Inteligentna fabryka: przełom w nowoczesnej produkcji przemysłowej

Inteligentna fabryka – co to jest?

Inteligentna fabryka to określenie wysoce zautomatyzowanego i zoptymalizowanego zakładu produkcyjnego. Łączy ono nowoczesne systemy informatyczne z tradycyjnymi procesami produkcji. Wykorzystywane są tutaj technologie takie jak Internet Rzeczy (IoT), sztuczna inteligencja (AI), robotyka, analiza dużych danych (Big Data), czy też uczenie maszynowe. W oparciu o te technologie oraz dzięki możliwości ciągłego zbierania i analizowania danych możliwe jest przewidywanie problemów na produkcji, minimalizowanie czasu przestojów i usprawnianie procesów produkcyjnych w czasie rzeczywistym.

Droga do inteligentnej fabryki

Rozwój zakładu produkcyjnego w kierunku inteligentnej fabryki wymaga wdrożenia szeregu zaawansowanych systemów mających możliwość wzajemnej wymiany informacji. Do tej grupy należą oprogramowania typu:

ERP (Enterprise Resource Planning)

System ERP pełni kluczową rolę w infrastrukturze inteligentnego zakładu produkcyjnego. Pozwala na zarządzanie wszystkimi aspektami działalności - od zaopatrzenia po sprzedaż. Nowoczesny system ERP integruje dane z różnych działów, umożliwiając usprawnioną koordynację i szybkie reagowanie na zmiany.

MES (Manufacturing Execution System)

System do zarządzania produkcją to serce operacyjne nowoczesnego zakładu. Jego zadaniem jest umożliwienie efektywnego zarządzania i optymalizacji procesów produkcyjnych. Umożliwia również optymalizację pracy maszyn i minimalizację przestojów, co jest kluczowe dla zwiększenia efektywności produkcyjnej i redukcji kosztów. MES wykorzystujący technologię IoT pozwala na bezpośrednią komunikację i wymianę informacji z maszynami. Takie rozwiązanie pozwala na ograniczenie udziału człowieka oraz możliwości popełnienia przez niego błędu podczas zbierania danych.

APS (Advanced Planning and Scheduling)

APS zapewnia możliwość zaawansowanego planowania i harmonogramowania produkcji. Podczas tworzenia nowych oraz modyfikacji istniejących planów uwzględnia zarówno dostępność zasobów, jak i zapotrzebowanie rynkowe. Pozwala to na maksymalizację wydajności i przepustowości, a także na skrócenie czasu bez produkcji i optymalizację łańcucha dostaw.

WMS (Warehouse Management System)

Oprogramowanie WMS jest niezastąpione w zarządzaniu magazynem i logistyką wewnątrz fabryki. System ten zapewnia efektywne zarządzanie przepływem materiałów, co jest krytyczne dla utrzymania ciągłości produkcji i redukcji czasu przestoju.

Smart Factory na przykładzie

W celu zaprezentowania działania integracji między systemami wspomagającymi produkcję wykorzystajmy następujący przykład:

W przedsiębiorstwie system ERP został połączony z systemem MES, który monitoruje i zarządza każdym etapem produkcji. Kiedy system MES wykrywa opóźnienie w linii montażowej, automatycznie  przekazuje taką informację do systemu nadrzędnego ERP. Ten z kolei natychmiast dostosowuje harmonogramy produkcji i dostaw, informując dział logistyki o potrzebie przyspieszenia dostawy określonych komponentów.

Idąc dalej, system APS otrzymuje dane zarówno z systemu MES, jak i ERP, umożliwiając optymalizację użycia maszyn i zarządzanie przepływem materiałów. Dane te są następnie wykorzystywane do przewidywania przyszłych potrzeb produkcyjnych oraz dostosowywania planów produkcyjnych w zależności od zapotrzebowania rynkowego i dostępności surowców.

Rola sztucznej inteligencji

Sztuczna inteligencja przekształca tradycyjne procesy produkcyjne w zaawansowane, samoregulujące się operacje. AI jest wykorzystywana do analizy ogromnych ilości danych zbieranych m.in. przez system MES z maszyn i urządzeń. Pozwala to przykładowo na przewidywanie awarii i przestojów. Co więcej, AI wspiera procesy decyzyjne poprzez dostarczanie rekomendacji dotyczących najbardziej efektywnych metod produkcji i zarządzania zasobami. Możliwa jest również interakcja z oprogramowaniem i jego  obsługa z wykorzystaniem języka naturalnego, która pozwala pracownikom na intuicyjne zarządzanie maszynami i procesami za pomocą prostych komend głosowych lub wprowadzanych tekstowo.

Nowoczesna fabryka i płynące z tego korzyści

Przejście na model inteligentnej fabryki zapewnia przedsiębiorstwom wiele znaczących korzyści. Kwestia, którą należy wymienić w pierwszej kolejności to zwiększenie efektywności operacyjnej. Automatyzacja procesów i zaawansowane systemy planowania pozwalają na szybsze i bardziej precyzyjne wykonanie zadań produkcyjnych, jednocześnie ograniczając straty materiałowe i czasowe. Kolejny ważny aspekt to obniżenie ponoszonych kosztów. Jest to możliwe dzięki redukcji zużycia materiałów i bardziej efektywnego wykorzystania zasobów energetycznych oraz pracowniczych. Ciągłe monitorowanie i usprawnianie procesów pozwala natomiast na uzyskanie wyższej jakości produktów. Ograniczone są również koszty związane z produkcją wyrobów wadliwych, a dzięki minimalizacji czasów przezbrojeń możliwe jest realizowanie różnych technologii produkcyjnych, oraz różnego typu zamówień. Zintegrowane rozwiązania pozwalają także na większą elastyczność i szybsze dostosowanie się do zmian w produkcji.

Autor tekstu

Rafał Brzozowski Product Manager Comarch IoT MES Absolwent kierunku Automatyka i Robotyka Akademii Górniczo-Hutniczej. Od 2015 roku związany z branżą produkcyjną poprzez wdrażanie zautomatyzowanych rozwiązań dla przemysłu. W Comarch jako Product Manager odpowiada za rozwój i dopasowanie do potrzeb rynku aplikacji Comarch IoT MES.