Bygga en teknisk stack för tillverkning

Fabriker kan uppleva en verklig utmaning när de väljer program- och hårdvarulösningar för att tillgodose sina produktionsbehov. Det omfattande utbudet av alternativ kan överväldiga cheferna när de ska välja en skräddarsydd lösning som både ökar effektiviteten och ger insikt i vad som händer med produktionslinjerna.

För inte så länge sedan var det vanligt att förlita sig på ERP-system med manuell datainmatning, Excel-rapporter och flera andra programlager, vilket bara ökade komplexiteten i tillverkningen för operatörerna i allmänhet. Tack och lov kom Manufacturing Intelligence Solutions till undsättning och gav en mycket tydligare bild av vad som händer i våra fabriker. I dagens artikel kommer vi att diskutera hur man bygger en teknikstack för tillverkning år 2023. Fabriker kan uppleva en verklig utmaning när de ska välja program- och hårdvarulösningar för att tillgodose sina produktionsbehov. Det omfattande utbudet av alternativ kan överväldiga cheferna när de ska välja en skräddarsydd lösning som både ökar effektiviteten och ger insikt i vad som händer i produktionslinjerna.

Teknisk ordlista

Innan vi går in på hur man skapar en teknisk stack för tillverkning måste vi förklara några centrala begrepp som är kopplade till detta ämne. Du kan stöta på vissa termer som hänvisar till programvarulösningar, som kanske inte är tillräckligt tydliga vid en första kontakt.

• SaaS (Programvara som tjänst): Software as a Service avser applikationer som inte kräver ytterligare nedladdningar eller installationsprocedurer från klientsidan. De flesta av dessa applikationer fungerar i ett molnbaserat format och använder internet för att interagera med dess gränssnitt. Några exempel på SaaS-applikationer är Salesforce, Dropbox, Cisco, Google Workspace och Factbird
• PaaS (Plattform som tjänst): Platform as a Service ger ett ramverk där användare kan skapa anpassade applikationer utan att behöva oroa sig för infrastrukturen bakom processen (lagring, operativsystem, uppgraderingar etc.). Den är främst avsedd för systemvirtualisering, t.ex. Windows Azure eller AWS Elastic Beanstalk.
• IaaS (Infrastruktur som tjänst): Infrastructure as a Service tillgodoser användarnas behov genom att låta dem arbeta med on-demand-tjänster utan att köpa hårdvara. Det handlar om en molnbaserad datainfrastruktur med servrar, operativsystem, lagring osv. Till skillnad från SaaS eller PaaS är det användarna som är huvudansvariga för hanteringen och underhållet av operativsystemet. Några populära exempel är Amazon Web Services, Cisco Metacloud och Microsoft Azure.
• SMB: Små och medelstora företag Tillverkare.
• CMMS: Computer Maintenance Management System. Det är en programvara som centraliserar den information som krävs för underhåll, vilket underlättar underhållsarbetet. I grund och botten kan vi betrakta det som en databas för underhållstjänster.
• System för visuellt arbetsflöde: Det är en instrumentpanelslösning som listar arbetsinstruktioner för att hjälpa operatörerna att bli mer effektiva i sina uppgifter. Även om de vanligtvis används i vissa branscher med stora monteringsprocesser (t.ex. bilindustrin), kan de användas för flera andra tillämpningar, t.ex. underhållsförfaranden.
• MES: Ett Manufacturing Execution System, även känt som Manufacturing Operations Software Systems, är en mjukvarulösning som gör det möjligt för operatörer och chefer att övervaka, spåra och dokumentera hela processen från råmaterial till färdig produkt. De arbetar hand i hand med ERP-programvara (Enterprise Resource Planning).
• CRM: Programvara för Customer Relationship Management övervakar interaktionen med nuvarande och potentiella kunder. De används för att underlätta försäljningsprocessen och hjälpa fabriker att hålla reda på gjorda beställningar.
• System för offerter: Ett CPQ-program (Configure-Price-Quote) gör det möjligt för användare att generera offerter eller förslag som kan skickas till potentiella kunder. Det hjälper företag att öka försäljningseffektiviteten genom att automatisera offertprocessen och inkluderar vanligtvis lagersystemet, input från försäljningsavdelningen och integration med CRM.
• WMS: Ett Warehouse Management System är en mjukvarulösning som används för att visualisera och kontrollera ett företags lager och leveranskedja.
• Intelligenslösning för tillverkning: Kommer vanligtvis i SaaS-format som kan åtföljas av edge-enheter som underlättar datainsamlingen; dessa programvarulösningar hjälper till att extrahera realtidsdata från tillverkningsutrustning och även att automatisera arbetsflöden.
• Sakernas internet: Internet of Things kan förstås som ett nätverk av fysiska element i kombination med sensorer, programvara och annan övervakningsteknik som gör att vi kan utbyta realtidsdata för övervakning, automatisering och analys. IoT hjälper tillverkare att höja sina produktionsnivåer genom ökad effektivitet, ny outforskad produktionspotential eller att upptäcka brister i tillverkningsprocesser. Vi kan hitta referenser till detta som IIoT, vilket står för Industrial Internet of Things - det område som särskilt berör oss.
  

