Een technische stapel voor de productie bouwen

Fabrieken kunnen voor een echte uitdaging komen te staan bij het kiezen van software- en hardwareoplossingen voor hun productiebehoeften. Het uitgebreide scala aan opties kan managers overweldigen bij het kiezen van een oplossing op maat die zowel de effectiviteit verhoogt als inzicht geeft in wat er gebeurt met de productielijnen.

Nog niet zo lang geleden was het de norm om te vertrouwen op ERP-systemen met handmatige gegevensinvoer, in Excel gemaakte rapporten en meerdere andere softwarelagen, waardoor de complexiteit van de productie voor operators in het algemeen alleen maar toenam. Gelukkig schoten Manufacturing Intelligence Solutions te hulp, die een veel duidelijker beeld gaven van wat er in onze fabrieken gebeurt. We bespreken in het artikel van vandaag: hoe bouw je een technologische productiestack in 2023? Fabrieken kunnen een echte uitdaging ervaren bij het kiezen van software- en hardwareoplossingen voor hun productiebehoeften. Het uitgebreide scala aan opties kan managers overweldigen bij het kiezen van een oplossing op maat die zowel de effectiviteit verhoogt als inzicht geeft in wat er gebeurt met de productielijnen.

Technische woordenlijst

Voordat we dieper ingaan op hoe je een manufacturing tech stack maakt, moeten we enkele kernbegrippen uitleggen die met dit onderwerp te maken hebben. Je kunt een aantal termen tegenkomen die verwijzen naar softwareoplossingen, die misschien niet duidelijk genoeg zijn vanuit een eerste benadering.

• SaaS (Software as a Service): Software as a Service verwijst naar toepassingen die geen extra downloads of installatieprocedures aan de klantzijde vereisen. De meeste van deze toepassingen werken in een cloud-gebaseerd formaat, waarbij het internet wordt gebruikt voor interactie met de interface. Enkele voorbeelden van SaaS-applicaties zijn Salesforce, Dropbox, Cisco, Google Workspace en Factbird.
• PaaS (Platform as a Service): Platform as a Service biedt een kader waarin gebruikers toepassingen op maat kunnen maken zonder zich zorgen te maken over de infrastructuur achter het proces (opslag, besturingssysteem, upgrades, enz.). Het is meestal bedoeld voor systeemvirtualisatie, zoals Windows Azure of AWS Elastic Beanstalk.
• IaaS (Infrastructure as a Service): Infrastructure as a Service komt tegemoet aan de behoeften van gebruikers door hen in staat te stellen te werken met on-demand services zonder hardware te kopen. Het gaat om een cloud-gebaseerde computerinfrastructuur met servers, besturingssystemen, opslag, enz. In tegenstelling tot SaaS of PaaS zijn de gebruikers de hoofdverantwoordelijken voor het beheer en onderhoud van het besturingssysteem. Enkele populaire voorbeelden zijn Amazon Web Services, Cisco Metacloud en Microsoft Azure.
• SMB: Kleine en middelgrote ondernemingen Fabrikanten.
• CMMS: Computeronderhoudsbeheersysteem. Het is software die de informatie die nodig is voor onderhoud centraliseert en onderhoudswerkzaamheden vergemakkelijkt. In de kern kunnen we het beschouwen als een database voor onderhoudsdiensten.
• Visueel workflowsysteem: Dit is een dashboardoplossing met werkinstructies om operators te helpen hun taken efficiënter uit te voeren. Hoewel ze meestal worden gebruikt in bepaalde industrieën met grote assemblageprocessen (bijv. de auto-industrie), kunnen ze ook worden gebruikt voor verschillende andere toepassingen, zoals onderhoudsprocedures.
• MES: Een Manufacturing Execution System, ook bekend als Manufacturing Operations Software Systems, is een softwareoplossing waarmee operators en managers het hele proces van grondstof tot eindproduct kunnen bewaken, volgen en documenteren. Ze werken hand in hand met Enterprise Resource Planning (ERP)-software.
• CRM: De software voor Customer Relationship Management bewaakt de interacties met huidige en potentiële klanten. Ze worden gebruikt om het verkoopproces te ondersteunen en helpen fabrieken om gemaakte bestellingen bij te houden.
• Offertesysteem: Met CPQ-software (Configure-Price-Quote) kunnen gebruikers offertes of voorstellen genereren om naar potentiële klanten te sturen. Het helpt bedrijven om de verkoopefficiëntie te verhogen door het offerteproces te automatiseren en omvat meestal het voorraadsysteem, input van de verkoopafdeling en integratie met CRM.
• WMS: Een Warehouse Management Systeem is een softwareoplossing die wordt gebruikt om de inventaris en toeleveringsketen van een bedrijf te visualiseren en te beheren.
• Manufacturing Intelligence-oplossing: Deze softwareoplossingen worden meestal geleverd in SaaS-formaat en kunnen vergezeld gaan van randapparatuur die de last van het verzamelen van gegevens verlicht; deze softwareoplossingen helpen om real-time gegevens uit productieapparatuur te halen en ook om workflows te automatiseren.
• IoT: Het internet der dingen kan worden opgevat als een netwerk van fysieke elementen gekoppeld aan sensoren, software en andere bewakingstechnologieën waarmee we real-time gegevens kunnen uitwisselen voor bewaking, automatisering en analyse. Het internet van de dingen helpt fabrikanten om hun productieniveaus te verhogen door middel van verhoogde efficiëntie, nieuw onontgonnen productiepotentieel of om fouten in productieprocessen te herkennen. We kunnen verwijzingen hiernaar vinden als IIoT, wat staat voor Industrial Internet of Things - het gebied dat ons in het bijzonder aangaat.
  

