Czym jest Przemysł 4.0?

Od kilku lat wszystko w produkcji kręci się wokół Przemysłu 4.0. Ale co to właściwie oznacza? Terminu Przemysł 4.0 nie da się wtłoczyć do definicji. Zakres zastosowań jest zbyt szeroki. Ogólnie rzecz biorąc, termin ten opisuje czwartą rewolucję przemysłową, która charakteryzuje się tym, że duża liczba uczestników produkcji przemysłowej jest połączona w sieć i wchodzi w interakcje. Obejmuje to klienta, produkt, maszyny produkcyjne, systemy oprogramowania, a także osoby zaangażowane w produkcję. Sam produkt jest towarzyszony przez cały cykl życia produktu w idealnej wizji. Nazwa została ustanowiona przez grupę roboczą Związku Badań Naukowych Gospodarka – Nauka BMBF, opublikowana w 2011 r. i przekazana kanclerz Angeli Merkel na Hannover Messe w 2013 r. jako rekomendacja do działania.

Rewolucja napędzana przez cyfryzację: ludzie, maszyny i produkty są ze sobą bezpośrednio powiązane

Decydującym krokiem w porównaniu z Przemysłem 3.0 jest sieciowanie i komunikacja między systemami. Wraz z trzecią rewolucją przemysłową maszyny i systemy sterowane komputerowo weszły do ​​produkcji. Rezultatem był nowoczesny system produkcyjny 3.0 składający się z inteligentnych maszyn i systemów, które były w dużej mierze samowystarczalne w wykonywaniu swoich zadań. W ten sposób stworzono podstawę dla następnego kroku, a poprzez sieciowanie inteligentnych systemów i maszyn stworzono Przemysł 4.0. Wymiana danych jest najważniejszym czynnikiem w osiąganiu celów Przemysłu 4.0: samokontrolowanej produkcji i optymalizacji całego łańcucha wartości. Wartościowe decyzje można podejmować i odpowiednio dostosować produkcję tylko wtedy, gdy wszyscy zaangażowani w produkcję i łańcuch wartości mają odpowiednie dane we właściwym czasie. W idealnym świecie Przemysłu 4.0 nie ma już wysp danych, ale wszystkie systemy stale wymieniają dane z odpowiednimi stacjami zdalnymi.

Wkraczając w nową erę przemysłową, wdrażamy procesy samokontroli krok po kroku

Samosterująca maszyna to szeroki, a także bardzo nieokreślony cel. Pomysł procesu, który całkowicie niezależnie wykonuje zadanie, brzmi jak odległa wizja przyszłości. Jednak w celu wdrożenia wizji „Przemysłu 4.0” można również rozważyć mniejsze kroki. Wcześniej samowystarczalna maszyna sterowana komputerowo ma wiele nowych możliwości dzięki swojej sieci. Pierwszym ważnym krokiem jest na przykład elektroniczne przesłanie zlecenia produkcyjnego do maszyny przed rozpoczęciem produkcji. Samo to tworzy duże oszczędności czasu i jakości danych. I możliwość większej różnorodności wariantów, ponieważ ręczne procesy konfiguracji danych zadania i parametrów produkcji nie są już wymagane. W idealnym przypadku wymagania klienta dotyczące produktu mogą być przesyłane bezpośrednio elektronicznie z wprowadzania zamówienia klienta do maszyny. Gdy maszyna jest w produkcji, sieć zapewnia jej dostęp do wszystkich informacji potrzebnych do jej pracy. Dostępność może być kwerendowana w czasie rzeczywistym przez procesy nadrzędne i podrzędne, procesy w maszynie są inteligentnie dopasowywane, materiał jest dynamicznie żądany w razie potrzeby, a stany krytyczne są zgłaszane w sposób zdecentralizowany. Możliwości oferowane przez sieciowanie są wielorakie. I te możliwości można wdrażać krok po kroku. Z każdą kolejną interakcją Przemysłu 4.0 wydajność wzrasta. Dotyczy to nie tylko nowych zakładów, ale także istniejących zakładów, które można zintegrować, modernizując komponenty sieciowe. Ścieżka do Przemysłu 4.0 może być iteracyjna.

