Návrh produktů a procesů – digitálně

Jak by měli výrobci, kteří chtějí zavést digitalizovanou výrobu, přistupovat k návrhu produktů a procesů?

Zde je scénář: Jste výrobce, který chce vyvinout nový produkt a na jeho výrobu bude muset investovat do nové linky. Četli jste o výhodách digitalizace a chcete přejít na vyspělejší technologický přístup. Kde začnete?

Pokud vyvíjíte nový produkt a potřebujete novou výrobní linku, prvním principem je, že návrh produktu určuje, jaký bude návrh procesu, nikoli naopak. Druhou zásadou je, že oboje probíhá souběžně, což zkracuje dobu uvedení na trh v digitální továrně.

Co je klíčovou myšlenkou?

Všichni partneři v rámci projektu – výrobci strojů a linek, technici provozních technologií a IT, specialisté na automatizaci a integraci – potřebují vědět, čeho se snažíte s produktem dosáhnout, jaké funkce by měl zahrnovat a jaké faktory určují jeho vývoj. Jedině tak mohou doporučit správné řešení. 

Budete také muset zjistit, jaké procesy jsou potřebné k výrobě produktu. Rozdělte si to do řady jednotlivých kroků. Výzvou je, že k procesu je třeba přistupovat ve více rovinách, je tedy třeba specifikovat kybernetické procesy a fyzické procesy. Zvažte, jaké propojení mezi jednotlivými výrobními procesy budete potřebovat a jaké údaje potřebujete pro účely sledovatelnosti, kontroly kvality a monitorování výroby. To poskytne partnerům projektu pochopení toho, jak musí být stroje navzájem propojeny, aby bylo dosaženo požadovaných výsledků.

Virtuální vizualizace

Až si ujasníte požadavky, můžete vytvořit digitální dvojče uspořádání výrobního závodu. Tato virtuální replika simuluje výrobní proces a umožňuje výrobcům eliminovat riziko u projektů, vyhnout se nákladným chybám a výrazně zkrátit čas na sestavení a testování. To je zvláště výhodné v automatizaci, kde je rozhodující rychlost a spolehlivost. S digitálními dvojčaty opravíte chyby ve virtuálním světě, což šetří čas a náklady v reálném světě.

Vyvažování protichůdných požadavků

Tato fáze zahrnuje iterativní testování. Někdy jsou pro zajištění efektivní výroby nezbytné úpravy produktu. Například kreativně tvarovaná nádoba na nápoje může vyžadovat přeprojektování v zájmu plynulé manipulace na lince. Digitální proces umožňuje rychlé úpravy a testování, urychluje rozhodování a zlepšuje životaschopnost produktu.

Spolupráce je zásadní

Změnu nemusí vyžadovat jen produkt, ale také proces, protože je třeba přizpůsobit se změnám v návrhu produktu a optimalizovat výkon linky. Váš poskytovatel IT možná zvládá provádět změny na digitální úrovni, ale nemusí nutně vědět, zda je to možné ve skutečném výrobním prostředí. To je místo, kde se projeví přínos partnerů pro provozní technologie a automatizaci, kteří poskytují data a poznatky umožňující pochopit, jak se systém bude chovat v reálném provozu.

Vezměme si například chapadlo pro robotický článek. Lehčí chapadlo spotřebuje méně energie a bude stát méně, ale nemusí se vyrovnat síle a přesnosti těžšího chapadla. Vaši projektoví partneři by měli být schopni společně testovat různé parametry výkonu ve virtuálním prostředí, aby stanovili optimální konstrukci a zabránili tak nákladným chybám v reálném světě a urychlili čas potřebný k uvedení na trh.

Dvojče se vyplatí

Jakmile jsou produkt a proces digitálně ověřeny, odborníci na provozní technologie a konstruktéři strojů je implementují do reálného světa. Digitální dvojče je však užitečné i mimo tuto fázi:

• Odráží fyzický systém v reálném čase.
• Umožňuje výrobcům testovat nové materiály, přísady nebo nástroje v bezpečném digitálním prostředí.
• Podporuje prediktivní údržbu a řízení energie.

Díky průběžnému monitorování výrobci proaktivně optimalizují provoz, místo aby reagovali na poruchy.

Projekty typu greenfield vs. brownfield

Držet krok s trendy

• Nadnárodní společnosti čím dál více standardizují inženýrské a designové metodiky.
• Digitální dvojčata umožňují konzistentní replikaci výrobních procesů napříč globálními lokalitami.
• Sdílená data zajišťují efektivitu, kvalitu a sladění napříč geografickými oblastmi.