiden, kuten tekoälyn ja koneoppimisen, älykkään valmistusjärjestelmän ja IoT-laitteiden avulla voit tallentaa erilaisia tietojoukkoja, kuten kuluttajien palautetta, tarjontaa ja kysyntää, koneen kapasiteettia ja muita olennaisia tietoja. Tekoälyn ja koneoppimisen algoritmeja voidaan sitten soveltaa kyseisiin tietojoukkoihin tuottamaan – ja automaattisesti säätämään – tehokkaampia ja optimoidumpia työnkulkuja ja prosesseja.

Esimerkkejä älykkäästä valmistuksesta toiminnassa

Katso, miten jotkut maailman innovatiivisimmista yrityksistä hyödyntävät ohjelmistoratkaisuja optimoidakseen ja tehostaakseen tuotanto- ja toimitusketjutoimintojaan:

• Leonhart Group: Pilvipohjaiset älykkäät ratkaisut tuovat näkyvyyttä, tuottavuutta ja turvallisuutta. Skaalautuvat järjestelmät tukevat kasvua ja reagoivat liiketoimintamahdollisuuksiin.
• A.M.P.E.R.E: Automatisoidut prosessit koko toimitusketjussa ja reaaliaikaiset valuutta- ja pörssipäivitykset mahdollistavat nopeat hintalaskelmat ja just-in-time-tilauksen toteutuksen.
• Maantiede: Läpinäkyvyys ja reaaliaikainen data tarkoittavat parempaa reagointia asiakkaiden tarpeisiin, varmempaa ennakoivaa analytiikkaa sekä optimoituja toimitusketjuja ja tuotantoa.
• Yanmar Marine: yritysten välinen automaatio ja standardointi helpottavat yritysten välistä viestintää ja näkyvyyttä, mikä johtaa suurempaan innovaatioon ja tuottavuuteen.
• Smart Press Shop: Parempi tehokkuus ja toimitusketjun sietokyky älykkäämmällä ja kestävämmällä autoteollisuuden komponenttien valmistuksella.

Älykkään valmistuksen toteutus: Seuraavat vaiheet

Jotkin yritykset ovat jo kulkeneet varsin pitkälle digitaalisen muutoksen tiellä ja integroineet toimintaansa laajan valikoiman Industry 4.0 -teknologioita. Toiset vain aloittavat matkansa tai miettivät, mistä heidän pitäisi aloittaa.

Hyvä uutinen on, että parhaat älykkäät tuotantoratkaisut kohtaavat sinut missä tahansa ja auttavat sinua aloittamaan matkasi tai jatkamaan sitä – itsenäisillä ratkaisuilla tai pilvipohjaisella ERP-järjestelmällä, jossa on upotetut toiminnot.

Ja lopuksi, ennen kuin aloitat tämän prosessin, muista sisällyttää mukaan arvokkain valmistusvoimavarasi: henkilöstösi. Kokoa vankat viestintä- ja muutostenhallintastrategiat varmistaaksesi, että kaikki tiimisi ovat innostuneita, vaikutusvaltaisia ja informoituja tulevista jännittävistä parannuksista.