Vejen til en effektiv og bæredygtig produktion

Læs også: Smart Machines driver den grønne udvikling

Smart Machines-konceptet

Smart Machines-konceptet bygger på, at produktionen i en virksomhed gøres mere smart – eller intelligent – ved at produktionsmaskinerne kommunikerer med hinanden, og på den måde optimerer produktionen – helt uden at en operatør griber manuelt ind og styrer produktionsprocesserne. 

Smart Machines er opbygget af hardware med produktionssoftware. Hardwaren består typisk af selve produktionsapparatet (maskinerne) og en række sensorer, der overvåger produktionen. Hvis sensorerne registrerer unormale data, så rapporteres dette til den centrale software, der herefter griber ind og løbende justerer maskinerne og produktionsparametrene, så produktionen optimeres løbende helt automatisk. Softwaren er forskellige programmer, der overvåger og styrer produktionen kontinuerligt. 

Smart Machines gør det muligt at køre med maksimal produktionskapacitet og samtidig løbende måle på produktionseffektiviteten ved hjælp af OEE (Over all Equipment Efficiency), der f.eks. kan angive en værdi (et score), der angiver, hvor høj produktionseffektiviteten er på et valgt tidspunkt. Med Smart Machines og intelligent produktion mindskes nedetiden, dvs. den tid hvor produktionsanlægget står stille og ikke producerer, fordi der er en fejl på anlægget eller der er opstået en flaskehals i produktionen. Produktionsstop (down time) er særdeles uønskede i en produktion, fordi det koster producenten penge hvert minut, at maskinerne ikke er oppe at køre med maksimal kapacitet. 

Et vigtigt element i Smart Machines er Machine Learning, der betyder, at maskinen lærer af sine fejl, som en slags kunstig intelligens. Hvis der således er begyndende ”ugler i mosen” i produktionen, så vil en række datasæt begynde at ændre sig i en uønsket retning. Dette registrerer softwaren, og herefter regner systemet selv ud, hvornår fejlen i produktionsanlægget vil finde sted. Dette kan operatøren så få oplysning, så han/hun kan nå at skride ind, FØR fejlen optræder i produktionen og produktionen må standses. 

– Smart Machines er således et vigtigt skridt mod den fjerde industrielle revolution, Industri 4.0, og løbende, intelligent produktionsoptimering er en af byggestenene i Smart Machines-teknologien, fortæller Kim Schrøder, Wexøe A/S, som i et strategisk samarbejde i både Danmark og Sverige markedsfører Smart Machines-konceptet fra Rockwell Automation 

 Optimeret og bæredygtig fødevareproduktionen 

En løbende og intelligent produktionsoptimering gør det muligt for producenten at sænke produktionsomkostningerne og få en mere smidig og problemløs produktionen. Det øger konkurrenceevnen og kan også ses på bundlinjen. 

Således er det ved hjælp anvendelse af Smart Machine-konceptet muligt at: 

 Optimere anvendelsen af råvarer og ressourcer
En mere intelligent produktion gør det muligt at spare på ressourcer som f.eks. energi og el (mindre udledning af C02 og derved en mindre klimabelastning). Alt sammen forudsætninger for at implementere en mere klimavenlig industriel produktion. 

– Ligeledes bliver det muligt at spare på råvarer som f.eks. vand, ingredienser og samtlige materialer, der indgår i produktionen, forklarer Kim Schrøder fra Wexøe. 

Minimere udledning af stoffer til det omgivende miljø
Ved at havde bedre styr på produktionen bliver det muligt at udlede mindre mængder forurenende stoffer til miljøet, f.eks. havet, søer, vandløb og omgivende luft. Det sker f.eks. ved hjælp af sensorer, der placeres i det omgivende miljø og melder tilbage til produktionssoftwaren, hvis der konstateres for høje værdier af de stoffer, der udledes til miljø
 

 Mindre produktionsspild
I alle produktioner er der et vist spild – typisk som følge af, at der kasseres defekte/fejlbehæftede produkter. En produktionsoptimering, bl.a. ved hjælp af Smart Machines og sensorer, der overvåger produktionsprocessen kan mindske dette spild, så ressourcerne anvendes bedre.
– Hermed øges virksomhedens driftsøkonomi, da et mindre spild og færre kassationer altid kan ses direkte på bundlinjen, siger Kim Schrøder fra Wexøe.

