Каждый аналитический отчет по Industry 4.0 или Smart Factory упоминает примеры и кейсы новых технологиях. Зачастую они не совсем релевантны духу 4.0, показывая обычную эволюцию 3.0 – например, более продвинутую обработку данных с применением традиционных методов.

В этом обзоре мы приводим ряд примеров и попытаемся разобраться, в чем же настоящие, ключевые отличия 4.0 в промышленности.

Подобный анализ критически важен с точки зрения выработки стратегий движения, где мы рассматриваем в Украине 2 главных сценария. Либо украинская промышленность стоит в хвосте очереди на внедрение новых технологий, этот процесс длится годами, и в результате мы продолжаем внедрять  изначально устаревшие технологии; либо мы сразу берем лучшие методы и технологии (4.0) и ускоряем все процессы по их внедрению. Первый сценарий сегодня доминирует во всех областях промышленных АСУ – ИТ и он обусловлен рядом факторов, прежде всего, вторичной ролью ИТ-АСУ по отношению к инвестициям в основные фонды.

Смогут ли участники движения «Индустрия 4.0» переломить эту тенденцию и навязать рынку второй сценарий и как это сделать – ключевые вопросы для рассмотрения.  Поэтому глубокое понимание того, в чем различия 4.0 и «все что было раньше» принципиально важны для всех инноваторов с точки зрения критической оценки своего нынешнего положения и перспектив роста.

Примеры ниже составлены по ряду источников, полный перечень которых приведен в конце статьи. Они также разбиты здесь по 4-м категориям и драйверам ценности – последнее является ключевым для понимания того, где ввод новых технологий приводит к существенным изменениям финансово-экономических показателей.

 

Разработка новых продуктов. Инновации.

Краудсоурсинг помогает находить лучшие идеи

Для ускорения инноваций General Electric (GE) хотел вовлечь в новые инициативы по Smart grid все заинтересованные стороны, включая клиентов – существующих и будущих, а также свой инженерный персонал. GE запустил проект по сотрудничеству в направлении краудсоурсинга стоимостью в 200 млн долларов. В результате они получили более 3 тыс идей по новым сетевым решениям в энергетике – от модернизации до лучшего использования электроэнергии. Инструментом служила онлайн платформа, где участники могли видеть идеи и голосовать за них. 5 лучших идей были отобраны инженерами GE по критериям реализуемости и внедрены в корпоративные программы. Подобным образом, используя концепт краудсоурсинга, Boeing внедрил виртуальную платформу для коллаборативной разработки новых самолетов. Они собрали коллективную экспертизу с более чем 100 компаний, чтобы вместе – через онлайн и офлайн собрания, – наработать лучшие идеи и создать 787 Dreamliner, который стал более эффективным по стоимости и потреблению топлива. (4)

 

Виртуальное протопирование (prototyping), методы Agile и  тестирование через симуляторы

Samsung использовал виртуальное  протипирование для построения новых гибридних систем преобразователей и в результате улучшил производительность разработки более чем на 50%.

Bombardier Aerospace поставил задачу лучше отслеживать производственный процесс и сократить количество ошибок. Компания создала цифровую модель завода и  оценила сценарии разработки и производства до того, как началось реальное строительство и поставка оборудования. Цифровые модели 3D были разработаны с фокусом на задачах оптимизации загрузок по участкам,  определения лучшего ритма производства и обеспечения персоналом. Симуляция позволила сократить размеры нового завода до 50% по сравнению к предыдущим стандартам. А также значительно сократить стоимость, улучшить производительность и качество через обнаружение узких мест и источников ошибок.  (3)

 

Производство

Наличие полных  данных с полевого уровня 

Золотодобывающая компания из ЮАР внедрила другой тип датчиков, с которых начала получать больше данных. Эти новые данные показали некоторые неожиданные флуктуации кислорода в главном технологическом процессе выщелачивания. Устраняя эту проблему компания достигла рост годового производства на 3.7% что означает дополнительный доход в 20 млн долларов. (5)

