Hva er en smart factory?
En smart factory er et nettfysisk system som bruker avansert teknologi til å analysere data, drive automatiserte prosesser og lære som det går.
Oversikt over smart fabrikk
Som navnet tilsier, er en smart factory... smart. En sammenkoblet nettverk av maskiner, kommunikasjonsmekanismer og datakraft, er den smarte fabrikken et cyber-fysisk system som bruker avansert teknologi som kunstig intelligens (AI) og maskinlæring for å analysere data, kjøre automatiserte prosesser, og lære som det går.
Smarte fabrikker og smart produksjon er en del av den teknologiske transformasjonen kjent som Industri 4.0 eller den fjerde industrielle revolusjonen. Hver av de tre første industrielle revolusjoner ble født ut av en innovativ ny teknologi som fullstendig endret måten vi jobbet og produserte varer: nemlig dampmaskinen, samlebåndet og kraften til datamaskinen. I dag er den fjerde revolusjonen drevet av digital transformasjon og intelligent automatisering.
Smarte fabrikker for en verden i endring
De siste årene er det blitt stadig tydeligere for bedriftsledere at digital transformasjon er en viktig prioritet for forsyningskjeder og produksjonsoperasjoner som håper å være konkurransedyktige og robuste på 2020-tallet. Pandemien avslørte videre globale svakheter i forsyningskjeden og bransjesårbarheter. En artikkel i Forbes Magazine gjentok dette, og sa at «COVID-19 har vist verden noe produksjonsindustrien allerede burde vite. Tradisjonelle forsyningskjeder og produksjonsøkosystemer svikter, og vi må skifte til en mer tilpasningsdyktig, smidig løsning som er fullt digitalt aktivert."
Forbrukerforventningene bidrar også til utviklingen av smarte fabrikkteknologier og fremtidens fabrikk. Kjent som Amazon Effect, har forbrukernes etterspørsel etter neste dag levering økt i et jevnt og raskt tempo. Ifølge Entrepreneur magazine i 2019, "For bedre eller verre, den amerikanske økonomien og den globale økonomien er i kast med Amazon Effect. […] E-handelsleverandører har vært under stadig økende press for å matche Amazons hastighet og effektivitet, og det er ingen bevis for at forbrukerforventningene lettes.» Denne trenden har vært en viktig faktor i den stigende etterspørselen etter smart fabrikk-teknologi, da utdaterte systemer viser seg å være ulike for å møte omfanget av logistikk og lagerkapasitet som er nødvendig for å holde tritt med dette fenomenet.
Produsenter og ledere i forsyningskjeden står overfor ytterligere risiko- og driftsforstyrrelser, ettersom de streber etter å minimere sin avhengighet av internasjonale partnere. Smarte fabrikkløsninger som behovsbetinget produksjon og virtuelle lagerbeholdninger kan absolutt minimere avhengigheten av utenlandske leverandører og produsenter. Men som Harvard Business Review påpeker i en 2020 artikkel, er det lettere sagt enn gjort å bringe produksjon tilbake til USA. “Produsenter har henvendt seg til spesialister og underleverandører som smalt fokuserer på bare ett område - og selv disse spesialistene må stole på mange andre. Og akkurat som verden har kommet til å stole på ulike regioner for naturressurser som jernmalm eller litiummetall, så har det også blitt avhengig av regioner der disse spesialistene bor. ” Økende innenlandsk produksjon kan absolutt redusere kostnader og forsyningskjederisiko, men det eliminerer ikke nødvendigvis behovet for utenlandske partnere eller reduserer det totale antallet koblinger i kjeden. Det er derfor mer avgjørende enn noen gang at digitale fabrikkteknologier er på plass for å optimalisere effektivitet og synlighet.
Hvordan fungerer en smart factory?
Vi snakker ofte om automatiserte prosesser som om de var unike for en smart factory men automatisering og robotikk har vært i bruk i flere tiår i produksjonsoperasjoner. Mange tradisjonelle fabrikker bruker automatiserte maskiner som strekkodeskannere, kameraer og digitalisert produksjonsutstyr i ulike deler av driften. Men disse enhetene er ikke sammenkoblet. Mennesker, eiendeler og datahåndteringssystemer i en tradisjonell fabrikk opererer alle isolert fra hverandre og må koordineres manuelt og integreres fortløpende.