Bedre fødevaresikkerhed
Det er muligt at monitorere fødevaresikkerheden ved at anvende sensorer, der f.eks. registrerer flow, tryk, temperatur og pH. Disse sensorer kan melde tilbage til IT-systemet, hvis nogle af de målte parametre ligger uden for et vist fødevaresikkerhedsinterval, og den intelligente fabrik kan ved kunstig intelligens justere på de målte parametre, så de kommer til at ligge indenfor sikkerhedsvinduet. Systemet kan også give en alarm pr. SMS eller e-mail, hvis nogle af de målte parametre er så ”skæve”, at produktionen må stoppes, og der må foretages manuel indgriben fra en operatør.

 

Fuld sporbarhed
I den intelligente fabrik (produktion) er der fuld sporbarhed på alle produkter. Det sørger IT-systemerne for. Det gør det muligt at tilbagekalde fejlbehæftede fødevarer både fra detailhandlen og forbrugerne, således at sidstnævnte undgår sygdom ved at fortære de pågældende fødevarer.

 

Bedre maskinsikkerhed
Smart Machines indeholder også elementer, der fokuserer på at opnå en bedre maskinsikkerhed. Det betyder at risikoen for, at de mennesker, der betjener maskinerne kommer til skade, minimeres så meget som muligt.
– Derfor må man konkludere, at Smart Machines er et effektivt redskab til at øge produktionseffektiviteten og konkurrencedygtigheden. Og det sker samtidig med, at der banes vej for en mere bæredygtig og klimavenlig produktion i fødevareindustrien, opsummerer Kim Schrøder fra Wexøe A/S. 

Smart Machines giver stort potentiale for opskalering 

Hele konceptet kan let opskaleres både lokalt og globalt. Med lokalt menes i den enkelte fabrik, hvor hele Smart Machines-konceptet er skruet sammen, så det både kan håndtere små agile produktioner og kæmpestore bulkproduktioner. Arkitekturen i systemet gør det muligt at skalere produktionen op eller ned efter behov – uden at skulle redesigne anlægget eller omprogrammere softwaren. Teknikken bag er den samme – uanset produktionens størrelse.
Det er også muligt at opskalere Smart Machines globalt. Smart Machines er et globalt koncept, der kan implementeres over alt i verden. Den intelligente produktion kan etableres i Indien, Amerika eller Europa. Og hele produktionen kan overvåges via remote acces, hvilket i praksis betyder, at en operatør i f.eks. Randers kan sidde og holde øje med om produktionen i en fabrik i Indien kører, som den skal. Og tilsvarende kan en ingeniør i Pakistan sidde og holde øje med, om produktionen i en fabrik i Chicago forløber gnidningsfrit. Eksempler på det globale aspekt i Smart Machines. 

Når systemet let kan opskaleres, så hænger det sammen med, at der er tale om standardløsninger, og det giver en vis grad af fleksibilitet. Eksempelvis anvendes det vidt udbredte Ethernet/IP som netværksprotokol. 

Den teknologiske innovation og revolution 

Den teknologiske innovation bag Smart Machines bygger på digitalisering, IT og automation. Andre elementer er Big Data, IoT (Internet of Things) kunstig intelligens og smartere, dvs. mere intelligente måder at producere på. Anvendelse af intelligente sensorer er også en vigtig del i Smart Machines.
Innovationen ligger i integrationen mellem den digitale verden og den fysiske produktion, hvor intelligente, samtænkende/selvtænkende produktionsnetværk automatisk styrer produktionen – stort set uden menneskelig indgriben. 

Samtidig ligger innovationen i, at man – over alt på kloden – kan integrere særlige kompetencer og viden om produktionsprocessen og på basis heraf udvikle, drive og markedsføre selvstyrende, vidensbaserede og sensorstøttede produktionssystemer, der kan etableres globalt.