工业物联网(IIoT)如何为离散制造助力——实例和具体建议

物联网是将机器、设备和传感器连接到互联网,收集和分析数据,产生智能见解,构建自动化流程的技术和策略。最主要的是,物联网通过提高流程的效率,使人的工作更加轻松。

智能空调如何帮助我们优化室内温度,或者智能摄像头如何帮助我们确定谁在门口(孩子们放学了?还是家政人员?也许是小偷?),这些都是很容易理解的。

但是有些用例比其他用例更难消化。比如制造或确切地说离散制造服务业领域的工业物联网先行案例。

物联网的潜力

物联网已经彻底改变了商业领域,而这还是在其进入离散制造等特定行业之前就发生的事情。
例如,假设您在供水服务行业工作,并且正在操作水表等“愚蠢的”机器。专门的团队成员必须定期(亲自)查看每个水表,比方说一个月一次,以收集用于计费或其他目的所需的数据。

如果有数百万个水表,您需要雇佣成千上万(!!)名工作人员来处理这些工作。是的,直到最近这还是大多数业内人士面临的现实状况,但是现在情况开始改变了。

如果您能设法将所有这些“愚蠢的”、简单的、基于硬件的机器连接到互联网(已连接的云端),并自动收集、整理和分析相关数据,您的经营状况将完全不同(我甚至还没有谈到优化呢……才刚刚说到物流)。

这基本上就是通过物联网相关的传感器、技术和软件使简单的硬件智能化和互连的想法。

工业物联网的潜力

IIoT即工业物联网,是建立在相同概念之上,在工业制造环境中实施的物联网。

工业物联网隐藏的潜力远远超出了收集数据和做出智能预测的范畴。

不要误解我的意思,分析数据和预测性分析是任何像样的工业物联网执行的主要组成部分,但它还有更多的内涵,这些内涵可以证明每个人都在谈论的“工业4.0”和“工业革命”的合理性。

先进的工业物联网解决方案的功能远不止于将工厂、机器和传感器连接到互联网然后自动收集数据。

这些解决方案正在超越普通物联网,转而提供覆盖整个生产过程的、基于人工智能的优化建议。

换句话说,精选的智能工业物联网解决方案可以收集数据、发送警报并提供基于这些数据的可执行见解,从而帮助人们做出优化决策,减少错误,并在扩大生产规模的同时保持质量。

现在,这是一场革命。

基准和预测:

数据表明,工业物联网将继续改造制造业:

国际数据公司(IDC)在其《2018年制造业预测报告》预测,“到2020年,G2000【顶级】制造商中有60%将依赖数字平台,这些平台将增加其在生态系统和体验方面的投资,并支撑高达30%的总收入。”

波士顿咨询(BCG)公司预测,到2020年(从2015年开始),离散型制造业的物联网支出将增长300万欧元,加上新增的制造业,将占物联网支出总额的50%。

在我们(与中小企业合作进行)的工业物联网调查中,我们向制造业的首席高管们询问了数字化带来的预期增长,几乎所有(93%)受访者都表示,他们预计未来3年的增长率将达到个位数或两位数。

能有一些数字来支持观点总是好的,但不管怎么说,没有什么比现实生活中的例子更能帮助我们理解工业物联网的潜力和必要性的了。

所以,在此我收集了一些(在我看来)最相关的例子。

我还要利用这个机会向您透露一些信息,并分享一些可以帮您在离散工厂应用工业物联网的最佳作法。

 


 

空中客车——生产调整

空中客车与其中国合作伙伴成立了一家合资企业:哈尔滨哈飞空客复合材料制造中心(HHACMC),负责制造和组装空客飞机某些部件的复合材料(A350 XWB机型的碳纤维方向舵、升降舵、机腹整流罩以及A320机型的方向舵)。

挑战

依托文书工作(“旅行证件”)、手工计算和记录ETL(剩余曝光时间)使得HHACMC材料利用率低下,造成了引发返工和报废的多次手工错误,导致盲目作业(缺乏实时可见性),而且没有留下质量影响相关的记录。

随着相关空客飞机需求量的增加,问题变得愈加严重。

该工厂团队人手变得不足,无法满足产量要求或交付期限要求。换句话说:空客的这家工厂经历了一段困难的调整期。

工业物联网解决方案如何提供帮助?

