Состояние промышленности (Индустрия 4.0)

Интервью экспертов Norican

Published

Состояние промышленности (Индустрия 4.0)

Цифровая трансформация промышленности постепенно переходит из области идей и концепций на производственные объекты и литейное производство. Во второй части наших специальных интервью мы рассмотрим современное состояние Четвертой промышленной революции в литейной промышленности с пятью экспертами Norican Group, которые представят разные перспективы в отношении цифровизации литейных процессов. Наши эксперты:

Руди Ридель

Президент, Norican Digital

Бывший генеральный директор StrikoWestofen и президент Light Metal Castings Group Руди стал президентом Norican Digital в 2017 году. 

Он возглавляет команду экспертов, разрабатывающих решения Индустрии 4.0 для четырех технологических предприятий Norican: DISA, Italpresse Gauss, StrikoWestofen и Wheelabrator — и их клиентов, ищущих решения для повышения производительности за счет промышленного Интернета вещей (IIoT). Руди также занимал высокие руководящие позиции в KERN Microtechnik GmbH и Georg Fischer.

Нина Дибдал Расмуссен

Вице-президент подразделения развития ассортимента, DISA

Нина присоединилась к DISA в 2005 году в качестве руководителя отдела маркетинга и с 2011 года приняла на себя сложное руководство проектом по передаче технологий из датского технологического центра DISA в Индию и Китай. 

Стремление Нины к стратегическому развитию продукции и цифровизации в 2018 году привело ее на должность вице-президента подразделения развития ассортимента DISA для литейного оборудования и цифровых решений.

Станислав Венцлик

Вице-президент подразделения развития ассортимента, Wheelabrator

Карьера Станислава (в основном, с дробеметным оборудованием) насчитывает более 20 лет, он работает с коллегами Norican по всему миру. 

Он специализируется на сложных инженерных задачах, особенно на концептуальном проектировании, разработке продукции, управлении проектами и передаче знаний и технологий командам Wheelabrator в Китае и Индии. С 2017 года он работает в Центре инноваций для продукции в Цюрихе, Швейцария, развивая портфель продукции Wheelabrator для соответствия запросам промышленности и клиентов.

Теодор ван дер Ховен

Вице-президент по разработке продукции, StrikoWestofen

Глава отдела исследований и разработки продукции Теодор ван дер Ховен увлечен развитием цифровых решений в StrikoWestofen, Norican и литейной промышленности в целом.

Должность, которую Теодор занял в 2016 году, поставила его в центр выявления тенденций, процессов разработки и всех проектов по новой продукции StrikoWestofen. Перед началом работы в StrikoWestofen Теодор трудился в AVL SCHRICK GmbH и DAF Trucks NV. Он получил докторскую степень в области энерготехнологий в Техническом университете Эйндховена.

Карло Скалмана

Бывший президент, Italpresse Gauss

Карло присоединился к Italpresse Gauss более десяти лет назад, в 2008 году. Он верит, что инновации и традиции дополняют друг друга и никогда не конфликтуют. 

Его страсть наряду с инженерным опытом внесли решающий вклад в укрепление стремлений и имиджа компании в области разработки инновационных решений для кокильного литья: качественных решений, призванных легко и уверенно справится с настоящими сложностями.

Понятие «Четвертая промышленная революция» (или Индустрия 4.0), обозначающий потенциал четвертой промышленной революции, используется уже около десяти лет. После первоначального взрывного интереса какое состояние у Индустрии 4.0 сейчас?

Теодор (StrikoWestofen): Ну, оказалось, что реализация Индустрии 4.0 в реальном времени оказалась не такой простой, как думалось сначала. Однако рынок движется в правильном направлении. Наши клиенты активно требуют решений в рамках Индустрии 4.0. Однако что еще важнее, люди начинают привыкать к облачным решениям. Даже производители автомобилей, которые были совершенно непреклонны пару лет назад и заявляли, что никогда не пустят к себе облачные технологии, постепенно меняют свое мнение. Это важно, поскольку облако является основой большинства технологий Индустрии 4.0.

