Przemysł przetwórczy przechodzi właśnie okres głębokich zmian, naznaczony gwałtownym, napędzanym technologią wzrostem produktywności. W tym artykule przyjrzymy się, jak firmy próbują dziś w praktyce stosować nowe technologie, aby zwiększać produktywność i wydobywać przewagę konkurencyjną ze swoich linii produkcyjnych.
Już ostatnie lata pokazały, jak ważne dla przemysłu przetwórczego są produktywność i efektywność. W świecie przerwanych łańcuchów dostaw, spadków popytu, niepewności gospodarczej i niedoboru pracowników producenci mierzą się z bezprecedensową liczbą nieobsadzonych stanowisk, a jednocześnie muszą walczyć z cyberzagrożeniami. Do tego bardziej niż kiedykolwiek muszą uwzględniać aspekty środowiskowe i społeczne przy rosnącej presji ze strony konsumentów, organizacji branżowych i urzędów. Jedynym wyjściem z tej opresji jest według firmy doradczej Deloitte pełne wdrożenie technologii cyfrowych.
Manufacturers looking to capture growth and protect long-term profitability should embrace digital capabilities from corporate functions to the factory floor.
Deloitte.
Podsumowując: gdy chodzi o to, jak poprawić produktywność w przemyśle wytwórczym, decydującą rolę odgrywa oprogramowanie. Poniżej kilka możliwości, które możesz zastosować we własnej linii produkcyjnej.
Usprawnione przebiegi pracy i automatyzacja
Dzięki nowoczesnym technologiom i oprogramowaniu można automatyzować przebiegi i ułatwiać pracę. Na przykładzie linii montażowej takie usprawnienie mogłoby wyglądać następująco:
- Pracownik przy linii nie wpisuje już mozolnie kodu każdej części do komputera – kody części są odczytywane automatycznie skanerem kodów kreskowych albo, jeszcze prościej, czytnikiem RFID. Jeszcze więcej automatyzacji dałoby jednoczesne generowanie znacznika czasu w czasie rzeczywistym przez system lokalizacji indoor, aby pracownik przy linii nie musiał monotonnie powtarzać tych samych kroków.
- Automatyczne zakładanie pozycji zamówień, które są automatycznie domawiane, gdy tylko stan magazynowy spadnie do określonego minimum.
- Prace stale się powtarzające, a wymagające wysokiej precyzji, jak spawanie, lakierowanie czy polerowanie, już dziś przejmują roboty. Do montażu coraz śmielej wkraczają coboty (roboty współpracujące).
Manufacturing Execution System, w skrócie MES, to w najprostszej formie narzędzie, którym firmy produkcyjne śledzą i nadzorują swoje maszyny, surowce i towary. Ponieważ oprogramowanie MES jest zintegrowane bezpośrednio z maszynami i instalacjami w produkcji, dane są zbierane w czasie rzeczywistym, co pozwala dokładnie śledzić przebieg produkcji.
Dane zebrane przy linii produkcyjnej są podstawą wglądu w poszczególne operacje w produkcji – dają obraz wykorzystania zasobów, czasów przejścia w produkcji i harmonogramów. Otrzymujesz w ten sposób proces w każdej chwili dokładnie kontrolowany i nadzorowany, którego poszczególne kroki są tak ułożone, że każdy produkt powstaje dokładnie według założeń.
Prosty przykład: w maszynie mają zostać zamocowane trzy części. Maszyna „oczekuje” dokładnie tych trzech części i „wie”, gdzie mają trafić. Nie wystartuje, dopóki trzy części rzeczywiście nie zostaną włożone, a – co w praktyce jeszcze bardziej prawdopodobne – ruszy dopiero wtedy, gdy wszystkie części będą właściwie ustawione.