Wat is een Manufacturing Tech Stack?

Een manufacturing tech stack verwijst naar een reeks software, platformen en technologieën die fabrikanten gebruiken om hun activiteiten te ondersteunen. Manufacturing tech stacks helpen onder andere bij het beheren en bewaken van productontwerp, toeleveringsketen, productieprocessen en kwaliteitscontrole.

In het algemeen is de bedoeling van het gebruik van een kwalitatief technologisch stapeldiagram om de efficiëntie te verbeteren en tegelijkertijd de operationele kosten onder controle te houden en het concurrentievoordeel van een bedrijf te vergroten. Hoewel veel bedrijven productietechnologie meteen koppelen aan ERP, moeten we tegenwoordig rekening houden met complexere netwerken waarin ERP slechts één onderdeel is van een ecosysteem dat wordt aangestuurd door IIoT-technologieën.

Waaruit bestaat de technologiestapel voor productiebedrijven?

Om het concept "tech stack" goed te begrijpen, moeten we beginnen met het bestuderen van dat software/hardware ecosysteem als een reeks lagen.

De eerste laag gaat over logistiek. Elke fabriek moet de instroom van grondstoffen, assemblageonderdelen in een productieketen, eindproducten en opslag controleren. Deze logistieke laag kan bestaan uit WMS, MES of vergelijkbare IIoT-oplossingen.

Vervolgens komt de productielaag, die de grondstoffen verwerkt tot afgewerkte producten. Deze productielaag is nauw verbonden met de derde laag, omdat het de grondstoffen transformeert op basis van managementinput. Voor deze fase kunnen we rekenen op Incident Management Systemen (voor het rapporteren/oplossen van technische problemen), Machine Monitoring Data Platforms, Visual Workflow Systems, CMMS, of SaaS-oplossingen zoals Factbird voor manufacturing intelligence software.

De derde laag verwijst naar Cost and Manufacture en behandelt de geschatte productiekosten, behandelt klantorders en creëert de basislijnen voor productieprocessen. In deze fase rekenen we op CRM, offertesystemen, ERP en SaaS-apps (bijvoorbeeld Factbird).

Ten slotte bereiken we de top van dit technologiestapeldiagram, de vierde laag, Ontwerp. Hier worden nieuwe producten ontwikkeld of aangepast en vervolgens worden er instructies naar de derde laag gestuurd om de productie- en verkoopkosten in te schatten. De software/hardware opties voor deze laag hangen meestal af van de industrie. Sommige niches zijn sterk afhankelijk van CAD/CAE. Andere werken met 3D-modelleringssoftware of vergelijkbare ontwerptoepassingen, enzovoort.

Daarnaast moeten we ook rekening houden met andere hulpmiddelen in de technologiestapel van een productiebedrijf:

Communicatie: Softwareoplossingen zoals Microsoft Teams, Slack, Google Spaces en dergelijke worden gebruikt om in-company chats te houden om het werk van verschillende teams te koppelen. We kunnen Google Meets, Skype en Zoom toevoegen voor videogesprekken.

