Architecture of Smart Manufacturing สถาปัตยกรรมของการผลิตอัจฉริยะ
การผลิตอัจฉริยะหรือที่เรียกว่า Industry 4.0 เป็นชุดของโซลูชันที่อิงกับเทคโนโลยี Big Data, AI และ IoT เทคโนโลยีการผลิตอัจฉริยะช่วยให้อุตสาหกรรมการผลิตสามารถเผชิญกับความท้าทายของความต้องการทางตลาดที่เปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา เช่น ความต้องการการปรับแต่งสูง ปริมาณและความหลากหลายน้อย และเวลาการส่งมอบที่จำกัด เพื่อให้บรรลุการผลิตที่มีต้นทุนต่ำแต่มีประสิทธิภาพสูง
การผลิตอัจฉริยะ/Industry 4.0 ใช้เทคโนโลยี IoT เพื่อให้เกิดเครือข่ายเครื่องจักร/เครือข่ายอุปกรณ์และสถาปัตยกรรม IoT อุตสาหกรรม IIoT รวบรวมข้อมูลเรียลไทม์ที่หลากหลายในกระบวนการผลิต และรวมข้อมูล IT+OT ในกระบวนการต่างๆ ผ่านแพลตฟอร์มคลาวด์ของเครื่องมือระบบซอฟต์แวร์ดิจิทัล เพื่อดำเนินการรวมข้อมูลอย่างครอบคลุม สร้างโครงข่ายประสาทเทียมสำหรับไซต์การผลิต และสร้างแบบจำลองข้อมูลขนาดใหญ่
ช่วยเหลือผู้จัดการและผู้ปฏิบัติงานแนวหน้าในองค์กร ด้วยการเรียนรู้ข้อมูลและแอปพลิเคชันข้อมูลแบบเรียลไทม์ที่ครบถ้วนและเป็นวิทยาศาสตร์ ค้นหาปัญหาคอขวดที่สำคัญในทันที ตัดสินใจและตัดสินได้อย่างถูกต้องและรวดเร็ว และบรรลุการทำงานร่วมกันระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักรที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น
การผลิตอัจฉริยะ/Industry 4.0 ช่วยให้ไซต์การผลิตสามารถตอบสนองได้ตลอดเวลา ผลิตได้อย่างยืดหยุ่นและคล่องตัว และสามารถปรับปรุงอุปกรณ์ OEE อัตราการใช้และการใช้กำลังการผลิต
ใช้ข้อมูลขนาดใหญ่เพื่อให้ได้การบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ โดยไม่ส่งผลกระทบต่อการวางแผนการผลิต ลดเวลาหยุดทำงานของอุปกรณ์โดยไม่มีการเตือน ปรับปรุงความเสถียรของสายการผลิต และรับประกันอัตราการส่งมอบที่เสร็จสิ้น ใช้ข้อมูลเรียลไทม์ต่างๆ ในไซต์การผลิตเพื่อสร้างแบบจำลองข้อมูลเพื่อให้ได้การคาดการณ์และเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต คุณภาพ ทำให้มั่นใจได้ว่าวัสดุจะพร้อมตรงเวลา ลดเวลาหยุดทำงานและเวลารอที่ไซต์การผลิต
แพลตฟอร์มคลาวด์เครื่องมือระบบซอฟต์แวร์ดิจิทัลถูกนำมาใช้อย่างครอบคลุมเพื่อรวมข้อมูลของแต่ละกระบวนการผลิตในโรงงานผลิตและสร้างโรงงานอัจฉริยะ
การเพิ่มประสิทธิภาพทางดิจิทัลของไซต์การผลิตสามารถเริ่มต้นจากการรวมการผลิตอัจฉริยะโดยรวมและเครื่องจักรอัจฉริยะที่ผลิตอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องภายใต้กระบวนการเดียว
