Get Adobe Flash player

A fejlődés formája – A potenciál formája

www.HexagonMI.com

 

A Hexagon Manufacturing Intelligence folyamatosan fejleszti az olyan megoldásokat, amelyek a gyártási folyamatok intelligens változását formálják. Egy, a Hexagon saját magazinjában, az Accelerate!-ben megjelent cikk annak vizsgálatával foglalkozik, hogy mekkora fejlődés érhető el, az milyen formában történik, és hol rejlenek lehetőségek az ügyfelek számára a gyártás világában.

A fejlődés és a potenciál közötti különbség kicsi, de jelentős. A „Fejlődés” a továbblépés vagy haladás egy fejlettebb állapot felé. A „potenciál” viszont inkább a jövőbeli kilátásokról és a benne rejlő jellemzőkről szól annak érdekében, hogy a lehető legtöbb kihozható legyen belőlük – ez tekinthető „az állapotnak, amely felé fejlődik”. Akárhogy is, a vállalkozások mindkettőben érdekeltek. A lehetőségek reális felmérése meghatározza a fejlődés célját, függetlenül attól, hogy az az értékesítés, a kibocsátás, a minőség vagy a bevétel területén érendő el.

Joggal mondhatjuk, hogy a gyártás minden iparágban jelentős fejlődést mutatott az elmúlt években. Az autóipar az 1800-as évek végétől napjainkig eljutott a ló vontatta kocsiktól a tömeggyártású, mégis magas szinten testreszabott járművekig. Az űrkutatásban elért fejlődés a nemzetközi utasszállítást a csak kiváltságosoknak elérhető kalandtól az elérhető, mindennapi tevékenységgé alakította át. A kevesebb mint 100 évvel ezelőtt született elektronikai iparág hihetetlen fejlődésen ment keresztül, és ennek eredményeképpen óriási előrehaladást eredményezett más iparágakban is, ahol mind a gyártás, mind a termékek működése a digitális technológiára épül.

Az ezekben az iparágakban történt fejlődés egyértelműen látható. Ugyanakkor a potenciált – lévén jövőorientált – iparági szinten nehezebb meghatározni. Hogyan nézhetnek ki az autók húsz, harminc, negyven év múlva? Szükségünk lesz-e még a repülőgépekre, vagy a repülő autók egyesítik majd a két iparágat? Talán eljutunk a teleportáló berendezések létrehozásáig, amelyek az autógyártást és az űrkutatást a ma ismert módon szükségtelenné teszik. Határtalan potenciállal barmi lehetséges.

Ha azonban visszatérünk a potenciál „reális felméréséhez”, a lehetőségek azonnal kézzelfoghatóvá válnak. Ha egy gyártó cég egy nap alatt egy adott mennyiségű alkatrészt állít elő adott korlátozó tényezők mellett, akkor ezeknek a tényezőknek az eltávolítása elegendő a teljesítmény növeléséhez, ami a gyár „teljes potenciáljának” tekinthető. Kétségtelenül elérhetők olyan fejlesztések, amelyek a termelékenységet akadályozó tényezőknek legalább egy részét– bárhogyan is számszerűsítjük ezt – képesek eltávolítani, és a gyártókat közelebb hozhatják a potenciáljuk megvalósításához.

A Hexagon az olyan információs technológiai megoldások globális vezető szolgáltatójaként definiálja magát, amelyek térinformatikai és ipari területeken segítik elő a termelékenységet és a minőség javítását. A megfogalmazás nem a hagyományos „IT” értelemben vett „információs technológia”, hanem olyan információs technológiák szolgáltatóját jelenti, amelyek az információkkal foglakoznak – betekintést és elemzést nyújtanak, és azokat a döntéshozatal céljából használják fel. A Hexagon jövőképe szerint az információ a fejlődés legfontosabb mozgatórugója, és a vállalat arra törekszik, hogy olyan technológiákat fejlesszen ki, amelyek lehetővé teszik a vállalatok számára, hogy kihasználják a teljes potenciáljukat.
Tehát, hol látja a Hexagon Manufacturing Intelligence ezt a potenciált? Nos, a kutatás és fejlesztés iránt elkötelezett szervezet számára mindig van potenciál az általa létrehozott technológiában. Függetlenül attól, hogy ez egy ismétlődő frissítés, egy igazi újgenerációs termék, vagy egy teljesen új és innovatív megoldás egy ügyfélproblémára, a K+F részleg a fejlődés üzletág része.