В двух словах, стало намного понятнее, что мы все подразумеваем под Индустрией 4.0. Это не может быть автоматическим и универсальным решением, и уже четко понятно, что производители оборудования не смогут пойти каждый своим путем. Нам нужны стандарты.

Где сейчас находится литейная промышленность на своем пути к Индустрии 4.0?

Руди (Norican Digital): Сейчас мы на любопытном перекрестке. Интерес высок, и есть реальное стремление к изучению и пониманию преимуществ Индустрии 4.0 для литейных предприятий. Сейчас данные вполне справедливо считаются ключом к проблемам производительности, поскольку раньше это было попросту невозможно или нецелесообразно.

Обратная сторона в том, что данные также становятся фактором риска. Это особенно справедливо для рынков Европы. Облако одновременно и средство реализации, и препятствие.

Механизм для цифровых приложений для сбора, мониторинга, извлечения и анализа информации в режиме реального времени действительно дает бизнесу преимущества, например, клиенты с несколькими объектами могут простым способом отслеживать и сравнивать эффективность разных технологических процессов, но при этом возникает беспокойство о защите данных.

Нина (DISA): Наши клиенты по всему миру уже давно привыкли к сбору и обработке данных через нашу надежную цифровую платформу комплексно-автоматизированного производства (CIM), входящую в состав всех формовочных машин DISA. Сегодня мы им помогаем всё больше повышать ценность таких данных за счет непрерывной оптимизации и разработки новых решений и услуг, превращающих данные в аналитику, имеющую практическую ценность.

Для большинства клиентов это по-прежнему локальные решения, а не облачные. Для некоторых это связано с опасениями, связанными с защитой данных, как уже упоминал Руди, для других — с тем, что еще осталось многое оптимизировать до начала работы с облаком. Я бы сказала, что сейчас наши клиенты хотят правильно понять основы. Использование отдельных наборов данных для постепенного улучшения их процессов, привыкание к обработке большего объема данных или стратегическое понимание того, какие данные необходимо собирать дальше. Мы уверены, что наше предложение таково, что любой клиент может прийти к нам на любом этапе развития своей системы работы с данными, и мы сможем помочь и оптимальным образом организовать следующий этап.

Останется ли защита данных препятствием для прогресса?

Руди (Norican Digital): Нет. Сейчас идет напряженная работа, связанная со стандартизацией. Если говорить о защите данных, практические решения заимствуются из других сфер, например банковского обслуживания через Интернет.

Кроме того, ряд практических примеров роста производительности и эффективности по проектам с наглядной окупаемостью инвестиций уже стал перевешивать скептицизм, связанный с защитой данных. Особенно после того, как литейные производства смогли добиться максимума на своих объектах, о чем напомнила Нина.

Термин Четвертая промышленная революция, или Индустрия 4.0, был придуман в Германии: и теперь наряду с упомянутой Вами облачной проблемой, не стала ли сама страна худшим врагом, мешающим Индустрии 4.0 стать реальностью?

Теодор (StrikoWestofen): Думаю, в какой-то степени. Всё решается медленно. Но с другой стороны, в Германии ведется важнейшая работа по стандартизации. Основным стандартом является OPC UA, это открытый стандарт для обмена данными между машинами. Ему около 10 лет, и он идеально подходит для наших целей, но еще многое предстоит сделать для тонкой настройки и учета особых промышленных ситуаций, работа продолжается. Это та область, где Германия действительно впереди.

Есть ли другие препятствия для реализации Индустрии 4.0?

Руди (Norican Digital): Слишком много шума! Столько разговоров о практически бесконечных возможностях, что практический прогресс может показаться нереальным. Или даже недостижимым. Слишком большой ажиотаж может помочь выявить действительно умные и важные технологические разработки, но также может вызвать недоверие. Особенно в таких важных традиционных отраслях, как литейное производство.