Vad är en teknisk stack för tillverkning?

En teknisk stack för tillverkning avser en uppsättning programvaror, plattformar och tekniker som tillverkare använder för att stödja sin verksamhet. Teknikstackar för tillverkning hjälper till att hantera och övervaka bland annat produktdesign, leveranskedja, produktionsprocesser och kvalitetskontroll.

Syftet med att använda ett diagram över teknikstackar av hög kvalitet är att förbättra effektiviteten och samtidigt hålla driftskostnaderna under kontroll och öka företagets konkurrensfördelar. Även om många direkt kopplar samman teknikstackar för tillverkning med ERP, måste vi idag ta hänsyn till mer komplexa nätverk där ERP bara är en del av ett ekosystem som drivs genom IIoT-teknik.

Vad består teknikstacken för tillverkningsföretag av?

För att förstå begreppet "tech stack" på rätt sätt bör vi börja med att studera ekosystemet för programvara/hårdvara som en serie lager.

Det första lagret handlar om logistik. Varje fabrik måste kontrollera inflödet av råmaterial, monteringsdelar i en produktionskedja, färdiga varor och lagring. Logistiklagret kan bestå av WMS, MES eller liknande IIoT-lösningar.

Därefter kommer produktionslagret, som bearbetar råvarorna till färdiga produkter. Detta produktionslager är nära kopplat till det tredje lagret, eftersom det omvandlar råvarorna baserat på ledningens input. I det här skedet kan vi räkna med Incident Management Systems (för rapportering/lösning av tekniska problem), dataplattformar för maskinövervakning, Visual Workflow Systems, CMMS eller SaaS-lösningar som Factbird för programvara för Manufacturing Intelligence.

Det tredje lagret avser kostnad och tillverkning, tar upp de beräknade produktionskostnaderna, hanterar kundorder och skapar baslinjer för tillverkningsprocesser. I detta skede använder vi oss av CRM, offertsystem, ERP och SaaS-appar (t.ex. Factbird).

Slutligen når vi toppen av detta teknikstackdiagram, det fjärde lagret, Design. Det är här nya produkter utvecklas eller modifieras, och sedan skickas instruktioner till det tredje lagret för att uppskatta produktions- och försäljningskostnader. Vilka program-/hårdvarualternativ som finns för detta lager beror främst på branschen. Vissa nischer är starkt CAD/CAE-beroende. Andra arbetar med 3D-modelleringsprogram eller liknande designapplikationer, och så vidare.

Utöver detta måste vi även ta hänsyn till andra verktyg i den tekniska stacken hos ett tillverkningsföretag:

Kommunikation: Programvarulösningar som Microsoft Teams, Slack, Google Spaces och liknande används för att hålla chattar inom företaget för att länka samman arbetet i olika team. Vi kan lägga till Google Meets, Skype och Zoom för videosamtalsmöten.