Az utóbbi években a vállalat számos új kapcsolati pontot fejlesztett ki a gyártási folyamatokon belül – mindegyik saját fejlesztési potenciállal rendelkezik –, de ugyanazon vállalat teljes portfoliójában való együttes jelenlétük új kutatási irányokat nyit meg a K+F és a termékmenedzserek számára. Ahol korábban a Hexagon Manufacturing Intelligence információtechnológiája foglalkozott a gyártás utáni, minőségbiztosítási szakaszban történő adatgyűjtéssel, ott mostantól az eszközei lefedik a designt, a költségszámításokat, a szimulációt és a tervezést, valamint a gyártási fázisú CAD-ot/CAM-t, a statisztikai folyamatirányítási megoldásokat és a mérési folyamatokat. Habár ezek a technológiák kapcsolódnak egymáshoz, csak néhány vállalat próbálta meg összeállítani a gyártási információs technológiák ilyen széles körét egy folyamat alatt – és emiatt a diverzifikált eszköztár potenciálja miatt látja a vállalat azt, hogy ezeket a technológiákat ki kell használni annak érdekében, hogy a gyártás hagyományosan különálló fázisai közelebb kerüljenek egymáshoz. Ez az adatok potenciális ereje.

Minden gyártó naponta rögzít adatokat. Függetlenül attól, hogy e mögött a hajtóerő mögött szigorú szabályozási követelményeknek vagy egyszerű belső jelentések állnak, az adatokat rögzítik és tárolják. Ugyanakkor hány vállalatnak van ideje, hogy valóban elemezze ezeket az adatokat, és tanuljon belőle? Mindenki tudja, hogy érdemes volna – ennek annyi akadálya van, hogy szinte elérhetetlennek tűnik. Az adatokat jellemzően különböző rendszerekben rögzítik, és eltérő, gyakran inkompatibilis formátumokban tárolják. Ennek eredményeképpen az olyan adatokhoz, amelyek rögzítése pénzbe kerül, néha csak elszigetelten férnek hozzá, amikor egy hibára tekintenek vissza, és még ilyenkor sem biztos, hogy teljes képet mutatnak.

De mi történik akkor, ha a gyártási folyamat során rögzített információ – az elképzeléstől kezdve a megvalósításig – egyetlen rendszerbe integrálható és teljes körűen elemezhető? Mi a helyzet akkor, ha a gyártási szakaszban vagy a részegység fejlesztése során gyűjtött információk felhasználhatók a termék életciklusának minden egyéb szakaszában? Az adatok összekapcsolásának potenciálja óriási hatással lehet arra, ahogyan a gyártók megtervezik a jövőbeni termékeket és folyamatokat. Ha az adatok építő jelleggel használhatók fel a döntéshozatalhoz, akár felfelé, akár lefelé, akkor az így kapott visszacsatolási hurkok lehetővé teszik, hogy a folyamatos tanulás és fejlődés beépüljön a folyamatba.

Ez a tanulás akár túlhaladhatja a gyárat, és a termék élettartamára vonatkozó adatokat visszajuttathatja az alkatrészek ismétlődő fejlesztéséhez. Vegyük például a kompresszorok lapátjait – ezek a repülőgép motorok kritikus részei. Tervezője gondosan átgondolta, hogyan optimalizálható a profil a beszívott levegő nyomásának és hőmérsékletének optimalizálásához. Az anyagokat kiválasztották. Termelését szimulálták, a gyártási folyamatot megtervezték és megvalósították. A lapát elkészült és minőségét ellenőrizték, majd használatba került. Milyen potenciál nyerhető azáltal, hogy a termék élettartamából származó adatokat – karbantartási nyilvántartás, viselkedés a különböző környezeti körülmények között, hibaelemzés – visszajuttatják a tervezőcsoporthoz? Mi történne, ha a szimulációt összehasonlítanánk a valós viselkedéssel? Lehet, hogy legközelebb a gyár pontosabb becslést adhat a karbantartó csapat számára a lapát élettartamára vonatkozóan, ami a prediktív karbantartást teszi lehetővé a reaktív helyett. Ugyanakkor mindezek az adatok, a részlegek közötti zökkenőmentes áramláson alapulnak – egy összekapcsolt digitális szál, amely lebontja a hagyományos üzemeltetési egységeket.