Taakbeheer: Microsoft Project, GanttProject zijn hulpmiddelen voor gezamenlijk taakbeheer om uit te voeren werk of werk in uitvoering op te volgen.

Documentatie: Sommige bedrijven werken liever in de cloud en kiezen voor de Google-suite (Google Sheets, Google Slides, Google Docs) of Microsoft 365 (Word, Excel, PowerPoint, Access, Project, Visio). Het belangrijkste punt om te benadrukken is dat documentatiesystemen in productiebedrijven moeten kiezen voor cloud-gebaseerde diensten om gegevens gemakkelijk op te halen door elke geautoriseerde gebruiker en niet afhankelijk te zijn van computerhardware (flash drives, harde schijven, etc.).

Gegevensuitwisseling: Hoe zit het wanneer productiebedrijven bestanden moeten verplaatsen tussen locaties? OneDrive, Google Drive, Box en Mega worden hiervoor gebruikt. Grote bestanden, zoals videobeelden, kunnen gemakkelijk worden verspreid via een link en toegankelijk zijn voor elk bevoegd lid van de organisatie.

Gegevensanalyse: Databases en gegevensanalyse zijn sterk afhankelijk van de branche waarin we werken. Over het algemeen kiezen bedrijven voor oplossingen zoals PowerBI, Jupyter Notebook (gebaseerd op Python), SAS en Tableau. Databases kunnen relationeel zijn, zoals MySQL, Postgre, SQL en Oracle, of niet-rationeel, zoals MongoDB, Apache Cassandra, Oracle NoSQL, enz. Andere hulpprogramma's voor gegevensanalyse zijn strikt gekoppeld aan verkoop-, marketing- (Google Analytics) en financiële afdelingen.

De IT-gerelateerde tech-stack is volledig afhankelijk van de behoeften van elk project en de werkmethodologie van ontwikkelteams, dus daar zullen we niet in detail op ingaan. Over het algemeen werken ze met Git (versiebeheer), PaaS-oplossingen voor het verpakken van containers zoals Docker of Kubernetes (DevOps-tools) en IDE-software zoals Visual Studio Code.

Wanneer moet je een manufacturing tech stack audit uitvoeren?

Er zijn een aantal aanwijzingen dat de huidige hardware- en softwareplatforms die door fabrieken worden gebruikt, niet naar verwachting presteren. Controleer deze drie punten hieronder om te evalueren of het tijd is om een software stack audit uit te voeren.

Terugkoppeling van gegevens is niet betrouwbaar

Dit is een direct teken dat het diagram van je technologiestapel niet werkt zoals het zou moeten. Het kan zich uiten in een aantal fouten die worden veroorzaakt door automatiseringsprocessen, gegevens die verloren gaan door integraties of aanzienlijke verschillen in de uitvoer van gegevens.

Omdat gegevensfouten vaak cumulatief zijn, kan zelfs de kleinste fout na verloop van tijd vertragingen oplopen of leiden tot onnauwkeurige informatie.

Integratieproblemen

Sommige fabrikanten geven de voorkeur aan een reeks stappen voor gegevensextractie en rapporten, waarbij meestal gegevens van sensoren van de productie-intelligentiesoftware naar Power BI worden gestuurd. Als dit proces veel rode vlaggen veroorzaakt, is het tijd om ons af te vragen of de huidige technologie dat proces ondersteunt.

Als je team 20-30 minuten kwijt is aan het maken van rapporten omdat de gegevens niet automatisch kunnen worden verzonden, verlies je gemiddeld 80-120 minuten per dag (in een vierploegendienst). Door gegevens handmatig te verwerken, is dat meer dan 8 uur per week (een hele shift). Die simpele factor moet een eyeopener zijn.

Uw bedrijf betaalt voor ongebruikt gereedschap

Fabrieken laten veel kansen liggen wanneer ze softwareoplossingen aanschaffen die ze later verwaarlozen omdat ze niet begrijpen hoe ze werken of omdat de integraties niet consistent zijn. In plaats van voor dat bedrag te betalen, of erger nog, eeuwigdurende licenties van ongebruikte software te hebben, kun je beter kiezen voor audit- en trainingsservices om het potentieel ervan voor je behoeften te benutten.

