Cyfrowa fabryka nie jest celem samym w sobie – jest narzędziem do osiągnięcia elastyczności, wydajności i innowacyjności w produkcji. Przedsiębiorstwa muszą dostosować się do zmieniających się rynków, trendów innowacyjnych i presji kosztowej. Cyfrowa fabryka stanowi podstawę tej zdolności adaptacyjnej, umożliwiając firmom z różnych branż — w tym żywności i napojów, farmaceutyków, higieny osobistej i motoryzacji — rozwój w konkurencyjnym środowisku.
W tym przewodniku przedstawiamy sześć podstawowych kroków do zbudowania cyfrowej fabryki, ilustrując, w jaki sposób producenci, konstruktorzy maszyn, integratorzy systemów i integratorzy systemów mogą współpracować, aby stworzyć bezproblemowe, przyszłościowe operacje.
- Generowanie pomysłów i projektowanie
Każda cyfrowa fabryka zaczyna się od koncepcji — niezależnie od tego, czy jest to nowy produkt, czy zoptymalizowany proces produkcyjny. Na tym etapie nacisk kładziony jest na dostosowanie wymagań dotyczących produktów do możliwości produkcyjnych, zapewnienie wydajności, zgodności i zdolności adaptacyjnych. Współpraca z doświadczonymi partnerami jest niezbędna, aby wypełnić lukę między projektowaniem produktu a realiami produkcyjnymi, umożliwiając firmom tworzenie systemów, które spełniają potrzeby rynku, jednocześnie budując elastyczność na przyszłość.
- Kluczowe obszary koncentracji:
- Zdefiniuj wymagania dotyczące produktów i procesów zgodnie z trendami rynkowymi i przepisami.
- Określ elastyczny sprzęt, który może dostosować się do zmian produktu i szybkich zmian.
- Zapewnij zgodność z globalnymi i regionalnymi standardami.
- Współpracuj z zaufanymi dostawcami, którzy wnoszą specjalistyczną wiedzę branżową.
Jeśli weźmiemy za przykład produkcję samochodów, firmy muszą wziąć pod uwagę wymagania dotyczące komponentów ogniw paliwowych i konstrukcji akumulatorów, aby spełnić różne normy dotyczące recyklingu, bezpieczeństwa i emisji CO2, w zależności od rynku.
Z drugiej strony, producenci napojów również stoją przed wyjątkowymi wyzwaniami. Elastyczna linia produkcyjna może obsługiwać butelki w kształcie jabłek na sok w jednym regionie i standardowe opakowania kartonowe w innym. Faza projektowania ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia zgodności z lokalnymi normami recyklingu.
- Symulacja: od koncepcji do wirtualnego bliźniaka
Symulacja jest kamieniem węgielnym cyfrowej fabryki. Modelując procesy w środowisku wirtualnym, producenci mogą testować, walidować i optymalizować systemy produkcyjne przed fizycznym wdrożeniem. Takie podejście zmniejsza ryzyko i koszty, a także skraca czas wprowadzania produktów na rynek.
- Korzyści z symulacji:
- Korzystaj z technik software-in-the-loop (SiL) i hardware-in-the-loop (HiL), aby weryfikować koncepcje.
- Twórz cyfrowe bliźniaki, aby naśladować rzeczywiste procesy i optymalizować scenariusze.
- Symuluj zaawansowane interakcje i zachowania.
- Skróć cykle planowania i projektowania nawet o 25%.
W branżach takich jak motoryzacja, w których cykle życia produktów się skracają, a cykle innowacji przyspieszają, symulacja zapewnia elastyczność niezbędną do utrzymania konkurencyjności. Wirtualny bliźniak linii produkcyjnej akumulatorów do pojazdów elektrycznych umożliwia producentom testowanie przepływów pracy, optymalizację obsługi materiałów i identyfikowanie potencjalnych wąskich gardeł przed zainwestowaniem w sprzęt. W branży kosmetycznej, na przykład przy projektowaniu nowej szminki można testować różne preparaty i konfiguracje produkcyjne przed próbami fizycznymi.
- Wirtualne uruchomienie
Wirtualne uruchomienie opiera się na symulacji, umożliwiając testowanie całych systemów produkcyjnych w środowisku wirtualnym. Gwarantuje to, że potencjalne problemy zostaną zidentyfikowane i rozwiązane przed rozpoczęciem fizycznego uruchomienia.
- Zastosowania wirtualnego uruchomienia:
- Weryfikuj koncepcje produkcyjne pod kątem elastyczności i skalowalności.
- Generuj precyzyjne specyfikacje dla integratorów systemów, aby zmniejszyć niejednoznaczność.
- Przeprowadzaj wirtualne testy, aby udoskonalić procesy i uniknąć kosztownych awarii maszyn.
Wykorzystując wirtualne uruchomienie, producenci mogą osiągnąć czas rozruchu krótszy nawet o 40% w porównaniu z tradycyjnymi podejściami, umożliwiając szybkie reagowanie na wymagania rynku.