Uppgiftshantering: Microsoft Project, GanttProject är samarbetsverktyg för uppgiftshantering för att följa upp pågående arbete som är klart eller under bearbetning.

Dokumentation: Vissa företag föredrar att arbeta molnbaserat och väljer då Google Suite (Google Sheets, Google Slides, Google Docs) eller Microsoft 365 (Word, Excel, PowerPoint, Access, Project, Visio). Det viktigaste att poängtera är att dokumentationssystem i tillverkningsföretag bör välja molnbaserade tjänster för att enkelt kunna hämta data av alla behöriga användare och inte vara beroende av datorhårdvara (flash-enheter, hårddiskar etc.).

Utbyte av data: Vad händer när tillverkningsföretag måste flytta filer mellan olika platser? OneDrive, Google Drive, Box och Mega används för detta ändamål. Stora filer, t.ex. videofilmer, kan enkelt distribueras via en länk och nås av alla behöriga organisationsmedlemmar.

Dataanalys: Databaser och dataanalys beror i hög grad på vilken bransch vi arbetar inom. I allmänhet väljer företag lösningar som PowerBI, Jupyter Notebook (Python-baserad), SAS och Tableau. Databaser kan vara relationsbaserade, som MySQL, Postgre, SQL och Oracle, eller icke-relationsbaserade, som MongoDB, Apache Cassandra, Oracle NoSQL, etc. Andra verktyg för dataanalys är strikt kopplade till försäljning, marknadsföring (Google Analytics) och ekonomiavdelningar.

Den IT-relaterade teknikstacken är helt beroende av behoven i varje projekt och arbetsmetodiken hos utvecklingsteamen, så vi kommer inte att gå in på dessa frågor i detalj. I allmänhet arbetar de med Git (versionskontroll), PaaS-lösningar för att packa containrar som Docker eller Kubernetes (DevOps-verktyg) och IDE-programvara som Visual Studio Code.

När bör ni genomföra en granskning av teknikstacken i tillverkningsindustrin?

Det finns några ledande indikatorer på att de nuvarande hårdvaru- och mjukvaruplattformarna som används av fabrikerna inte presterar som förväntat. Kontrollera dessa tre punkter nedan för att utvärdera om det är dags att utföra en revision av programvarustacken.

Återkopplingen av data är inte tillförlitlig

Detta är ett omedelbart tecken på att ert teknikstackdiagram inte fungerar som det ska. Det kan yttra sig i ett antal fel som utlöses genom automatiseringsprocesser, data som går förlorade genom integrationer eller betydande skillnader i datautdata.

Eftersom datafel tenderar att vara kumulativa kan även det minsta fel skapa förseningar eller leda till felaktig information över tid.

Integrationsfrågor

Vissa tillverkare föredrar att gå igenom en rad steg för datautvinning och rapporter, vilket vanligtvis innebär att data från sensorer skickas från programvaran för Manufacturing Intelligence till Power BI. När denna process utlöser många varningssignaler är det dags att fråga sig om den nuvarande teknikstacken stöder denna process.

Om ditt team måste förlora 20-30 minuter på att skapa rapporter eftersom data inte kan skickas automatiskt, kan du räkna med att du förlorar i genomsnitt 80-120 minuter per dag (i ett fyrskiftssystem). Om data bearbetas manuellt blir det mer än 8 timmar i veckan (ett helt skift). Denna enkla faktor måste vara en ögonöppnare.

Ditt företag betalar för oanvända verktyg

Det finns gott om möjligheter som går förlorade för fabriker när de köper programvarulösningar som de senare inte använder på grund av att de inte förstår hur de fungerar eller på grund av inkonsekventa integrationer. Istället för att betala för den summan, eller ännu värre, ha eviga licenser för oanvänd programvara, kan ni välja revisions- och utbildningstjänster för att dra nytta av dess potential för era krav.