Włączenie wszystkich pracowników
Wyobraź sobie, że Twój dział sprzedaży nie dysponuje tak kluczowymi dla firmy informacjami, jak aktualny stan magazynowy, historia zamówień klienta czy czasy realizacji produktu. Twoja firma mogłaby przez to przegapić cenne okazje sprzedaży! Chcemy przez to powiedzieć: aby pracować produktywnie, Twoi pracownicy potrzebują dostępu do ważnych biznesowo informacji oraz do informacji całego zespołu. Regularnej ocenie i optymalizacji podlega przecież nie tylko linia produkcyjna; ciągle doskonalić trzeba także procesy pracy ludzi w fabryce i poza nią. Pod tym względem dobrze działający system Enterprise Resource Planning (ERP) to z pewnością dobry początek.
W przeciwieństwie do MES, który koncentruje się na zarządzaniu produkcją, oprogramowanie ERP jest nastawione na planowanie, sterowanie i administrowanie procesem tworzenia wartości w firmie – na czas i zgodnie z potrzebami. Systemy ERP można wykorzystywać do następujących zadań:
- Z ERP masz dostęp do wszystkich danych operacyjnych firmy w jednym systemie.
- Systemy ERP nie są wprawdzie podłączone bezpośrednio do maszyn, ale zbierają z nich informacje, aby upewnić się, że pracują one tak, jak zdefiniowano w odwzorowanych procesach tworzenia wartości.
- Systemy gospodarki materiałowej dają przegląd surowców, aby móc je odpowiednio przydzielać i osiągać najwyższą możliwą produktywność i efektywność kosztową. Ma to zagwarantować, że wszystkie materiały potrzebne do wytworzenia wyrobów i komponentów będą dostępne we właściwym miejscu, we właściwym czasie i we właściwej ilości.
Pamiętaj: różnicę robią nie same dane. Dane stają się informacjami dopiero wtedy, gdy Twoi pracownicy mają do nich dostęp i mogą ich używać we właściwym kontekście.
Business Intelligence i Process Data Mining – jak wykorzystać dane z produkcji
W procesach produkcyjnych powstają ogromne ilości danych, które dają szerokie spektrum wniosków – jeśli wiadomo, gdzie patrzeć i czego szukać. Analiza danych generowanych w zdigitalizowanej linii montażowej pozwala odkrywać zarówno nowe możliwości, jak i ryzyka. Analiza predykcyjna może pomóc np. w planowaniu zapasów, ograniczaniu odpadów i prognozowaniu popytu. Wyzwanie nie jest małe. Mówimy o kilkudziesięciu, a nawet kilkuset gigabajtach danych dziennie. Do analizy tak potężnych wolumenów nawet doświadczony ekspert potrzebuje oprogramowania Business Intelligence (BI).
- Narzędzia BI dostarczają informacji o bieżących trendach i wydajności w poszczególnych obszarach, dzięki czemu producenci widzą, gdzie tkwi jeszcze potencjał poprawy.
- Ponadto ukierunkowane stosowanie narzędzi BI pozwala dostawcom rozpoznawać nowe szanse rynkowe, co z kolei pomaga w podejmowaniu decyzji o zmianach w projektowaniu produktów.
- W połączeniu z fachową wiedzą i doświadczeniem analityków oprogramowanie może na tej podstawie kategoryzować dane w czasie rzeczywistym – tak aby Twoja firma mogła skupić się na tworzeniu realnie uchwytnych wartości, zamiast tonąć w śmietniku danych.
Jak poprawia to produktywność? Analityka danych dla produkcji to jedyna droga, aby przekształcić potężne ilości danych w użyteczne wnioski. Możesz przygotować interaktywny dashboard ustawiony przy linii montażowej albo tworzyć dynamiczne raporty i udostępniać je wszystkim uczestnikom procesu.