Az ilyen kapcsolódás érdekes mellékhatása az, hogy megkérdőjelezheti a gyárak ma ismert formáját. A gyártósorok helyett a jövő gyárai moduláris jellegűbbé válhatnak. Ha az alkatrészek intelligens módon hordozhatnák a saját adataikat, akkor termelési szigetekkel rendelkező gyárakat láthatnánk; lehetővé téve az egyénileg optimalizált folyamatokat mindegyik számára. A jövő gyára talán egy egymástól független, de eredendően összekapcsolódó termelési fázisok „ökoszisztémája”, amelyek egymás adatai alapján optimalizálják és javítják a hatékonyságot. Így a gyártók saját potenciáljuk felmérése még helyesebb lenne.

Az elmélettől a gyakorlatig

Mivel egyre több vállalat törekszik az intelligens gyártási elvek bevezetésére, az Ipar 4.0 szakértője és az Accelerate! vendég szerzője, Detlef Zühlke, a SmartFactory KL elnöke elmagyarázza a fejlődő iparági forradalom mögött álló gondolatmenetet és azt, hogy a cyber-fizikai rendszerek hogyan segítenek már most az intelligens változások világszerte történő formálásában.

Az„Ipar 4.0” kifejezés 2011-ben vált népszerűvé, ugyanakkor a mögötte álló elképzelések már sok évvel korábban megfogalmazódtak. Az ipar és a gyártás negyedik forradalmaként leírva ez a cyber-fizikai rendszerek elve – hogyan működik együtt a szoftver a fizikai világban lévő tárgyakkal – és már mindennapi életünkben is működik. Most például küldhet üzenetet a vízforralójának, hogy utasítsa, forralja fel a vizet, mire haza ér. Azt is beállíthatja, hogy milyen hőmérsékletű legyen a víz.
Ez a képesség, hogy egy teljesen más helyen lévő berendezéshez beszéljen, az Ipar 4.0 alapja. Egy olyan univerzális hálózatot szeretnénk létrehozni a Dolgok internetén (IoT), amelyek automatizálják a gyártási folyamatokat annak érdekében, hogy minden iparágban javítsák a termelést. Ehhez azonban együtt kell működnünk a tisztességes, biztonságos és hatékony rendszer biztosításának érdekében.

Mint minden forradalom előtt, az iparág fejlődésének el kell érnie egy olyan pontot, ahol valaminek egy robbanásszerű változást kell eszközölnie az áruk előállításának módjában ahhoz, hogy azok megfeleljenek a piacok új igényeinek.

Miért vagyunk itt?

Szóval, hogy jutottunk erre a pontra? Ebben a pillanatban is változnak a piacaink, ahogyan a vásárlók elvárásai is. Váltás van folyamatban a tömeggyártású szabványtermékek igényétől a tömeges testreszabás felé, és ezzel a gyártási módszereknek változniuk kell ahhoz, hogy megfeleljenek ezeknek az igényeknek.

A vásárlók többé nem akarják megvárni, hogy a terméket a tengerentúlon legyártsák, és hetekig vagy akár hónapokig tartson, amíg megérkeznek, csak azért, hogy azokat alacsonyabb áron vásárolják meg. Ma az emberek gyorsabban akarnak hozzájutni a termékekhez, és sokkal szívesebben fizetnek többet a különlegesebbért, különösen akkor, ha az az ő igényeiknek megfelelően testreszabott vagy egyedi. Így, mint minden korábbi forradalom előtt, a piaci nyomás a változás hajtóereje a világ és az iparainak fejlődésében.

A termékeket a vásárlói piacokhoz közelebb kell gyártani annak érdekében, hogy lehetővé váljon a rövidebb szállítási idő, és így a termelést kisebb üzemekbe szervezik át, és a tömeggyártás mértéke valószínűleg csökkenni fog. Ez befolyásolja a nemzetközi gazdasági struktúrákat, különösen azokban az országokban, ahol jelenleg tömeggyártási módszerekkel érnek el nagy eredményeket. Ezeknek az országoknak gyorsan kell lépniük – úgy vélem, ez az egyik ok, amiért Kína a legnagyobb befektetést valósítja meg ezen a területen, mivel felismeri, hogy a piacok változnak.

Az internet szintén egy fő mozgatóerő, különösen úgy, hogy minden egyre inkább összekapcsolódik. A gyárakban lévő gépek hálózata felváltja a jelenlegi piramis-stílusú vezérlő struktúrákat annak érdekében, hogy dinamikusabb rendszereket hozzon létre. A távoli karbantartás nem új dolog, de ugyanazon az elven alapul. Eszközök beszélgetnek a rendszerekkel, amelyek figyelmeztetést küldenek, ha hiba történik vagy karbantartásra van szükség.
Ahogy haladunk előre, egyre több és egyre kevésbé tervezett, illetve nem előre kialakított bővítményekkel rendelkező rendszereink lesznek, ami egyszerűen a szabványosított kapcsolatok – mint a nyomtató csatlakoztatása a számítógépre – által valósul meg. Képesek leszünk bármely eszközt csatlakoztatni a vezérlőrendszerekre, és azokkal azonnal együttműködhetünk.

