Создание цифровой фабрики само по себе не является целью или причиной. Цифровая фабрика — это инструмент, который дает производственным предприятиям гибкость для реагирования на изменения рынка — будь то тенденции инноваций или рост затрат, и работают ли они в секторе продуктов питания и напитков, средств личной гигиены, фармацевтики или автомобилестроения.
Зачем нужна цифровизация производства?
Мы живем в эпоху неопределенности. Производители не знают, как выглядит будущее; они не могут предвидеть, какие тенденции и проблемы ждут их за углом, и поэтому им нужно быть готовыми адаптироваться. Они не могут позволить себе инвестировать в новое оборудование каждый раз, когда хотят представить новый продукт, особенно потому, что риск отказа как оборудования, так и продукта высок.
Кроме того, жизненные циклы продуктов стали короче, чем когда-либо. Если раньше средний жизненный цикл модели автомобиля составлял от пяти до восьми лет, то сегодня, с появлением электромобилей, он составляет 12 месяцев или даже меньше. Игроки на этом рынке не могут позволить себе потратить год на настройку и запуск новой линии. Им нужно завершить эти этапы за недели, а не за месяцы, чтобы оставаться на шаг впереди кривой инноваций.
Создавая виртуальную модель новой машины или линии, можно снизить риски проектов и значительно сократить время, необходимое для сборки и тестирования установки, поскольку дорогостоящие ошибки совершаются в виртуальном, а не в реальном мире. Это выгодно для любой обрабатывающей промышленности, но в особенности для автомобильной промышленности, где существует огромное давление, связанное с необходимостью ускорения времени выхода на рынок и минимизации риска неудач для новых продуктов.
Преимущества цифровизации не заканчиваются на виртуальном вводе в эксплуатацию. Это только начало. Виртуальный двойник отражает физическую систему в реальном времени и может работать в течение всего жизненного цикла системы или продукта, поэтому всегда есть возможность проверить — в безопасной параллельной цифровой среде — как будут вести себя новые материалы, новые ингредиенты или новые инструменты.
Цифровизация предлагает способ снижения рисков, ускорения наращивания производства и придания беспрецедентной гибкости бизнес-моделям.
Как цифровизировать производство?
Ключ к созданию цифровой фабрики — соединение двух миров IT и OT. Годами это считалось невозможным, потому что они настолько различны — как заставить марсиан и венерианцев общаться друг с другом.
На цифровом заводе все, от датчиков до системы заказов, должно быть частью общезаводской сети. Но недостаточно, чтобы все функции были связаны — они должны иметь возможность генерировать данные и делиться ими друг с другом. И они также должны знать, как интерпретировать и обрабатывать эти данные. Например, если системе заказов сообщается, что пластик недоступен и что вместо него будет поставлен заменяющий материал с немного другими техническими характеристиками, функция заказа должна сообщить об этом линии, чтобы настройки машины можно было соответствующим образом скорректировать. Киберфизические системы являются строительными блоками этих сетей, обеспечивая связь между различными компонентами.
Самообучающиеся и адаптивные системы являются еще одним столпом успешной цифровизации. Алгоритмы машинного обучения применяются для обработки больших объемов данных о продуктах, линиях и машинах. Это позволяет производителям оптимизировать трудоемкие аспекты производственного процесса, включая контроль качества, обслуживание оборудования и проектирование продукции.
Другим критическим фактором успеха является обеспечение сотрудничества и гармоничной работы людей и машин. Используя ИИ и робототехнику, производители могут извлечь выгоду из взаимодействия людей и машин, которое может вывести производство на новый уровень гибкости и кастомизации.
Все это в значительной степени зависит от интенсивного и долгосрочного сотрудничества. Действительно, единственный способ для производственной отрасли использовать потенциал цифровизации — это совместная работа экспертов из разных областей. Это может повлечь за собой формирование партнерских отношений с клиентами, поставщиками, провайдерами услуг, компаниями из других отраслей, академическими институтами, стартапами и даже конкурентами. Такого рода сотрудничество приводит к сложным бизнес-экосистемам и синергии, которые способны порождать новаторские решения.
Это подход, требующий открытости - большинство производителей машин отказываются открывать внутреннюю функциональность своих машин, поскольку они обеспокоены тем, что это выдаст секрет того, что делает их уникальными на рынке. Но единственный способ объединить два мира ОТ и ИТ - это создать экосистемы, которые работают на взаимном доверии.
Партнером OMRON в области проектирования цифрового производства является Dassault Systèmes. Если возможности обеих компаний накладываются на функциональную модель ISA-95, часто упоминаемую как основа для проектирования цифрового завода, то получается идеальное соответствие, то есть полная модель ISA, наполненная объединенными компетенциями.
Цифровизация играет неоспоримую роль в обеспечении все большей гибкости и кастомизации, более коротких циклов инноваций и более устойчивого производства в ряде отраслей обрабатывающей промышленности. Мы ожидаем увидеть все, от электромобилей и антибиотиков до шоколада и губной помады, произведенными на цифровых фабриках в не столь отдаленном будущем.