的工业物联网软件解决方案不断收集工厂车间的数据,对其进行分析,并针对接近或超过保质期和曝光时间的材料装置、需要维护的工具等发出警报。通过使用Plataine的软件跟踪零部件、材料和工具,空客可以准确地监控生产车间物品的流转。“进/出冰柜”时间由Plataine的软件自动计算,包括材料的保质期和曝光时间。此外,Plataine的解决方案在考虑客户订单和库存等所有相关生产要素的同时,优化了切割和装配过程。这种自动化和优化提高了产量,并使工作人员能够优化材料选择、减少浪费。

重要结论:

工业物联网增强了制造商的产能调整能力。

阅读完整的空客案例研究

 

 

通用电气航空集团——机器跟踪

通用电气航空集团是全球领先的商用、军用和通用航空喷气飞机和涡轮螺旋桨发动机、飞机零部件以及航空电子设备、电力和机械系统供应商。

挑战

通用电气航空集团的装备和工具缺乏可见性,导致效率低下和材料浪费。

人工跟踪套件的位置、保质期(按日计算)和曝光时间,导致加工迟缓、过量的实验室检测,在某些情况下还会导致不合格和报废。

保质期(按日计算)和曝光时间计算上的错误导致了质量问题和过量的实验室检测。

通用电气迫切需要找到一种先进的解决方案,用于跟踪材料、资产和工具。

 

工业物联网解决方案如何提供帮助?

除了Plataine的材料和资产跟踪解决方案外,GE航空集团还希望跟踪自己的工具。通用电气决定利用这个机会,通过已实现的工业物联网解决方案来优化维护工作,防止生产延迟。

Plataine的解决方案为通用电气航空集团提供了优化工具和跟踪工作周期的能力,以对预测性维护加以利用。

这使得通用电气航空集团能够将其维护工作从基于时间的维护(为解释这个问题,假设时间为每3个月)转移到基于工作周期的维护(根据高压灭菌器工作周期的实际数量,将工具发放到各个服务项目),从而提高OEE(整体设备效率)。

此外,跟踪工具的能力使通用电气航空集团能够在需要进行下一个工具绞合操作时作出快速定位,从而避免生产延迟。


重要结论:

有了工业物联网,制造商不仅可以跟踪材料和资产,还可以跟踪工具。除了跟踪之外,还可以添加一个提供可执行建议的相关优化层,用以优化工具维护周期、提高其可用性。


雷诺F1车队——更敏捷、反应更快速

 

挑战

雷诺F1 (Renault Sport Formula One)利用Plataine的工业物联网解决方案实现了生产过程的自动化,并实现了“上市时间”目标、按时完成任务。

由于F1赛车在高负荷、高温和振动的极端条件下工作,其大多数部件的使用寿命都是有限的。各种组件经常在其使用寿命结束之前就需要更换掉。

在两场比赛之间只有一周的时间间隔,雷诺F1车队的复合材料部门努力在尽可能短的响应时间内(有时只有几天或几个小时)制造复合材料。这非常具有挑战性。

工业物联网解决方案如何提供帮助?