Ezt szeretem LEGO téglákhoz hasonlítani, ami csodálatos példa, mivel egy építőelem, amelyből sokan inspiráló alkotásokat építettek. Ezzel az egy, szabványosított formával korlátlan lehetőség áll rendelkezésünkre, és szeretem azt gondolni, hogy ugyanilyen potenciál rejlik abban, ha a gyártók összekapcsolódnak az Ipar 4.0-val. Olyan hálózatunk lesz, amely bárhonnan hozzáférhető, és az adatokat a Dolgok internetén keresztül bármilyen irányba közvetíti.

Mi a következő lépés?

Arra számítok, hogy a mai világból az új világba történő fejlődés meglehetősen stabil, mivel az Ipar 4.0 megvalósításához szükséges technológia csak nagyobb szervezetek számára lesz elérhető, akik megfelelő tőkével rendelkeznek ezen rendszerek finanszírozásához. Majd néhány év elteltével ez elérhetővé válik a közép- és kisvállalkozások számára is. De mielőtt ennek bármilyen része valósággá válhat, néhány kihívással kell szembenéznünk.

A hálózataink nyitottá tétele és a Dolgok internetére történő csatlakozás további adatbiztonsági kockázattal jár. Bizalomnak kell kialakulnia a gépek közötti (M2M) kommunikációban annak érdekében, hogy elkerülhetők legyenek olyan informatikai problémák, amelyek költséges leálláshoz vezethetnek és az átviteli teljesítmény csökkenésével járhatnak.

Az ezen új igények kielégítéséhez szükséges szaktudás hiányát kell megoldani. A munkavállalókat tovább kell képezni az iparág új igényeinek kielégítésére. A gyártóknak úgy kell megvédeniük a munkavállalókat és biztosítaniuk ezt a képzést, hogy ez valószínűleg az érdekeltek körében negatív visszhangot fog kiváltani, mivel arra számítanak, hogy néhány munkakör megszűnhet, ha a folyamatok automatizálódnak.

Szóval, mit kell tennünk azért, hogy képesek legyünk megfelelni ezeknek a kihívásoknak?

Először is világszintű szabványokra van szükségünk. Az Ipar 4.0 elve csak azért működik, mert minden csatlakoztatható. Ahhoz azonban, hogy minden összekapcsolódjon, szükségünk van arra, hogy mindenki ugyanazt az univerzális kapcsolatot használja. Ezt definiálni kell.

Másodszor, biztonsági megoldásokra van szükségünk. A világon nagyjából már minden nagyobb szervezet rendszerét feltörték valamilyen szinten, ezért gondoskodni kell arról, hogy ha mindenki a Dolgok internetére csatlakozik, ne legyenek kiskapuk vagy kockázatos területek az érintettek számára. Meg kell bízni a rendszerben, különben az nem válik elfogadottá az iparban – különösen azok által, akiknek az adatvédelem a legfontosabb.

Ezt követően jogi keretre van szükségünk a rendszerek és az azokra csatlakozók felelősségének meghatározásához. Ha rendelkezünk egy rendszerbeállítással, ki a felelős a különböző gyártók által biztosított „LEGO téglákért”?

Végül szakképzett emberekre van szükségünk a hálózatok létrehozásához és fenntartásához. Nekik képzésre lesz szükségük, és újra meg kell felelniük az új üzleti keretrendszernek.

E kihívások ellenére az Ipar 4.0 az irány, amerre a gyártás halad. Az új forradalom sikeres átmenetének biztosítása érdekében együtt kell működnünk a jobb kommunikáció kialakításában, és lehetővé kell tennünk olyan rendszerek kiépítését, amelyek hozzájárulhatnak az egységesített hálózat létrehozásához a Dolgok internetén. Ez csak akkor érhető el, ha ezekre a kihívásokra mind megoldást találunk.

Mi az a Manufacturing Intelligence?

A Manufacturing Intelligence a szoftver, amely a vállalatok gyártási adatait számos forrásból összegyűjti jelentések készítése, elemzés és a vállalatszintű, illetve üzemegység szintű kommunikáció céljára.

Elsődleges célja, hogy a nagy mennyiségű gyártási adatot valós tudássá alakítsa át, ezáltal javítsa az üzleti termelékenységet.