Houd tools in de gaten die dezelfde taken uitvoeren, en als dat gebeurt, kies dan voor de tool die betere voordelen biedt en minder leercurve voor operators.

Is er een verschil tussen kleine en grote bedrijven wat betreft hun technische behoeften?

Ja, we kunnen verschillen vinden tussen de technologiestacks die worden gebruikt in kleine en grote bedrijven vanwege de complexiteit van hun activiteiten.

Kleine bedrijven kiezen meestal voor meer betaalbare, eenvoudig te begrijpen oplossingen. Over het algemeen zoeken kleine bedrijven naar oplossingen die gekoppeld kunnen worden aan oudere machines, omdat het volledig upgraden van werkvloeren buiten hun financiële mogelijkheden ligt. En omdat kleinere bedrijven een nauwere band hebben met hun personeel, zijn hun vaardigheden van groot belang als het gaat om welke technologieën worden gekozen, zodat ze geen dure trainingen volgen om nieuwe technologieën te begrijpen.

Grotere bedrijven zoeken daarentegen oplossingen waarmee ze hun bedrijfsactiviteiten in de loop van de tijd kunnen schalen. Efficiëntie is de belangrijkste maatstaf voor grotere organisaties en over het algemeen zijn er geen budgetbeperkingen als de upgrade een aanzienlijke prestatieverhoging inhoudt. Grotere bedrijven rekenen ook op regelmatige trainingssessies die in-company worden gegeven. Zo blijft hun personeel op de hoogte van de laatste trends in de sector en behouden ze hun concurrentievoordeel op de markt. Het gebruik van een nieuwe, revolutionaire oplossing in hun tech stack zou geen probleem zijn gezien deze factoren.

Hoe ziet de toekomst eruit voor technologische stapels in de productie?

De weg naar de toekomst is Industrie 5.0. Als we kijken naar bedrijven die kiezen voor Industrie 4.0 als de benchmark om naar te streven, vertelt de realiteit ons dat fabrikanten overstappen van efficiëntie, automatisering en big data analytics naar een andere kijk op productie. Wat betekent dit? Laten we eens wat statistieken analyseren.

• Volgens het National Institute of Standards and Technology (NIST) dragen productieactiviteiten bij aan 17% van de milieu-impact van de VS. Als de trend niet verandert, wordt tegen 2050 een toename van 26% verwacht in de uitstoot van productieprocessen.

• Volgens het European Cluster Collaboration Platform wordt herfabricage beschouwd als minder dan 2% voor de meeste niet-consumeerbare producten.

• Denemarken, Duitsland, Zweden en Oostenrijk zijn de landen die met succes groene specialisatiemodellen voor productie hebben toegepast, zoals de eerste bevindingen met betrekking tot de Europese Green Deal laten zien.

Gezien deze elementen is er een algemene trend naar groenere productiepraktijken, niet alleen om kosten te besparen - wat een Industrie 4.0 indicator zou kunnen zijn in termen van efficiëntie. Deze geleidelijke mentaliteitsverandering spreekt over het belang van het behoud van het milieu en hoezeer menselijke activiteiten de koolstofvoetafdruk hebben vergroot. Fabrikanten moeten hun technologische stacks aanpassen aan de nieuwe eisen om in 2050 klimaatneutraal te zijn in de Europese Unie.

Om te beginnen richten steeds meer fabrikanten zich op energiemonitoringgegevens. Kiezen voor het terugdringen van onnodige energie-uitgaven (d.w.z. machines die stationair/stand-by staan) is net zo belangrijk als het terugdringen van milieu-uitstoot.

Het industriële internet der dingen zal het komende decennium een belangrijke rol spelen in de toekomst van de productie. Hier zijn enkele gebieden waarop IIoT van invloed zal zijn:

Voorspellend onderhoud: IoT-apparaten kunnen gegevens van apparatuur verzamelen en modellen maken die onderhoudsdatums voorspellen, waardoor de stilstandtijd afneemt en de efficiëntie toeneemt.