En smart digital fabrikk fungerer ved å integrere maskiner, mennesker og store datamengder i ett enkelt, digitalt tilkoblet økosystem. En smart factory kuraterer og analyserer ikke bare data, den lærer faktisk av erfaring. Det tolker og får innsikt fra datasett til prognoser for trender og hendelser og for å anbefale og implementere smarte produksjonsarbeidsflyter og automatiserte prosesser. En smart factory gjennomgår kontinuerlig prosessforbedring for å selvkorrigere og selvoptimalisere – den kan lære seg selv (og mennesker) å være mer motstandsdyktig, produktiv og trygg.
Strukturen til en smart factory
Den grunnleggende strukturen til en smart factory kan grovt oppsummeres i tre trinn:
De tre viktigste prosedyrene som utgjør en smart factory
- Datainnsamling: Kunstig intelligens og moderne databaseteknologier gjør det mulig å kurere og anskaffe ulike sett med nyttige data på tvers av virksomheten, forsyningskjeden og verden. Ved hjelp av sensorer og gateways, tillater Industrial Internett of Things (IIoT) tilkoblede maskiner å samle data inn i systemet. Gjennom utallige andre dataportaler kan AI-drevne systemer kompilere datasett relatert til ytelse, markedstrender, logistikk eller andre potensielt relevante kilder.
- Dataanalyse: Maskinlæring og intelligente forretningssystemer bruker avanserte analyse- og moderne dataadministrasjonsløsninger for å gi mening om alle de ulike dataene som er samlet inn. IIoT-sensorer kan varsle når maskiner trenger reparasjon eller service. Markedsdata og driftsdata kan sammenstilles for å oppdage muligheter og risikoer. Arbeidsflyteffektivitet kan studeres over tid for å optimalisere ytelsen og automatisk korrigere som garantert. Faktisk presenterer datasettene som kan sammenlignes og analyseres en nesten uendelig mulighet for kombinasjoner for å informere digital fabrikkoptimalisering og forsyningskjedeprognoser.
- Intelligent fabrikkautomatisering: Når datainnsamlingen og analysen har funnet sted, etableres det arbeidsflyter og instruksjoner sendes til maskinene og enhetene i systemet. Disse anordningene kan være innenfor fabrikkens fire vegger eller langt unna i logistikk- eller produksjonslenkene i forsyningskjeden. Smarte arbeidsflyter og prosesser overvåkes og optimaliseres kontinuerlig. Hvis en nyhetsrapport advarer om en pigg i etterspørselen etter et bestemt produkt, kan 3D-skriverarbeidsflyter instrueres til å rampe opp produksjonsprioriteten for den varen. Hvis en forsendelse av råvarer er forsinket, kan lagerbuffere settes i rotasjon for å eliminere eventuelle avbrudd.
Fordeler med en smart factory
Mange bedrifter har gjort det med forsyningskjedeoperasjoner og systemer som i utgangspunktet ikke har endret seg på flere tiår. Men med forbrukernes forventninger og økonomiske usikkerhet til enhver tid høye, trenger forsyningskjedeansvarlige løsninger som kan gi målbare og betydelige fordeler – og som kan bringe det raskt. Ifølge Forbes Magazine hadde bare 43 prosent av produsentene i 2017 smarte fabrikkinitiativer i gang. I 2019 var det 68 prosent av dem som gjorde det. For bedrifter som investerer i digital transformasjon og smarte fabrikkløsninger, er det potensial for betydelige forretningsfordeler, blant annet:
Productivity and efficiency: Throughout its history, manufacturing has primarily been about reacting – looking at an event or a trend that has already happened and then trying to steer the business in a different direction after the fact. Smart factory technologies are designed to reduce the need for reactive practices and move supply chain management into a more resilient and responsive mode. The use of predictive analytics and Big Data analysis allows for optimized processes to be identified and put in place. Just-in-time-beholdningsstyring, nøyaktig etterspørselsprognose og bedre hastighet på markedet er noen av effektivitetsfordelene som smarte fabrikker leverer. Utviklet av digitale innsikter er også folk som jobber i smarte fabrikker i stand til å effektivisere sin innsats, og legge til den generelle produktiviteten i driften. In their 2019 smart factory study, Deloitte tells us that “Companies report up to 12% gains in areas like manufacturing output, factory utilization, and labor productivity after they invested in smart factory initiatives. Moreover, manufacturers with smart factories will likely surpass traditional factories with 30% higher net labor productivity by 2030.”