Emerson в отчете (3) предоставляет несколько интересных кейсов с использованием беспроводных датчиков различного типа. Нефтеперерабатывающий завод Ergon внедрил акустические беспроводные датчиков на паропроводах, что в результате позволило значительно снизить потери пара и окупить систему буквально за несколько месяцев. В другом примере внедрение на предприятии smart sensors для задач мониторинга газа имело срок окупаемости в 5 месяцев, ROI составил 271%.  (2)

 

Продвинутая аналитика данных в реальном времени

GE’s Global Research Center применяет аналитические методы, позволяющие  использовать «электрическую подпись» установленного оборудования вместо традиционных методов диагностики. Эти методы не только обнаруживают наличие сбоев  и их критичность в электрических сетях, но также позволяют установить причины механических поломок. Например, когда есть проблема с подшипниками коробки передач, эти методы применяются к совокупности  сигналов из датчиков, включая вибрацию, аудио и электрические сигналы. Подобная методика, в основе которой лежит продвинутая аналитика различных данных, позволяет точнее и раньше обнаруживать поломки по сравнению, например, с обособленными методами, как аналитика вибраций. Сегодня подобные подходы уже применяются для дорогих видов оборудования, но в будущем и с применением Интернета вещей они будут применяться для различных типов, а также для лучшего понимания состояния общей работоспособности сложных систем. (3)

 

Прозрачность, полная картина и управление производством в реальном времени

Cascade, крупнейший производитель изделий из бумаги, картона и текстиля, решил сделать апгрейд существующей MES системы, исходя из новых, более высоких требований и доступности данных в реальном времени.  Требовалось выйти на архитектуру, поддерживающую любой тип машин и сделать коммуникации совершенно прозрачными по всем производствам и на различных предприятиях группы. Платформа KepServerEX от Kepware оказалась удачным решением, отвечающим этим требованиям и легкой в масштабировании. Сегодня Cascade поддерживает прозрачные коммуникации по всем 17 заводам, нескольким десяткам бумагоделательным машин и почти 90 линий переработки – и это всего с одной платформой ПО. В основе платформы – поддержка стандарта ОРС и более 150 протоколов, что позволяет обмениваться данными с любой из машин на производстве, где установлены почти 500 ПЛК. В результате, Cascade улучшил показатели операционной эффективности на 5% и  обеспечил основу для будущего простого масштабирования своих новых систем. (2)

 

Предиктивное обслуживание и рост эксплуатационной готовности

Предиктивное обслуживание – один из топовых трендов в теме управления активами и это настоящий драйвер ценности в течении  последних 20 лет. Accenture говорит, что реализация этих методов на технологиях 4.0 дает сокращение затрат до 12% (и по сравнению с планово-предупредительными  ремонтами), сокращения общей стоимости обслуживания до 30% и сокращения поломок и  аварий до 70%. Например, ведущая сервисная компания по водоканалам в Великобритании Thames Water использует датчики, аналитику и  данные в реальном времени для того, чтобы упреждать сбои и более быстро отвечать на критические ситуации, как утечки, прорывы или предупреждать об погодных изменениях.

Apache Corporation, ведущая нефтегазо-добывающая компания использует подобный подход для мониторинга насосных станций. Руководители компании говорят, что улучшение их доступности на 1%  означает рост добычи нефти на дополнительные 19 миллиардов долларов в год.  (3)

 

Digital supply chain management

Мировой лидер в области  электротехники и промышленной автоматизации АВВ имеет уже много наработок в области 4.0 и обосновал свое видение в собственной концепции Internet of Things, Services and People. Одна из инициатив АВВ в этой области касается задач выравнивания, лучшей адаптируемости и гибкости в цепочке поставок. Компания хотела также улучшить прозрачность во внешних закупках. Внедренная архитектура eSMART представляет собой платформу сотрудничества, которая позволяет прорабатывать быстрые инсайты в структуру издержек. Результаты – прозрачность выросла на 90%, а лучшая аналитика и способность прогнозирования дали прирост в показатели производительности на 10%. (3)

 

Маркетинг – Продажи – Сервис. Связь с потребителем.