Kwaliteitscontrole: Zoals we al eerder vermeldden, is het nabewerken van stukken in een zeer laag spectrum. Met behulp van IIoT-apparaten wordt de kwaliteitscontrole nauwkeuriger, waardoor de productie van afval afneemt. Tegelijkertijd kunnen we verwachten dat machines nieuwe technologieën implementeren die fabrikanten in staat stellen om stukken schroot opnieuw te bewerken, zodat er minder afval ontstaat.

Optimalisatie van de toeleveringsketen: Fabrieken implementeren momenteel sensoren om goederen te volgen die de verschillende stadia op de werkvloer doorlopen. We kunnen meer inzichten verwachten over voorraadniveaus - waarschijnlijk door integraties met CRM - en transparantie voor zowel fabrikanten als consumenten over levertijden.

Automatisering: De automatisering van machines zal alleen maar toenemen, waardoor operators zich kunnen richten op taken die menselijke input en besluitvorming vereisen in plaats van repetitieve, tijdrovende taken.

Gegevensgestuurde besluitvorming: Uit de enorme hoeveelheden gegevens die door IoT-apparaten worden verzameld, kunnen voorspellende modellen worden gemaakt om de productieprestaties te analyseren. Deze informatie beïnvloedt de manier waarop operators en managers beslissingen nemen, en we kunnen ook verwachten dat rapporten gedetailleerde gegevens bevatten over machineprestaties of suggesties voor verbetering.

Tips over waar de techstack van de productie zich op moet richten om waarde in de productie te brengen

We willen dit artikel afsluiten met tips over waar de focus moet liggen om een krachtige impact te zien op de productie via de technologiestapel voor productie.

Gegevensbeheer

Door systemen te implementeren die productiegegevens verzamelen, opslaan en analyseren, kunnen managers die informatie gebruiken om beslissingen te onderbouwen. Al deze informatie moet worden beveiligd en beschermd tegen cyberaanvallen (vooral ransomware).

Overweeg pay-per-use cloud computing-diensten voor bedrijven die hun IT-uitgaven aan de lage kant van het budget willen houden. Ze verminderen de complexiteit van gegevensanalyse omdat je bedrijf geen cluster van pc's hoeft te bouwen om gegevens te verwerken. Manufacturing intelligence oplossingen zoals Factbird bieden 24/7 cloud-gebaseerde toegang via verschillende apparaten (PC, mobiel, tablet), waardoor de noodzaak om high-end computers aan te schaffen drastisch afneemt.

Robotica

Robotica kan een interessante manier zijn om het aantal extra werkuren van personeel te verminderen. In sommige industrieën vereisen geproduceerde goederen speciale protocollen voor de veiligheid van werknemers (bijv. chemicaliën). Door robotica te implementeren in de kritieke fasen, kunnen managers er zeker van zijn dat de organisatie haar menselijk kapitaal zonder risico's behoudt en mogelijk de productiecapaciteit verhoogt.

Toegevoegde Realiteit

Dit punt hangt samen met het vorige, aangezien augmented reality tools werknemers kunnen helpen bij risicoloos trainen. Met behulp van VR-brillen kunnen operators leren lassen, omgaan met hoogspanningskabels en tal van andere risicovolle taken zonder risico's of mogelijke verwondingen.

Real-time bewaking

Hoeveel eenheden gaan er gemiddeld verloren bij het oplossen van problemen door herhaaldelijk stoppen in productielijnen? Vooral wanneer storingen op willekeurige momenten optreden, kan dit tijdrovend en frustrerend zijn en de productie negatief beïnvloeden. De informatie van IoT-sensoren kan worden gesynchroniseerd met video-opnamen van elke productlijn via realtime software voor productie-intelligentie. Het management kan de omstandigheden die de fout veroorzaakten zo vaak als nodig herhalen om te begrijpen wat er is gebeurd of historische onderhoudsgegevens opvragen om problemen op te lossen. ^Factbird® View is een perfect voorbeeld van het implementeren van dit soort procedures.

Real-time monitoring kan ons helpen te begrijpen hoe machines en menselijk kapitaal beter kunnen worden gebruikt om de productietijd te verbeteren. Software voor productie-intelligentie helpt operators ook om veelvoorkomende oorzaken van menselijke fouten aan te pakken, zodat ze hun prestaties kunnen verbeteren en hun vertrouwen kunnen vergroten.