Bærekraft og sikkerhet: Forbrukerne er i økende grad villige til å bruke litt mer på produkter de vet er hentet inn og produsert ved hjelp av sosialt og miljømessig ansvarlige metoder. Moderne smarte fabrikkteknologier gjør det enklere enn noensinne for bedrifter å identifisere og implementere muligheter for mer grønn, trygg og sosialt ansvarlig produksjonspraksis. Digitale innovasjoner som blokkjede- og RFID-sensorer kan brukes av smarte fabrikkledere for å sikre ugjenkallelig opphav og kvalitetskontroll av alle materialer og forsyninger – som kommer fra selv de fjerneste lenkene i forsyningskjeden. Og nærmere hjemmet rapporterer International Society of Automation at roboter og automatiserte enheter kan bidra til å redusere eller eliminere tre av de fem ledende årsakene til skader på arbeidsplassen.
Produktkvalitet og kundeopplevelse: I likhet med barnas telefonspill, hadde tradisjonelle produsenter ofte en vanskelig tid på å sikre at direktivene deres ble nøyaktig mottatt og etterfulgt av de lavere nivåene av leverandører og produsenter i deres forsyningskjeder. I den smarte fabrikken gir skyforbindelse og ende-til-ende-synlighet i smarte fabrikker sanntidsinnsikt og anbefalinger til alle nivåer av produksjonsprosessen. Muligheten for rask tilpasning og respons på skiftende trender betyr at produktene er tett oppdatert med kundenes ønsker. Avansert analyse av systemdata oppdager raskt svakheter eller områder for forbedring. Dette fører til økt konkurranseevne i markedet, bedre produktanmeldelser og færre kostbare returer eller tilbakekallinger.
Smarte fabrikkteknologier
Smarte fabrikkteknologier er svært smidige. Som digitale transformasjonsinitiativer ramper opp i en virksomhet, er det nesten uendelige muligheter for å skalere, endre og tilpasse seg etter behov.
Nettskytilkobling: Enten det er offentlige, private eller hybride, er skyen kanalen som alle data og informasjon flyter gjennom, på tvers av en smart factory. Forretningsomfattende og global skytilkobling sikrer at hvert område av virksomheten opererer med sanntidsdata, og at det er umiddelbar synlighet i alle tilkoblede ressurser og systemer i forsyningskjeden.
Kunstig intelligens: Operative systemer som bruker integrerte AI-teknologier har hastigheten, kraften og fleksibiliteten til ikke bare å samle inn og analysere ulike datasett, men også for å gi sanntidsinnsikt og responsive anbefalinger. De automatiserte prosessene og intelligente systemene i en smart factory optimaliseres kontinuerlig og informeres av kunstig intelligens.
Maskinlæring: En av de mest verdifulle fordelene maskinlæring gir til den smarte fabrikken er dens kapasitet for avansert prediktivt vedlikehold. Ved å overvåke og analysere produksjonsprosesser kan det sendes ut varsler før systemfeil oppstår. Avhengig av situasjonen, kan automatisert vedlikehold finne sted eller, om nødvendig, menneskelig intervensjon kan anbefales.
Store data: Robuste og store datasett gjør det mulig for prediktive og avanserte analyser å finne sted i en smart factory. Bedrifter har lenge forstått den strategiske verdien av Big Data, men har inntil nylig ofte manglet de systemene som er nødvendige for å gjøre meningsfull bruk av det. Digital transformasjon i forsyningskjeder og smarte fabrikker har åpnet opp en verden av potensial for bedrifter til å optimalisere og innovere ved hjelp av Big Data innsikt.
Industrielt Internett of Things (IIoT): I en smart factory, når enheter og maskiner er utstyrt med unike identifikatorer og muligheten til å sende og motta digitale data, utgjør de et IIoT-nettverk. Moderne maskiner kan allerede ha digitale portaler, men selv tiår gamle analoge maskiner kan utstyres med IIoT gateway enheter for å bringe dem opp til hastighet. I hovedsak, data sendt fra enheten rapporterer om sin status og aktivitet, og data sendt til enheten styrer og automatiserer sine handlinger og arbeidsflyter.
Digitale tvillinger: En nøyaktig, virtuell kopi av en maskin eller system blir dens digitale tvilling. Det gir maksimal innovasjon og kreativitet med minimal operasjonell risiko. En digital tvilling kan skyves til sin grense, rekonfigureres på flere virtuelle måter, eller testes for kompatibilitet i et eksisterende system – alt uten noen gang å pådra seg risiko eller ressurssvinn i den fysiske verden.