▌การผลิตแบบอัจฉริยะ
ดำเนินการผลิตโดยรวมและการจัดการกระบวนการผลิตจากการเชื่อมโยงที่สำคัญห้าประการ ได้แก่ คน เครื่องจักร วัสดุ วิธีการ และสิ่งแวดล้อม
▌เครื่องจักรอัจฉริยะ
เชื่อมต่ออุปกรณ์กับอินเทอร์เน็ตผ่าน Internet of Things (นั่นคือเทคโนโลยีของเครือข่ายเครื่องจักร) ใช้ข้อมูลตามเวลาจริงเพื่อทำให้อุปกรณ์มีความชาญฉลาด ปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานและกำลังการผลิตของอุปกรณ์เครื่องเดียว ลดความเสี่ยงของการหยุดทำงานโดยไม่คาดคิด และบรรลุการจัดการกระบวนการเดียว
รวบรวมข้อมูลดิจิทัลแบบเรียลไทม์และแม่นยำในไซต์การผลิตผ่าน Internet of Things และใช้แพลตฟอร์มคลาวด์ของเครื่องมือระบบซอฟต์แวร์ดิจิทัลเพื่อรวมข้อมูล IT + OT เพื่อควบคุมการวางแผนในอนาคตของเครื่องจักรต่างๆ และอุปกรณ์และการดำเนินงานปัจจุบัน สภาวะจริง จึงเป็นพื้นฐานสำหรับไซต์การผลิตที่ยืดหยุ่นและปรับเปลี่ยนได้ ด้วยการคำนวณและวิเคราะห์ข้อมูลแบบบูรณาการ แบบจำลองทางวิทยาศาสตร์และอัลกอริทึมถูกนำมาใช้เพื่อลดความประมาทของมนุษย์และปัญหาคอขวด เพื่อทำให้ได้คุณค่าของข้อมูลในที่สุด
▌ข้อมูล IT (เทคโนโลยีสารสนเทศ, Information Technology)
มักจะหมายถึงข้อมูลในกระบวนการผลิตที่เกี่ยวข้องกับการดำเนินงาน ตัวอย่างเช่น คำสั่งซื้อ หมายเลขผลิตภัณฑ์ ประเภทกระบวนการ แม่พิมพ์/จิ๊ก/อุปกรณ์ติดตั้ง วัสดุและผลผลิตที่มีคุณภาพ เป็นต้น
▌ข้อมูล OT (เทคโนโลยีการดำเนินงาน, Operation Technology)
โดยปกติจะหมายถึงข้อมูลตามเวลาจริงที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์/เครื่องจักรและการผลิตอื่นๆ ที่ได้รับจากเทคโนโลยี เช่น IoT และเซ็นเซอร์ ตัวอย่างเช่น ปริมาณการผลิต ค่าที่ตั้งไว้ของพารามิเตอร์กระบวนการ ข้อมูลอุตสาหกรรมที่ได้รับจากเซ็นเซอร์ และค่าจริงของสิ่งแวดล้อม
โรงงานผลิตใช้สถาปัตยกรรมเทคโนโลยีการผลิตอัจฉริยะเพื่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางดิจิทัล IT+OT ผสานรวมข้อมูลโดยรวมของโรงงานอย่างลึกซึ้ง สร้างกลไกระบบสำหรับคาดการณ์ปัญหาและเพิ่มประสิทธิภาพและปรับแต่งโดยอัตโนมัติ ซึ่งสามารถตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงทั้งภายในและภายนอกแบบเรียลไทม์ ปรับเปลี่ยนตัวเองอย่างต่อเนื่อง และดำเนินการด้วยวิธีที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในทุกเวลา ถึงเวลาสร้างความสามารถในการแข่งขัน เร่งการ Transformation ทางดิจิทัลขององค์กร
