Организация современного производства требует объединения новых производственных структур с уже имеющимися автоматизированными системами ключевых процессов, и подразумевает радикальную цифровизацию.
Постоянная эволюция рынка вынуждает многие компании перестраивать производственные стратегии и политики. Предприятия, использующие более традиционные системы автоматизации, уже давно искали экономически выгодные способы сократить время простоев и создать безопасную рабочую среду, применяя для этого мобильные автоматизированные управляемые транспортные средства и коллаборативных роботов. Кроме этого, предприятия стремятся максимально реализовать потенциал Big Data, полученных в рамках внедренного в экосистему предприятия IoT, который впоследствии превратился в IIoT и состоит из подключенного к Интернету оборудования и платформ расширенной аналитики, выполняющих обработку данных, получаемых от подключенных устройств.
Для максимально эффективного управления технологическими и производственными процессами в реальном времени, необходимо повышать компетентость экосистемы IIoT в управлении всеми вспомогательными процессами, ресурсами и активами компании.
Понятие «умной фабрики» подразумевает, что все производственные процессы должны быть интегрированы, проверены и проанализированы. С применением предикативного анализа, это позволит информировать персонал о необходимости ремонта технологического и производственного оборудования и таким образом снижать вероятность непроизводительных простоев линий предприятия.
Идеальный вариант автоматизированной системы - это виртуальная среда для развертывания автоматизации новых процессов, тестирования ПО и проектирования. Такой подход значительно сокращает время запуска производственных линий.
Хороший пример эволюции предприятия - внедрение автономных мобильных роботизированных транспортных средств и автоматически управляемых тележек. Они используют современные навигационные технологии и безопасно работают в общей среде с персоналом цехов предприятия.
Радикальная автоматизация
Автоматизации ключевых процессов на производстве скоро будет недостаточно. Но путь дальнейшей оптимизации сопряжен с рядом определенных проблем. Помимо новых продуктов, потребители ожидают персонализации, что требует освоения более коротких циклов производства для частой смены продуктов. Кроме того, результатом изменения потребительского спроса становится рост ожиданий и к компетенциям сотрудников.
Квалифицированных кадров не хватает, автоматизация и роботизация процессов, позволяющая заменить недостающие кадры машинами – уже не инновация, а актуальная потребность для производителя. Необходимость расширять сферу автоматизации и приводит к концепции радикальной автоматизации.
Автоматизация на предприятии должна быть целостной и включать в себя все сферы бизнеса и ресурсы производства, которые в итоге объединяются в одну коммуникационную экосистему. Модернизация предприятия при этом теперь рассматривается через автоматизацию процессов, что ранее игнорировалось или откладывалось на потом.
Исключение людей из производственного процесса – не цель модернизации. Создание «умного» производства – это сотрудничество между человеком и машиной, оптимизация только тех процессов, для которых это экономически оправданно, то есть тех, где человек не нужен уже сейчас, или не будет нужен в будущем (особенно если речь идет о работе, сопряженной с риском для здоровья – вредные условия и повышенная опасность).
Как показывает история, радикальной автоматизации предшествуют определенные структурные причины. Возможно, учитывая необходимость успевать за постоянно меняющимися тенденциями и процессами, будет постоянный дефицит квалифицированных производственных кадров с прежней ментальностью. Новое поколение, которое уже привыкло к современным электронным гаджетам, не захочет работать как раньше, у станка.
Уникальные способности человека делают его важным, если не самым важным, активом предприятия, наравне с оборудованием и зданиями. Зачастую квалифицированные кадры действительно решают все, особенно там, где автоматизация экономически невыгодна, или если речь идет о диспетчеризации. Кроме того, повышение квалификации персонала при одновременной популяризации автоматизации и робототехники позволяет лучше использовать кадровый потенциал в других областях.