Duży cel: partia o wielkości 1

Produkcja i dostawa indywidualnego produktu do klienta ma być możliwa dzięki Przemysłowi 4.0 nawet w przypadku dużych produkcji. Jeśli zlecenia produkcyjne są generowane na podstawie zamówień klientów i wysyłane bezpośrednio do maszyny, można osiągnąć docelową „wielkość partii 1”. Celem jest produkcja każdego indywidualnego produktu zgodnie ze specyfikacjami klienta, tj. zgodnie z jego wymaganiami i pożądanymi parametrami. Oczywiście maszyna musi być w stanie osiągnąć tak drobną granulację. Jednak niezależnie od konkretnej granulacji, jaką można osiągnąć, różnorodność wariantów i produkcja dostosowana do potrzeb klienta jest pożądana w każdej branży i ostatecznie stanowi przewagę konkurencyjną. Ten cel od dawna stanowi problem w przemyśle wytwórczym. W przemyśle przetwórczym produkcja małych partii jest trudniejsza, ale również tutaj wymagania klientów dotyczące określonych właściwości produktu i specjalnych wymagań dotyczących pakowania napędzają rozwój w kierunku produkcji Przemysłu 4.0.

Logistyka produkcji w Przemyśle 4.0: Ulepszanie procesów zaprogramowane z góry

Podczas produkcji sprzęt produkcyjny jest zależny od zaopatrzenia w niezbędne surowce i pomoce, aby móc produkować wydajnie. Sieciowanie w Przemyśle 4.0 oferuje tutaj ogromne usprawnienia. Podczas gdy w przeszłości zakłady zgłaszały zapotrzebowanie na materiały i komunikaty o gotowości w formie sygnałów elektrycznych, teraz złożone komunikaty mogą być wymieniane z logistyką produkcji. W ten sposób materiał wymagany do zamówienia może zostać zamówiony przez sam system na czas przed rozpoczęciem produkcji, tak jak może zostać zamówiony, gdy zostanie ustalone, że się kończy. Jeśli materiał zostanie dostarczony do zakładu, zakład może niezależnie sprawdzić za pomocą mechanizmów identyfikacyjnych (kod kreskowy, kod 2D, RFID itp.), czy materiał odpowiada zamówionemu, a przy odpowiednim sieciowaniu może nawet poprosić o zwolnienie z systemu zapewnienia jakości. Te nowe możliwości oszczędzają czas, ponieważ procesy ręczne są eliminowane, a wymagania logistyczne są spełniane w optymalnym czasie. Oszczędzają również pieniądze, ponieważ produkt nie jest wytwarzany z niewłaściwych surowców lub niewłaściwego opakowania, co czyni go bezwartościowym.

Przemysł 4.0 tworzy całościowy obraz i znaczny potencjał optymalizacji

Sieciowanie w Przemyśle 4.0 przynosi oprócz wielu usprawnień procesów również możliwość zbierania dużej ilości danych. Dzięki Big Data dostępne są obecnie technologie, które zamieniają je w korzyści. Big Data jest w stanie rejestrować wykładniczo rosnące ilości danych i udostępniać je ponownie do oceny. To, co powstaje z zebranych danych, może być stale rozwijane. Konserwacja predykcyjna i holistyczne zarządzanie cyklem życia produktu (PLM) są już powszechnymi zastosowaniami. W konserwacji predykcyjnej stan i wymagania konserwacyjne maszyny, zakładu lub produktu są określane na podstawie zebranych danych. Zamiast nieefektywnej konserwacji cyklicznej lub nawet awarii z powodu pominiętej lub zbyt późnej konserwacji, konserwacja predykcyjna określa właściwy czas konserwacji na podstawie danych.

W PLM sieciowanie jest wykorzystywane do łączenia tzw. cyfrowego bliźniaka z rzeczywistością. Cyfrowy bliźniak to obraz produktu, którym może być również maszyna lub zakład. Odtwarza on właściwości i zachowanie rzeczywistego obiektu. Dane, które są przesyłane z rzeczywistego obiektu do cyfrowego bliźniaka za pośrednictwem sieciowania, umożliwiają przeglądanie i ocenę bieżącego stanu produktów i produkcji w czasie rzeczywistym. Z tego z kolei wyprowadzane są decyzje, które wracają do procesu, a także do rozwoju produktu. W ten sposób produkt jest aktywnie ulepszany przez dane i ich zastosowanie.

Uruchom bezpłatny test już teraz!

Uzyskaj osobisty link do najnowszej wersji OPC Routera i zapisz się na newsletter informujący o produktach.