การประยุกต์ใช้ข้อมูล IT+OT ในสี่ขั้นตอนของการผลิตอัจฉริยะ
▌การแสดงภาพ: เพื่อให้รู้ว่ากำลังเกิดอะไรขึ้น
▌ความโปร่งใส: รู้ถึงสาเหตุต่างๆ ว่าทำไมถึงเกิดขึ้น
▌การคาดการณ์: ตอบสนองอย่างใจเย็นและจัดการกับการสูญเสียที่อาจะเกิดขึ้น
▌การปรับตัว: การจัดลำดับที่เหมาะสมที่สุดโดยอัตโนมัติ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพเสมอ
ด้วยข้อมูลที่ถูกต้องและเรียลไทม์ รวมกับกฎตรรกะที่สมบูรณ์ ทำให้สามารถตัดสินใจได้อย่างถูกต้องในทันทีเมื่อเผชิญกับปัญหาอย่างกะทันหัน เพราะในทุกวินาทีมีความสำคัญ เพื่อให้โรงงานและสายการผลิตสามารถทำงานได้อย่างราบรื่น
ข้อมูลสำคัญใดบ้างที่ต้องเชี่ยวชาญเพื่อสร้างการผลิตอัจฉริยะที่รวดเร็วและยืดหยุ่น
▌สถานะไซต์การผลิตแบบเรียลไทม์
▌ชั่วโมงทำงานมาตรฐานที่สะท้อนสถานการณ์ปัจจุบัน
▌อุปกรณ์ที่มีอยู่ในปัจจุบันอยู่ในสภาพที่ดี
มุมมองจากล่างขึ้นบน เรียนรู้วิธีสร้างการผลิตอัจฉริยะ/อุตสาหกรรม 4.0 จากล่างขึ้นบนของโครงสร้างพื้นฐานผ่าน IoT และแพลตฟอร์มคลาวด์เครื่องมือระบบซอฟต์แวร์ดิจิทัล
ด้วยข้อมูลแบบเรียลไทม์ โรงงานผลิตสามารถบรรลุความโปร่งใสของข้อมูล การตรวจสอบข้อมูล และข้อเสนอแนะในการจัดการแบบเรียลไทม์ ดังนั้น การทำให้ข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับการผลิตตรงกันตามเวลาจริงจึงเป็นรากฐานสำคัญสำหรับการสร้างการผลิตอัจฉริยะ/Industry 4.0 อุตสาหกรรมการผลิตจะใช้เทคโนโลยีที่ไม่ซับซ้อนและสะดวกสำหรับบุคลากรในการรับข้อมูลสำคัญโดยอัตโนมัติในโรงงานได้อย่างไร
การใช้ Internet of Things/เครื่องข่ายเครื่องมือ จะแปลงข้อมูลเป็นข้อมูลที่สามารถอ้างอิงได้อย่างไร?
▌การรายงานที่มีประสิทธิภาพและรวดเร็ว
▌เวลาทำงานมาตรฐานที่ปรับแบบไดนามิก
▌สถานะอุปกรณ์ที่ควบคุมได้
เครื่องจักรและอุปกรณ์ใช้เทคโนโลยี IoT เพื่อให้ได้เครือข่ายเครื่องจักรและสถาปัตยกรรมอินเทอร์เน็ตอุตสาหกรรม IIoT ข้อมูลที่เก็บรวบรวมควรมีปัจจัยคุณภาพใดบ้างเพื่อให้ได้ผลการวิเคราะห์ที่มีประสิทธิภาพ
ปัจจัย 3 ประการที่กำหนดคุณภาพของข้อมูล:
▌แหล่งที่มาของข้อมูลควรละเอียดเพียงพอ: ขอบเขตของการครอบคลุมเพียงพอ
▌แหล่งข้อมูลควรแม่นยำเพียงพอ: ความถี่ในการสุ่มตัวอย่างควรเร็วพอ
▌แหล่งข้อมูลควรมีความถูกต้องเพียงพอ: อัตราความผิดพลาดต่ำพอ
การปรับปรุง OEE อย่างมีประสิทธิภาพเป็นผลที่สำคัญของ Internet of Things