在通过使用Plataine的材料与资产跟踪工业物联网解决方案来控制库存、避免浪费、降低出错风险后,雷诺F1复合材料团队能够快速、有效地完成订单,这是许多制造商共同的需求。

自动跟踪时间敏感材料的保质期、曝光时间和创建现成的切割程序,使雷诺F1大大减少了响应时间、提高了质量。

重要结论:

工业物联网可以大大缩短上市时间——适用于需要处理紧急订单的工厂。

斯塔克航宇

斯塔克航宇是一家全球航空防御承包商,公司位于密西西比州哥伦布市。

 

挑战

斯塔克扩大了生产设施,使多条新产品线投入生产。该公司过去普遍依赖文书工作和人工流程来管理其运营。

而不可避免的结果是:材料利用率低,人为错误导致返工和报废,缺乏实时可见性,没有保留关于质量影响的数字记录。

斯塔克明白,其现有的人工实践方式和基于纸张的作法限制了其扩大生产规模的能力,也一直阻碍着公司实现完全数字化或“可审计化”。

 

工业物联网解决方案如何提供帮助?

在回答这个问题之前,还有一个问题:第2层级“不算太大”的制造商能否从工业物联网解决方案的实施中获益,并获得快速的投资回收率(ROI)?

简而言之,答案是肯定的。由于云解决方案可以根据需要灵活适应、伸缩,不同规模的制造商可以采用与其特定需求相匹配的智能工厂功能。

而且,在这些情况下,实施甚至更容易。斯塔克只用了两周就完成了这一过程。

通过实施Plataine的材料和资产跟踪工业物联网解决方案,并在两周时间内完成部署,斯塔克在保持质量和按时完成任务的同时,最大限度地减少了材料浪费、增加了生产能力。

 

点滴细节:

为每种移动资产(如原材料卷、装备、零件和绞合工具等)贴上射频识别(RFID)标签。这些标签用来自动跟踪和收集关于资产位置和状态(敏感材料的保质期、零件固化所需的外置时间)的实时数据。结果:创建完整的零件谱系,即数字线的跟踪性和可审计性。

如今,斯塔克生产经理不断接收有关资产位置、敏感材料保质期和(零件固化所需的)外置时间的最新消息。

 

重要结论:

不同大小和规模的制造商和工厂可以利用工业物联网和增加产能的方式来满足不断增长的需求。

 

波音用例已经是一个您可能听说过的流行用例,因为该用例已经在网上广泛共享。

波音公司通过物联网彻底改变了航空业,并利用物联网建立了极其成功的价值链合作。

正如ioti.com所描述的:“波音及其子公司Tapestry Solutions积极部署物联网技术,以提高各个工厂和供应链的效率。该公司还在稳步增加嵌入飞机的已连接传感器的体积。”波音国防、空间和安全首席执行官克里斯·查德威克(Chris Chadwick)在评论其供应链协作情况时说:“在【削减的】60亿美元中,可能其中有66%来自供应链,或许更多。

 

重要结论:

如何利用工业物联网支持供应链协作,在大大降低成本的同时扩大生产规模。

 

西门子——全自动化

西门子在德国的电子制造工厂宣称已经实现75%全自动化,这符合其自动化愿景:“(现在)生产基本上实现自动化。机器和计算机自己处理75%的价值链;剩下的工作由人来完成。只有在制造过程开始时,当工作人员将最初的组件(一块裸露的电路板)放在生产线上时,才涉及到手工作业。从那之后,一切都自动运行。这里值得注意的是,是西门子自动化(Simatic)装置控制西门子自动化(Simatic)装置的生产。在生产过程中,从制造过程开始到发货,大约使用了1000个这样的控制装置。”

 

重要结论:

机器(还)没有使人类变得多余,而是帮助人类达到所需的规模并保持盈利。

在实施工业物联网时,实现完全自动化并采取全面解决方案的愿望正是公司保持竞争力和盈利的助力之所在。

 

总结

没有什么比探索真实的用例并得出有价值的结论,更能帮助我们深入理解工业物联网的潜力以及它带来的明显好处和节约的资源。在已经分享内容的基础上,我可以想到更多的用例,但是我认为上面的用例已经足够说明问题了。

我邀请您预订Plataine的演示文件,并探索更多的用例。

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