Håll ett öga på verktyg som utför samma uppgifter, och om det händer, välj det som erbjuder bättre förmåner och en mindre inlärningskurva för operatörerna.

Finns det någon skillnad mellan små och stora företag när det gäller deras behov av teknikpaket?

Ja, vi kan hitta skillnader mellan de teknikstackar som används i små och stora företag på grund av komplexiteten i deras verksamhet.

Små företag tenderar att välja mer prisvärda och lättförståeliga lösningar. I allmänhet letar små företag efter lösningar som kan kombineras med äldre maskiner, eftersom en fullständig uppgradering av verkstadsgolvet ligger utanför deras ekonomiska möjligheter. Eftersom mindre företag har en närmare relation till sin personal spelar deras kompetens också en stor roll för vilken teknik som väljs, så de behöver inte gå långa utbildningskurser för att förstå ny teknik.

Större företag söker däremot lösningar som gör att de kan skala upp sin affärsverksamhet över tiden. Effektivitet är det primära måttet för större organisationer, och i allmänhet finns det inga budgetbegränsningar om uppgraderingen innebär en betydande prestandaökning. Större företag räknar också med regelbundna utbildningstillfällen inom företaget. På så sätt håller sig personalen uppdaterad om de senaste trenderna i branschen och behåller sin konkurrensfördel på marknaden. Att använda en ny, revolutionerande lösning i sin teknikstack skulle inte vara något problem med tanke på dessa faktorer.

Hur ser framtiden ut för teknikstackar för tillverkning?

Vägen mot framtiden är Industri 5.0. När man tittar på företag som väljer Industry 4.0 som riktmärke att sträva mot, säger verkligheten oss att tillverkarna rör sig bort från effektivitet, automatisering och big data-analys till en annan syn på produktion. Vad innebär detta? Låt oss analysera lite statistik.

• Tillverkningsindustrin står för 17% av USA:s miljöpåverkan, enligt National Institute of Standards and Technology (NIST). Om trenden inte vänder förväntas utsläppen från tillverkningsprocesser öka med 26% fram till 2050.

• Återtillverkning anses ligga under 2% för de flesta icke-förbrukningsbara produkter, enligt European Cluster Collaboration Platform.

• Danmark, Tyskland, Sverige och Österrike är de länder som framgångsrikt har tillämpat specialiseringsmodeller för grön produktion, vilket framgår av de första resultaten från den europeiska gröna given.

Med tanke på dessa faktorer finns det en gemensam trend mot grönare tillverkningsmetoder, inte bara för att minska kostnaderna - vilket skulle kunna vara en Industri 4.0-indikator när det gäller effektivitet. Denna gradvisa förändring av tankesättet talar om vikten av att bevara miljön och hur mycket mänsklig aktivitet har ökat koldioxidavtrycket. Tillverkarna måste anpassa sina teknikpaket så att de uppfyller nya krav för att nå klimatneutralitet senast 2050 i Europeiska unionen.

Till att börja med fokuserar allt fler tillverkare på energiövervakningsdata. Att välja att minska onödiga energikostnader (t.ex. maskiner i tomgångs-/standby-läge) är lika viktigt som att minska miljöutsläppen.

Industrial Internet of Things kommer att vara en viktig faktor för den framtida tillverkningen under det kommande decenniet. Här är några områden där IIoT kommer att påverka:

Prediktivt underhåll: IoT-enheter kan samla in data från utrustning och skapa modeller som förutsäger underhållsdatum, vilket minskar stilleståndstiden och ökar effektiviteten.

Kvalitetskontroll: Som vi nämnde tidigare är omarbetning av delar på ett mycket lågt spektrum. Med hjälp av IIoT-enheter blir kvalitetskontrollen mer exakt, vilket minskar genereringen av skrot. Samtidigt kan vi förvänta oss att maskiner implementerar ny teknik som gör det möjligt för tillverkare att omarbeta skrotbitar för att minska avfallsgenereringen.