Другая проблема заключается в том, что Индустрия 4.0 перевернула промышленные ИТ-отделы с ног на голову. Годами, десятилетиями они использовали системы с мощной защитой по периметру и блокировали все связи с внешним миром. Облачные решения изменили правила игры. И потребовались сдвиги самой культуры.

Традиционно ИТ-группы долгое время работали в цифровых бункерах. Это большая проблема, если нужно совершенствовать производство за счет данных, цифровизации и автоматизации. Это действительно расстраивает наших клиентов. Один из наших клиентов физически разместил свой ИТ-отдел рядом с производственным отделом, чтобы первые смогли понять процессы, требования и, соответственно, существующие возможности вторых. И это не будет одиноким примером.

Карло (Italpresse Gauss): Я согласен, что активный интерес стоит на пути правильного понимания основ. Клиенты Italpresse Gauss представлены, в основном, автомобильной промышленностью, поэтому избегание простоев является комплексной проблемой.

Наша задача — до реализации всех фантастических вещей Индустрии 4.0 — привести процессы наших клиентов к такой точке, где они будут работать сверхстабильно и непрерывно. Это обязательное условие для качества и основа для совершенствования технологического процесса. Таким образом, это не столько препятствие, сколько вопрос приоритета.

Стремясь не допустить простоев, мы используем цифровизацию и технологии для более быстрого решения вопросов и предоставления обслуживающему персоналу лучших решений для поддержания работоспособности оборудования, например систем дополненной реальности.

Станислав (Wheelabrator): Я повторю слова Карло о стабильности технологического процесса: это важнейшая основа дальнейших улучшений, и если в долгосрочной перспективе безопасность не будет проблемой, сейчас клиенты озабочены сохранением контроля над своими данными. Используя такие продукты, как NoriGate, мы внедряем облачное оборудование в масштабах Norican, и клиенты справедливо спрашивают: «А вы будете смотреть мои данные?» И мы расскажем о технических и обусловленных договором проверках, защищающих от случайного или преднамеренного доступа к тому, к чему доступа быть не должно. Это правильно, когда клиенты спрашивают о том, что их волнует. Начинается диалог, развенчиваются мифы.

Что касается других препятствий, я также думаю, что как бренд оборудования, представляющий решения для своих клиентов, мы иногда можем отвлекаться на механическую составляющую в ущерб цифровому мышлению. Я уверен, что похожее происходит с моими коллегами в DISA, StrikoWestofen и Italpresse Gauss. В прошлом мы все сосредотачивались на собственных цифровых разработках, но такой ресурс в нашем распоряжении, как Norican Digital, реально помогает развивать цифровые инновации в одном темпе с механическими и тесно связывать их между собой.

Каковы, по Вашему мнению, ключевые определяющие факторы Четвертой промышленной революции для отраслей Ваших клиентов?

Карло (Italpresse Gauss): Для нашей автомобильной отрасли это, в основном, три фактора: продолжительность простоев, отслеживаемость событий и устойчивое развитие.

Уменьшение продолжительности непредвиденных простоев не так просто, как кажется. На литейном производстве практически нет более важных специалистов, чем персонал технического обслуживания, но и они не могут быть экспертами по абсолютно всем особенностям всего оборудования, поэтому мы внедряем технологии, призванные связать наши технологии и наших экспертов с коллегами на литейных производствах. Благодаря видеозвонкам, системам дополненной реальности и виртуальным методикам поиска и устранения неисправностей мы упрощаем эксплуатацию оборудования и решение проблем для обслуживающих бригад наших клиентов.

Кроме того, мы разработали систему контроля для нашего оборудования на базе SQL, поэтому собираемые ей данные можно использовать как на самом производстве, так и в системах управления. Такой подход подготавливает почву для внедрения систем машинного обучения и анализа данных для повышения производительности в реальном времени. Сейчас главная для нас цель — обеспечить предупредительное техобслуживание.