С этой точки зрения, радикальную автоматизацию следует воспринимать с двух сторон. С одной – это вовлеченность в автоматизацию процессов. С другой – более широкое понятие того, какие процессы могут и должны быть автоматизированы.
Выход из зоны комфорта
Успехи традиционной автоматизации привели к разработке технологий радикальной автоматизации с применением IoT. Тем не менее, являясь новым направлением, подход к цифровизации процессов на производстве нужно рассматривать со стороны выгоды и рисков.
Руководители предприятий, на которых уже достигнуты результаты, соответствующие текущему спросу, за счет автоматизации ключевых процессов, или недостатки которых еще не настолько существенные, чтобы инвестировать в новые области, уже сейчас должны задуматься о выходе из зоны комфорта. Следует понимать, что в долгосрочной перспективе успешное развитие компании и ее позиции на рынке будут прямо зависеть от автоматизации вспомогательных процессов через экосистему IoT.
Роль роботизированного транспорта
Внедрение системы автономного роботизированного транспорта, навигация которого будет учитывать потребности производства, поможет достичь нового уровня качества обслуживания в сфере автоматизации внутренних логистических процессов. Когнитивный анализ на основе машинного обучения и искусственного интеллекта позволяет этим системам принимать независимые решения в реальном времени и адаптировать процессы производства под каждую конкретную ситуацию самостоятельно, без участия оператора.
Подобные роботы способны взаимодействовать с конфигурацией внутреннего размещения цехов в пространстве, которая дает полную картину текущего состояния движущихся объектов. Это позволяет проводить точный анализ трафика и дальнейшую оптимизацию, связанную с другими развертываемыми стационарными средствами и элементами системы управления работой персонала на производстве.
Суть «умной» фабрики – системы, расширяющие сферу компетенции. Возможность быстрого внедрения и гибкость автономного роботизированного транспорта – это большое преимущество, но в то же время и ожидание рынка. Кроме того, новые системы безопасности позволяют роботам напрямую взаимодействовать с людьми, поэтому необходимость в разделении производственных и складских помещений понемногу уходит в прошлое.
Реконфигурация производства
Поскольку потребительский рынок уже перенасыщен, цифровизация новых областей производства и использование инноваций поможет расширить присутствие компании на рынке. Новые ожидания и привычки клиентов вынуждают производителей повышать не только качество, но и скорость производства, а вместе с этим и гибкость управления производством.
Модель автоматизации только ключевых производственных процессов уже давно устарела в гонке потребительских трендов. Жесткий рынок поставок приносит все больше ограничений, нежели возможностей для развития, что приводит к созданию новых решений, таких, как производство с возможностью его реконфигурации (полиморфное производство), целью которого является расширение ключевых производственных процессов через создание дополнительных позиций или целых производственных линий в виртуальном или реальном пространстве.
В этой системе новые участки производства могут обслуживаться коллаборативными роботами и автономным роботизированным транспортом, которые «видят» производственную линию. Итог подобного современного подхода – создание гибкого производства того или иного продукта, с более коротким циклом освоения и возможностью частой смены производства.
Что ожидать от технологических интеграторов
Эксперты рынка IIoT прогнозируют, что обрабатывающая промышленность станет одним из лидеров в использовании технологий IoT. Сбор и интеллектуальный анализ данных – ключ к автоматизации и синхронизации производства, а также к сокращению затрат на ремонт за счет предотвращения возможных сбоев и повышения безопасности.
Очень важно иметь четко определенную бизнес-цель, которую сможет поддержать специалист по внедрению IoT или Big Data. Только в этом случае компания сможет создать информационную экосистему, которая будет включать системы предприятия и окружающую среду. Несмотря на то, что существует множество способов организации подобного сотрудничества (например, консалтинг), в их основе лежит ответственность за процесс как услуги (PRaaS, process responsibility as a service), в рамках которой стороны внедряют общие показатели эффективности. Это и есть наиболее предпочтительная и эффективная модель сотрудничества.