Optimering av leveranskedjan: Fabriker implementerar för närvarande sensorer för att spåra varor som rör sig genom de olika stegen på verkstadsgolvet. Vi kan förvänta oss fler insikter om lagernivåer - förmodligen genom integrationer med CRM - och transparens för både tillverkare och konsumenter när det gäller leveranstider.

Automatisering: Automatiseringen av maskiner kommer bara att öka, så att operatörerna kan fokusera på uppgifter som kräver mänsklig insats och beslutsfattande snarare än repetitiva, tidskrävande uppgifter.

Datadrivet beslutsfattande: Med hjälp av de stora mängder data som IoT-enheterna samlar in kan man skapa prediktiva modeller för att analysera produktionsprestanda. Denna information påverkar hur operatörer och chefer fattar beslut, och vi kan också förvänta oss att rapporter innehåller detaljerade uppgifter om maskinernas prestanda eller förslag till förbättringar.

Tips om var man ska fokusera teknikstacken för tillverkning för att skapa värde i produktionen

Vi skulle vilja avsluta den här artikeln med tips på var fokus bör ligga för att se en kraftfull inverkan på produktionen genom tillverkningens teknikstack.

Datahantering

Genom att implementera system som samlar in, lagrar och analyserar produktionsdata kan chefer använda denna information för att stödja beslutsfattandet. All denna information bör vara säker och skyddad mot cyberattacker (särskilt ransomware).

Överväg pay-per-use molntjänster för företag som vill hålla sina IT-kostnader i den nedre delen av budgeten. De minskar komplexiteten i dataanalysen eftersom företaget inte behöver bygga upp ett kluster av datorer för att bearbeta data. Lösningar för Manufacturing Intelligence som Factbird erbjuder molnbaserad åtkomst via olika enheter (PC, mobil, surfplatta) 24/7, vilket drastiskt minskar behovet av att köpa avancerade datorer.

Robotteknik

Robotteknik kan vara ett intressant sätt att minska personalens extra arbetstid. I vissa branscher kräver tillverkade varor särskilda protokoll för arbetarnas säkerhet (t.ex. kemikalier). Genom att implementera robotteknik i de kritiska stegen kan cheferna vara säkra på att organisationen bevarar sitt humankapital riskfritt och eventuellt ökar produktionskapaciteten.

Förstärkt verklighet

Denna punkt är kopplad till den föregående, eftersom verktyg för förstärkt verklighet kan hjälpa arbetstagare att träna utan risker. Med VR-glasögon kan operatörer lära sig att svetsa, hantera kraftledningar och många andra riskfyllda uppgifter utan att utsättas för faror eller potentiella skador.

Övervakning i realtid

Hur många enheter förloras i genomsnitt vid felsökning av återkommande stopporsaker i produktionslinjer? Särskilt när fel uppstår vid slumpmässiga tillfällen kan det vara tidskrävande, frustrerande och påverka produktionen negativt. Informationen från IoT-sensorer kan synkroniseras med videoinspelningar för varje produktlinje med hjälp av programvara för realtidsinformation om tillverkningen. Ledningen kan spela upp de förhållanden som utlöste felet så ofta som behövs för att förstå vad som hände eller hämta historiska underhållsdata för att felsöka problem. ^Factbird® View är ett perfekt exempel på implementering av denna typ av förfarande.

Realtidsövervakning kan hjälpa oss att förstå hur maskiner och humankapital kan användas bättre för att förbättra produktionstiden. Programvara för Manufacturing Intelligence hjälper dessutom operatörerna att hantera vanliga orsaker till mänskliga fel, så att de kan förbättra sina prestationer och öka sitt självförtroende.

‍

Intelligens inom tillverkningsindustrin: Förbättrad effektivitet och insikter med Factbird

‍

Manufacturing intelligence, i samband med den bredare teknikstacken för tillverkning, avser användningen av avancerade programvarusystem och tekniker för att integrera och analysera data från tillverkningsverksamheten.