Что касается отслеживаемости событий, то мы все сейчас активно над этим работаем. Мы хотим собирать данные по всем операциям, включая данные о технологическом процессе и качестве в масштабах всего объекта. Здесь ключевой особенностью является создание системы связи между всеми этапами производственного процесса. При этом реализуются такие базовые операции, как лазерная маркировка и сканирование. Другими словами, конечная цель заключается в том, чтобы отслеживать неисправность компонента или проблему с качеством за счет анализа изменения параметров на каком-либо этапе технологического процесса такого компонента. После включения ИИ и анализа данных в основную систему вы сможете постоянно повышать качество и устранять недостатки технологического процесса на любом его этапе.

Станислав (Wheelabrator): Со стороны Wheelabrator помимо данных от процесса дробеметной обработки дробеметная машина способна предоставлять репрезентативные данные для анализа других составляющих технологического процесса. Изменение распределения абразива по крупности в рабочей смеси, состава пыли в пылеуловителе — всё это важно для улучшение всего производственного процесса. Как сказал Карло, здесь очень пригодится сетевое объединение машин, а также общее понимание процесса.

Нина (DISA): Такой вид отслеживаемости также позволяет нам оценить себестоимость, включая энергию, материал и людские ресурсы. А это способствует бережливому производству. Экономия ресурсов и энергии — мощный стимул использовать данные и технологии. Хорошим примером может служить контроллер Mould Accuracy Controller (DISA MAC). В нем реализовано встроенное отслеживание параметров, чтобы не допустить заполнения неправильно выровненных или смещенных форм, снизив тем самым процент брака и сэкономив энергию.

Какие цифровые технологии Вы сейчас проверяете? Какие успехи?

Теодор (StrikoWestofen): Мы непрерывно работаем с Индустрией 4.0. Например, все наши машины покидают завод подготовленными для Индустрии 4.0, то есть готовыми генерировать правильные данные требуемым образом. Уже установленное оборудование можно модернизировать для предоставления более качественных данных.

Помимо такого базового внедрения цифровых систем мы провели предварительные испытания с использованием ИИ, и результаты оказались весьма обещающими. Проблема заключается в том, что сегодня в стандартном применении данные недостаточно гомогенны для использовании ИИ. Тем не менее, идет работа по стандартизации. После ее окончания ИИ сможет оптимизировать процессы и устранить ошибки. Он снизит продолжительность простоев и повысит эффективность. Что уже понятно: для работы ИИ нужны знания о технологическом процессе. В противном случае получаются бессмысленные результаты.

Хорошим примером конкретной применяемой технологии может служить наш Монитор Заполнения. По его названию вполне понятно, что он делает: он контролирует уровни заполнения печей-дозаторов, чтобы они всегда работали с оптимальным уровнем заполнения и обеспечивали максимально точную дозировку.

Казалось бы, масштаб не впечатляет, но сегодня такой контроль осуществляется в виде визуальной проверки индикаторов на каждой печи. Поэтому если у вас 12 печей, оператор вилочного погрузчика физически ездит по литейному цеху и проверяет уровни заполнения жидким металлом и «доливает» его по мере необходимости.

Если заранее не знать, в какой печи следует увеличить уровень и когда, и сколько точно добавить жидкого металла, опасность чрезмерного уменьшения или увлечения уровня достаточно высока, что может привести к незапланированному простою.

Монитор заполнения извлекает данные, централизованно отображает их и использует для настройки графиков заполнения для точного поддержания правильных уровней для эффективного производства. Он экономит время, ресурсы и способствует безопасной работе.

Карло (Italpresse Gauss): Благодаря использованию данных системы контроля машин мы будем определять временные рамки в каждом цикле, когда мы можем отключить электродвигатели гидравлических систем. Это кажется незначительным, но в случае с мощной машиной для кокильного литья это может сэкономить много энергии. А без анализа данных от машины этого добиться практически нереально.