Более глубокая и продвинутая аналитика может драматически улучшить разработку новых продуктов. Известный авто-производитель использует данные с онлайн системы заказов вместе с покупкой других данных для того, чтобы определить готовы ли потребители платить высокую цену. Обладая этими знаниями, он сократил опции на одной модели до 13,000— на три порядка меньше, чем конкурент предлагающий 27,000,000. Время разработки и производства также драматически сократилось, а маржа выросла на 30% в течении 24 месяцев (6).

 

Новые бизнес- модели

Все аналитики отмечают, что технологии 4.0 – это не просто новые технологии или эволюция старых. Это «новые подходы и новые видение к тому, как производить продукты, как управлять активами и как в целом вести бизнес. Многие компании только начинают это понимать, и это совсем непросто для многих промышленных и сервис-ориентированных секторов», – говорит отчет Accenture (5). Примеры Bosch Rexroth, CLAAS GmbH, General Electric, Michelin, Virtual Radiologic Corp., ZF Friedrichshafen AG, многих других компаний, ну и конечно же, Google, Apple или Amazon являются наиболее цитируемыми  в контексте изменения бизнес-моделей. Примеры ниже наглядно показывают как диджитал платформы изменяют ценность от чистого производства в сторону информационных и других сервисов (3)

Новые информационные сервисы продают данные и  инсайты или  управляют рынками, которые продают эти данные. Сервисы оборудования продают операции по продуктам, оптимизируют операции по использованию или продают сам продукт как сервис, или вводят новую модель оплаты за результат (использование), а не сам продукт.

 

***********

Эти примеры только крупица из того, о чем пишут ведущие эксперты и мировые агентства. Важно здесь также то, что речь в этих примерах не о далеком будущем, а о реальных фактах и достижениях уже сегодня. Показательный в этом контексте и тот факт, что, несмотря на признание «пробок» и ограничений нынешних архитектур систем управления, большинство ведущих брендов заявляет, что особых проблем в организации информационных обменов между умными устройствами в пределах предприятия нет.

Мы видим на поверхности главные вещи, – назовем их «аксиомами 4.0»

1. 3 главных, технологических кита: 

a. доступность везде полных, цифровых данных – и это зависит больше от наличия на производствах smart devices, чем от возможностей сетевых архитектур

b. продвинутая аналитика – количество здесь превышают добрый десяток методов и понятен тренд в сторону машинного обучения и предиктивных моделей

c. картина бизнеса в реальном времени – с доминированием тренда MES/MOM

2. Устранение «пробок» и несоответствий, полная интеграция по вертикали (АСУТП – ERP)  и горизонтали (цепочка создания ценности) предприятия. В цепочке ценности мы говорим об снижении, если не полном исчезновении барьеров между процессами Связи с потребителем (маркетинг-продажи), Разработками, Производством, Логистикой, Сервисом.

3. Изменение бизнес-моделей – значительно возрастает роль R&D и Сервисных процессов. Знаменитый generic smile, где R&D и Сервисы имеют самую высокую добавленную ценность рулит этим движением, а диджитал инструменты играют главную роль в этих изменениях. Все это приводит к гораздо лучшей эффективности R&D, что в свою очередь позволяет значительно ускорить процессы по разработке новых продуктов.

Где мы находимся по отношению к этим «аксиомам», и каковы наши вызовы, – поговорим об этом в следующей части этого обзора.

 

Источники информации:

  1. Becoming The Factory of the Future, MicroScan, 2015
  2. 2016 Digital Report IIoT
  3. Driving Unconventional Growth through IIoT, Accenture
  4. Industry 4.0. Challenges and solutions for digital transformation. Delloite, 2014
  5. Industry 4.0 After the initial hype. Where manufacturers are finding value and how they can best capture it, McKinsey, 2016.
paulzp
Нет Комментариев

Коментувати

Коментар
ім’я
Email
Web-cайт:

Підпишіться на новини руху 4.0