Jeśli chcesz zobaczyć przykład wykorzystania cyfrowego modelu firmy w projektach BI, przeczytaj ten artykuł: Diagram Sankeya – zalety dla planowania layoutu
Lepsze utrzymanie ruchu i krótsze przestoje
Nawet w najmniejszej linii produkcyjnej jest mnóstwo ruchomych części i złożonych urządzeń, które trzeba regularnie kontrolować i konserwować. Nieoczekiwana awaria maszyny powoduje spadek wydajności całego systemu, a w najgorszym razie kosztowne przestoje.
Aby uniknąć tego koszmaru, prowadzi się proaktywne utrzymanie ruchu. Dzięki połączeniu oprogramowania do utrzymania ruchu z czujnikami Twój zespół otrzymuje pełny przegląd wydajności każdego składnika majątku w fabryce – aż do poziomu pojedynczych podzespołów. A gdy tylko oprogramowanie stwierdzi, że z jakimś elementem coś jest nie tak, można go wymienić, zanim stanie cała instalacja.
Dopiero docierając do właściwej przyczyny awarii (wadliwy podzespół, błędna obsługa, błąd konstrukcyjny, wadliwa kontrola, fałszywy alarm), rozumie się jej prawdziwy powód. Dlatego raport generowany przez automatyczną stację kontrolną powinien zawsze zostać uzupełniony informacją zwrotną od pracownika przy linii, który ostatecznie rozwiązał problem.
Dzięki predykcyjnej strategii utrzymania ruchu, w której naprawy wykonuje się, zanim maszyny i instalacje staną, można ograniczyć awarie nawet o 75 % w porównaniu z tradycyjnym, reaktywnym planem utrzymania ruchu.
Mniej braków i marnotrawstwa dzięki lepszemu zapewnieniu jakości
Kontrola jakości to prawdopodobnie jedna z największych dźwigni zwiększania produktywności w produkcji. Jeśli jednak nie prowadzi się spójnych działań kontroli jakości w całym procesie produkcyjnym, dochodzi do dużych strat i marnotrawstwa zasobów. Wszystkie produkty, które opuszczają linię produkcyjną wadliwe, uszkodzone lub niesprawne, wymagają albo poprawek, albo muszą zostać zaksięgowane jako strata, bo produkt spisuje się wtedy jako odpad.
Nawet u producentów dysponujących ustandaryzowanym zapewnieniem jakości może się okazać, że sam proces jest wąskim gardłem, jeśli opiera się wyłącznie na kontroli ręcznej. Tańszym, wydajniejszym i dokładniejszym rozwiązaniem okazało się połączenie robotów z oprogramowaniem do zarządzania jakością. Nie znaczy to, że pracownik przy linii czy maszynie w ogóle nie musi już ingerować. Nie wolno zapominać o jednym – tu, jak wszędzie: automatyzacja i oprogramowanie działają optymalnie tylko wtedy, gdy inteligentnie posługuje się nimi człowiek ze swoimi zdolnościami adaptacyjnymi.
Wszystkie działania jakościowe i utrzymaniowe możesz wzmocnić, umieszczając je w graficznym kontekście swojej hali produkcyjnej i dając pracownikom łatwy do nich dostęp.
Większa efektywność planowania produkcji
Pracownicy potrafią bardzo szybko zmarnować wiele godzin dnia pracy na przeszukiwanie tabel i obszernych zbiorów danych w poszukiwaniu informacji potrzebnych do harmonogramowania środków produkcji, ludzi i zleceń produkcyjnych. Dzięki rozważnemu planowaniu i inteligentnemu zarządzaniu czasem kierownictwo i operatorzy mogą aktywnie planować pracę i zwiększać efektywność produkcji poprzez wizualizację danych produkcyjnych w czasie rzeczywistym.
Jedną z największych zalet stosowania oprogramowania do planowania produkcji (APS) jest możliwość spięcia planów produkcyjnych w całej firmie. Wszystkie działy są koordynowane tak, aby wspólny cel został osiągnięty optymalnie w zadanych warunkach brzegowych. Dla każdego aspektu produkcji i dystrybucji produktu natychmiast generowane jest odniesienie, co oszczędza setki roboczogodzin, które inaczej trzeba by poświęcić na dopasowywanie planów.