Станислав (Wheelabrator): Дробеметные машины достаточно активные и разрушительные, поэтому мы всегда стремились свести к минимуму износ и четко планировать периоды техобслуживания. Интенсивный износ также подразумевает отклонение технологических параметров, поэтому мониторинг состояния крайне важен для технического обслуживания и стабильности техпроцесса. Для мониторинга вибраций, абразивных условий, анализа состава пыли и т. п. мы используем технологии Индустрии 4.0. Многое из этого уже реализовано, но в автономном режиме. Поэтому сложность заключается в поиске способов, как это сделать в онлайн-режиме и в реальном времени.

Нина (DISA): Также стоит упомянуть, что все сотрудники Norican понимают и пользуются возможностями данных. Например, в DISA мы предоставляем своим клиентам решения по сбору данных в реальном времени с конца 1990-х годов благодаря нашим модулям CIM, которые контролируют и составляют отчеты по производительности для эффективного производственного процесса и качества продукции.

Это стало фундаментом наших разработок, и мы начали развивать этот принцип, чтобы найти области еще большего увеличения ценности для наших клиентов, дополнительной оптимизации и стабилизации их производства на основе корректных технологических данных. Упомянутая мной система DISA MAC является нашим актуальным примером сбора и мониторинга критического этапа технологического процесса для оптимизации качества и уменьшения процента брака, при этом у нас есть множество других разработок, особенно для отслеживаемости событий.

Кроме того, благодаря таким решениям, как система дистанционного мониторинга (RMS), сегодня мы предлагаем услуги анализа сложных технологических данных для наших клиентов для таких преимуществ, как, например, предупредительное техобслуживание.

Как этому помогает Norican Digital?

Теодор (StrikoWestofen): Перед началом разработки Norican Digital все наши четыре бренда группы, конечно же, располагали своими разработкам для Четвертой промышленной революции. Говоря о StrikoWestofen, что также относится ко всем остальным брендам, наш подход к цифровизации главное внимание уделяет оборудованию. Специалисты Norican Digital фокусируются на взаимосвязях между машинами и общим технологическим процессом. Они также помогут нам быстрее реализовывать инновации. Например, с Norican Digital мы работаем с 3-месячными инновационными циклами: начало решения конкретной проблемы клиента, поиск решения, его проверка, обратная связь от клиента.

Руди (Norican Digital): Мы называем описанную Тео модель «стопкой блинов». На самом деле, всё просто. Наши коллеги в Norican приходят к нам с какой-либо проблемой клиента, и если такую проблему решить, это сразу же окажет фактическое влияние на бизнес клиента. Мы работаем с ними и клиентом для поиска инновационного решения, проверяем его и изучаем результат. И всё это в рамках 3-месячного инновационного цикла. Это короткие, активные и ориентированные на результат проекты, которые при успешной реализации могут решить проблему и помочь нам разработать решение, которое можно использовать и для других клиентов, а если нельзя, то мы особо ничего и не теряем.

Цена ошибок очень важна для нас и наших клиентов. Ход работы разбивается на управляемые и полезные минимальные сегменты.

Добавлю что, это не единственный подход, на который мы полагаемся. Фактически, мы воспользовались важными элементами от компании Linde Gas, которая первой изобрела промышленный цикл холодильной машины (сегодня за холодное пиво нужно благодарить именно их!).

Их инновационное развитие неизменно приводило к позитивным результатам, поэтому мы с ними долго общались, чтобы найти полезные для себя приемы. И добились результатов.

Нина (DISA): Преимуществом такого подходя для нас является тот факт, что инновации Четвертой промышленной революции обусловлены запросами клиентов и основаны на наших знаниях технологического процесса. В результате такие инновации решают реальные проблемы.

Консультант в сфере Интернета вещей отдаст полцарства, чтобы получить систему, поддерживающую распространение цифровизации. Однако они не могут лишь взглянуть на график с падением температуры и понять, что это значит. Важно понимать, как такие сведения при использовании правильного цифрового решения могут привнести улучшения. У нас есть такие глубокие знания литейного оборудования и технологических процессов, которые получены на практике с использованием решений DISA, Italpresse Gauss, StrikoWestofen и Wheelabrator.