Additiv utskrift: Også kjent som 3D-utskrift, gjør det det mulig for smarte fabrikker å bruke intelligent automatisering for behovsstyrt produksjon. Dette er spesielt viktig i tider med uventet avbrudd i forsyningskjeden eller plutselig produktetterspørsel. Men selv når det er virksomhet som vanlig, kan virtuelle beholdninger i stor grad minimere risiko og avfall ved å tillate just-in-time produksjon.
Virtuell virkelighet (VR) og utvidet virkelighet (AR): I 2019 beskrev Assembly Magazine noen av applikasjonene til VR-wearables i den smarte fabrikken som «å kunne knytte sammen miljøforhold, beholdningsnivåer, prosesstilstand, monteringsfeildata, utnyttelse og gjennomstrømningsmålinger på en kontekstavhengig måte (hvor du ser eller går).» Denne oppslukende sensoriske opplevelsen lar brukerne forsterke sine naturlige sanser med sanntidsdata fra alle steder eller tidspunkter - for å gi uhindret bevissthet om fabrikkstatus.
Blockchain: Heldigvis, etter hvert som smarte fabrikkteknologier går videre, holder sikkerhetsløsninger tritt med dem. Blockchain har mange applikasjoner i forsyningskjeden, fra å skape «smarte kontrakter» med leverandører til sporing av vareopprinnelse og håndtering på tvers av forsyningskjeden. I smarte fabrikker er blockchain spesielt nyttig for å administrere tilgang til tilkoblede eiendeler og maskiner over hele virksomheten - å beskytte sikkerheten til systemet og nøyaktigheten av registreringer som oppbevares av disse enhetene.
Moderne database: In-memory-databaser og moderne ERP-systemer er "hjernen" bak Industri 4.0 og alle smarte fabrikk- og intelligente forsyningskjedeløsninger. Legacy, diskbaserte databaser blir presset – ofte langt utenfor deres grenser – for å holde tritt med den komplekse dataadministrasjons- og analysefunksjonaliteten som trengs for å kjøre smarte fabrikker og moderne forsyningskjeder.
Oppnå smart factory transformasjon
2020 tok i bruk enorme forstyrrelser og operasjonell risiko for bedrifter rundt om i verden. Før COVID-19, en 2019 Deloitte-undersøkelse av over 600 ledende ledere i produksjonssektoren rapporterte at 86% trodde at i de neste fem årene, "Smart fabrikk initiativer vil være den viktigste driveren for produksjon konkurranseevne." I dag har digital transformasjon og modernisering av forsyningskjeden endret seg fra langsiktige mål til presserende og umiddelbare prioriteringer for bedrifter som er fast bestemt på å innovere og konkurrere.
Hvordan du starter din smarte fabrikktransformasjon vil avhenge av hvor du er nå, og hvilke prosesser som er de mest kritiske for din virksomhet. En innledende systemrevisjon vil hjelpe deg med å analysere og ta beholdning av eksisterende prosesser, eiendeler og forretningssystemer. Før du kan begynne å automatisere arbeidsflyter og produksjonsprosesser, må du vurdere hvordan de ser ut i dag.
I begynnelsen av din digitale transformasjonsreise er det også viktig å huske at den "smarte" i en smart fabrikk kommer fra sin avanserte dataanalyse og datahåndteringskapasitet. En moderne database og et robust ERP-system er hjernen bak en smart fabrikk. De støtter den avanserte funksjonaliteten som driver systemet. En viktig faktor i suksessen til enhver smart fabrikktransformasjon vil være evnen til eksisterende forretningssystemer til å administrere Big Data og integrere teknologier som AI, maskinlæring og avanserte analyser.
Til slutt, en av de beste tingene om smart fabrikktransformasjon er at for å være effektiv, trenger det ikke å skje alt på en gang. Det krever heller ikke at eksisterende forretningsaktiviteter avbrytes eller stoppes midlertidig. Hvert initiativ en bedrift tar for å modernisere og optimalisere sine digitale systemer vil bringe dem et skritt nærmere en fullt integrert smart factory. I tillegg samler og analyserer smarte fabrikkteknologier data av sin natur. Dette betyr at virkningen og avkastningen på eventuelle nye digitale teknologier – fra installasjonstidspunktet – kan måles og vurderes.
Utforsk Industri 4.0-løsninger
Opplev fordelene med produksjon og digital forsyningskjede transformasjon.
Ideer du ikke finner noe annet sted
Registrer deg for en dose Business Intelligence levert rett til innboksen din.