ใช้ข้อมูลคุณภาพ คำนวณอัตราการใช้เวลา (A) อัตราการใช้ประสิทธิภาพ (P) และอัตราการใช้คุณภาพ (Q) ของ OEE จากนั้นขยายผลและวิเคราะห์ความล้มเหลวของอุปกรณ์ การสูญเสียกระบวนการ การไม่ได้ใช้งาน & การหยุดชั่วคราว การชะลออุปกรณ์ และ ความสูญเสียหลัก 6 ประการ เช่น ผลิตภัณฑ์มีข้อบกพร่องและผลผลิตลดลง หากคุณต้องการเจาะลึกปัญหา คุณสามารถใช้ MTBF (เวลาเฉลี่ยระหว่างความล้มเหลว) เพื่อยืนยันสาเหตุของการเกิดประสิทธิภาพต่ำเพิ่มเติม และทำการปรับปรุงเพื่อเพิ่ม OEE
สร้างโครงข่ายประสาทเทียมของไซต์การผลิต มีความยืดหยุ่น และ “ทำในสิ่งที่ถูกต้อง”
ไซต์การผลิตที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วโดยใช้ผลการวิเคราะห์ข้อมูลแบบเรียลไทม์ของ IoT จะทำการปรับเปลี่ยนที่ยืดหยุ่นและตอบสนองต่อปัญหาที่ไม่คาดคิดได้อย่างรวดเร็วและยืดหยุ่นได้อย่างไร เพื่อให้ไซต์การผลิตอยู่ในสถานะที่ดีที่สุดได้ตลอดเวลา
▌วางแผนอย่างละเอียดถี่ถ้วน
เช่น การจัดตารางการผลิตที่เหมาะสม ผ่านการวิเคราะห์ การออกแบบ การแนะนำ และการควบคุมข้อมูลในอดีต เป็นต้น การเสริมความแข็งแกร่งของ “การเบรกแบบคงที่” เช่นเดียวกับการควบคุมที่แข็งแกร่งในโลกไซเบอร์ การออกแบบชุดระบบควบคุมที่แข็งแกร่งเพื่อให้ไม่ว่าเป้าหมายการควบคุมจะเปลี่ยนไปอย่างไร ก็สามารถตอบสนองได้
▌ใช้ข้อมูลวัตถุประสงค์เป็นข้อมูลสนับสนุนของแผน
ข้อมูลที่ใช้คนทำรายงานนอกจากจะไม่แม่นยำเพียงพอแล้วนั้น มักมีข้อผิดพลาดและยังมีรายละเอียดไม่เพียงพอและทันท่วงที ดังนั้น เฉพาะข้อมูลจริงที่รวบรวมจาก Internet of Machines เท่านั้นที่สามารถใกล้เคียงกับข้อเท็จจริงได้มากพอ และสามารถวางแผนการคิดมาอย่างดีโดยอาศัยสิ่งนี้
การรวบรวม การผสมผสาน และการใช้ข้อมูลของ Internet of Machines กับแพลตฟอร์มคลาวด์ของเครื่องมือระบบซอฟต์แวร์ดิจิทัลนั้น เปรียบเสมือนการสร้างโครงข่ายประสาทเทียมของไซต์การผลิต การเชื่อมต่อข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับแต่ละกระบวนการเป็นชุดๆ และการค้นหาปัญหาคอขวดที่สำคัญอย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ
การผลิตอัจฉริยะและอุตสาหกรรม 4.0 อยู่ไม่ไกลเกินเอื้อม การใช้สถาปัตยกรรม micro-service ซอฟต์แวร์ขนาดใหญ่สามารถปรับเป็นโมดูล น้ำหนักเบา และยืดหยุ่นได้ เมื่อรวมกับเทคโนโลยี IoT องค์กรขนาดเล็กและขนาดกลางสามารถใช้รูปแบบการสมัครสมาชิกใหม่โดยไม่ต้องลงทุนเงินจำนวนมากในคราวเดียว เพียงเลือกฟังก์ชั่นที่จำเป็นทีละขั้นตอน การติดตั้งและใช้งานก็ง่ายมาก และพวกเขาสามารถใช้งานได้ทันที ก้าวสู่ขั้นตอนแรกของการผลิตอัจฉริยะ