Genom att utnyttja teknik som artificiell intelligens, maskininlärning, IoT (Internet of Things) och molntjänster gör Manufacturing Intelligence det möjligt för tillverkare att få värdefulla insikter, förbättra den operativa effektiviteten och fatta datadrivna beslut.

Integrationen av Manufacturing Intelligence i teknikstacken för tillverkning är avgörande för att få en heltäckande bild av verksamheten. Det gör det möjligt för chefer, arbetsledare och medarbetare att övervaka prestanda, upptäcka problem och driva kontinuerliga förbättringar. Genom att sömlöst utbyta data mellan olika programvarulösningar, utrustning och avdelningar säkerställer teknikstacken ett smidigt informationsflöde och frigör den fulla potentialen hos tillverkningsdata.

Factbird, en ledande leverantör av Manufacturing Intelligence, erbjuder en heltäckande lösning som sömlöst integreras med olika komponenter i tillverkningens teknikstack:

• Företagsteknik (ERP, CRM): Factbirds lösning integreras med ERP- och CRM-system, vilket möjliggör sömlöst datautbyte för effektiv resurshantering, orderhantering, kundinteraktioner och försäljningsprocesser.
• Kontroll och drift (MES, MOM, DCS): Factbirds lösning fungerar tillsammans med MES- och MOM-system och ger insyn i realtid i produktionsprocesser, vilket underlättar schemaläggning, resursallokering och kvalitetskontroll. Den kan också integreras med distribuerade styrsystem (DCS) för centraliserad styrning och övervakning av industriella processer.
• Intelligenta enheter (sensorer, produktionsutrustning): Factbird använder intelligenta enheter och sensorer för att samla in realtidsdata från tillverkningsmiljön, inklusive temperatur, tryck, vibrationer och maskinprestanda. Detta möjliggör proaktivt underhåll, kvalitetskontroll och optimering av produktionsprocesser.

Genom att sömlöst integrera med olika komponenter i tillverkningens teknikstack ger Factbird tillverkare möjlighet att driva operativ excellens, effektivisera processer och uppnå hållbara metoder.

‍

‍

Avslutande tankar

När tillverkningsföretag omprövar sina teknikpaket för att hålla jämna steg med omvandlingen till Industri 4.0 är integrationen av IIoT genom en lösning för tillverkningsintelligens en lovande väg. Detta tillvägagångssätt frigör tillverkarna från begränsningarna i monolitiska system och ger dem total kontroll och ökad anpassningsförmåga över den implementerade tekniken. Insikten växer om att breda, horisontella plattformar kanske inte helt håller vad de lovar, med tanke på det djup och den komplexitet som krävs för att åstadkomma verkliga prestandaförbättringar.

Istället håller man på att ta fram ett nytt paradigm med tydliga komponenter som är enkla att installera och som är sammankopplade via API:er. Dessa kan möjliggöra exakta förbättringar i hanterbara steg, vilket ger omedelbart värde - ett viktigt kännetecken för dessa överlägsna komponenter. Specialiserade IoT-lösningar utgör nu hörnstenen i nydanande tekniska infrastrukturer för tillverkare.

Samtidigt som det är bråttom med en snabb anpassning erkänns också behovet av riskreducering. Frågor om att byta ut det befintliga MES-systemet eller om ytterligare programvara kommer att ge en positiv ROI tas på allvar. För att hantera dessa frågor använder en Manufacturing Intelligence-lösning ett datacentrerat tillvägagångssätt för tillgångar, vilket erbjuder en snabb och prisvärd väg till förbättrad anläggningsprestanda - fördelar som ger genklang bortom fabriksgolvet. Vid behov är det självklart att de befintliga MES-systemen kan hållas i drift och bevara hela sitt utbud av funktioner när tillverkarna omformar sina teknikpaket för framtiden.