‍

Productie Intelligentie: Efficiëntie en inzichten verbeteren met Factbird

‍

Manufacturing intelligence, in de context van de bredere Manufacturing Tech Stack, verwijst naar het gebruik van geavanceerde softwaresystemen en -technologieën om gegevens over productieactiviteiten te integreren en te analyseren.

Door gebruik te maken van technologieën zoals kunstmatige intelligentie, machine learning, IoT (Internet of Things) en cloud computing, stelt manufacturing intelligence fabrikanten in staat waardevolle inzichten te verwerven, de operationele efficiëntie te verbeteren en datagestuurde beslissingen te nemen.

De integratie van productie-intelligentie in de technologische productiestack is cruciaal voor het verkrijgen van een allesomvattend beeld van de activiteiten. Het stelt managers, supervisors en werknemers in staat om prestaties te controleren, problemen op te sporen en voortdurende verbeteringen door te voeren. Door gegevens naadloos uit te wisselen tussen verschillende softwareoplossingen, apparatuur en afdelingen, zorgt de technologiestapel voor een naadloze informatiestroom en wordt het volledige potentieel van productiegegevens ontsloten.

Factbird, een toonaangevende leverancier van productie-intelligentie, biedt een allesomvattende oplossing die naadloos integreert met verschillende onderdelen van de productie-technologie-stack:

• Enterprise Technologie (ERP, CRM): De oplossing van Factbird integreert met ERP- en CRM-systemen, waardoor naadloze gegevensuitwisseling mogelijk is voor efficiënt resource management, orderverwerking, klantinteracties en verkoopprocessen.
• Controle & Operaties (MES, MOM, DCS): De oplossing van Factbird werkt samen met MES- en MOM-systemen en biedt real-time inzicht in productieprocessen, wat planning, toewijzing van middelen en kwaliteitscontrole vergemakkelijkt. Het kan ook geïntegreerd worden met Distributed Control Systems (DCS) voor gecentraliseerde controle en monitoring van industriële processen.
• Intelligente apparaten (sensoren, productieapparatuur): Factbird maakt gebruik van intelligente apparaten en sensoren om real-time gegevens van de productieomgeving vast te leggen, zoals temperatuur, druk, trillingen en machineprestaties. Dit maakt proactief onderhoud, kwaliteitscontrole en optimalisatie van productieprocessen mogelijk.

Factbird integreert naadloos met verschillende onderdelen van de technologische productiestack en stelt fabrikanten in staat om operationele uitmuntendheid te stimuleren, processen te stroomlijnen en duurzame praktijken te realiseren.

‍

‍

Afsluitende gedachten

Nu productiebedrijven hun technologiestacks heroverwegen om gelijke tred te houden met de transformatie naar Industrie 4.0, biedt de integratie van IIoT via een intelligente productieoplossing een veelbelovende mogelijkheid. Deze aanpak bevrijdt fabrikanten van de beperkingen van monolithische systemen en geeft ze totale controle en een groter aanpassingsvermogen over de ingezette technologie. Het besef groeit dat brede, horizontale platforms hun beloften mogelijk niet volledig waarmaken, gezien de diepgang en complexiteit die nodig zijn om echte prestatieverbeteringen te realiseren.

In plaats daarvan richt een opkomend paradigma zich op afzonderlijke, eenvoudig te implementeren componenten die via API's met elkaar verbonden zijn. Deze kunnen nauwkeurige verbeteringen in beheersbare stappen mogelijk maken, waardoor onmiddellijk waarde wordt onttrokken - een belangrijk kenmerk van deze superieure componenten. Gespecialiseerde IoT-oplossingen vormen nu de hoeksteen van vernieuwde technische infrastructuren voor fabrikanten.

Naast de dringende noodzaak van snelle aanpassing wordt ook de noodzaak van risicobeperking erkend. Vragen over het vervangen van de bestaande MES of of aanvullende software een positieve ROI zal opleveren, worden serieus overwogen. Om deze vragen te beantwoorden, maakt een manufacturing intelligence oplossing gebruik van een datacentrische benadering van bedrijfsmiddelen, die een snelle, betaalbare weg biedt naar verbeterde fabrieksprestaties - voordelen die verder reiken dan de fabrieksvloer. Indien nodig kunnen de bestaande MES-systemen operationeel blijven en hun volledige functionaliteit behouden terwijl fabrikanten hun technische stacks aanpassen aan de toekomst.