Nowe możliwości i wykrywanie ryzyk
Symulacja to odwzorowanie dynamicznego procesu za pomocą modelu, dzięki któremu eksperymentalnie dochodzi się do wniosków możliwych potem do zastosowania w rzeczywistości.
Predykcyjne sprawdzenie dziennego programu instalacji dostarcza informacji o tym, ile personelu i jakie ilości zasobów operacyjnych będą potrzebne, jak długie są czasy przejścia i jakie jest obciążenie instalacji. Można np. jeszcze przed rozpoczęciem pracy przetestować różne kolejności zleceń, wielkości partii i obciążenia maszyny. Taka symulacja dostarcza ważnych wskaźników, na których podstawie ocenia się, czy rozwiązanie jest odpowiednie. Dobre rozwiązanie leży więc na stole, zanim w ogóle ruszy właściwa produkcja.
Gdyby wszystkie te badania przeprowadzać na realnie istniejącym systemie, pochłonęłoby to niesamowicie dużo czasu i wysokie koszty. Ewentualne zmiany w systemie można ponadto w fazie planowania wprowadzać bez komplikacji – jest przecież model symulacyjny, a nie działający zakład, któremu można by zakłócić pracę.
Ale uwaga. Pamiętaj, że budowa modeli symulacyjnych i prowadzenie badań symulacyjnych to zadanie wymagające nie tylko odpowiednich narzędzi, lecz także pozyskania danych surowych, ich przygotowania i agregacji oraz dużego doświadczenia w pracy z konkretnym środowiskiem symulacyjnym. To pełnoetatowa praca, której nie każda mała czy średnia firma udźwignie własnymi siłami.
Planuj z wyprzedzeniem
Podczas gdy większość wymienionych narzędzi umożliwia firmie w ogóle eksploatację linii produkcyjnych, unikanie przestojów i reagowanie na nieznane zakłócenia, przyczyniają się one jedynie do prowadzenia linii w ramach wcześniej ustalonych parametrów i granic.
90 % kosztów linii produkcyjnej zostaje przesądzonych już we wczesnej fazie planowania: przy opracowaniu koncepcji i projektu.
Jeśli usprawnienie nastąpi w tych fazach, wynikające z niego korzyści sięgają daleko w przyszłość. Czas wprowadzania produktów na rynek możesz wyraźnie skrócić, rozpoznając możliwe konflikty tak wcześnie, jak to możliwe – najlepiej w fazie planowania layoutu fabryki.
Aby usprawnić produkcję, możesz poprawić rozmieszczenie, logistykę i dostarczanie materiałów – i tym samym zwiększyć wydajność maszyn i instalacji. Warto przy tym rozważyć także warianty podziału przestrzeni i ukształtowania instalacji w multidyscyplinarnym środowisku projektowym. Wykorzystaj wykrywanie kolizji, aby zoptymalizować konflikty i wąskie gardła między procesem produkcyjnym, logistyką a strukturą budowlaną. Layout w decydujący sposób wpływa na wymagania logistyczne i sterowanie logistyką. Dobre struktury produkcji prowadzą w efekcie do łatwiej sterowalnych linii montażowych.
Odpowiednie rozwiązania do planowania layoutu fabryki pozwalają na podstawie cyfrowego modelu Twojej fabryki tworzyć raporty, z których skorzystasz przez cały okres życia instalacji. Wszystkie wymienione wyżej działania są wtedy wspierane – a częściowo dopiero umożliwiane – przez cyfrowego bliźniaka Twojej linii produkcyjnej.
Dzięki łatwemu w obsłudze systemowi z dokładnie dopasowaną funkcjonalnością poprawia się komunikacja, rosną zwinność i odporność.
