Aj keď môže Priemysel 4.0 priniesť veľké výhody, pri jeho zavádzaní existujú aj veľké výzvy, pričom jednou z najväčších a ťažko realizovateľných je preukázanie, že projekt prinesie požadovanú návratnosť investícií (ROI). Spoločnosti sú zvyknuté počítať návratnosť investícií nových výrobných strojov, ako je nový lis, ktorý dokáže vyrobiť viac produktov s kratším cyklom, alebo motor s vyššou účinnosťou, ktorý zníži náklady na energiu. No v rámci koncepcií Priemyslu 4.0 je návratnosť investícií nehmotnejšia, keďže zlepšenia závisia skôr od lepšieho využitia údajov ako od fyzických výpočtov a meraní.
Priemysel 4.0 sa vo veľkej miere spolieha na inteligentnú technológiu na zber údajov, ktoré možno premeniť na poznatky a ktoré sú základom následných akcií – ak sa údaje nemerajú presne, proces nemožno zlepšiť. Bez zlepšení v oblasti lepšieho zberu a využitia údajov neprináša samotná technológia návratnosť investícií.
„Ak nemáme jasnú predstavu o tom, kam ideme a prečo tam ideme, je naozaj ťažké rozhodnúť, či sme skutočne do stanoveného cieľa aj prišli.“
Barry Turner,
Red Lion
Red Lion, partner spoločnosti Farnell, sa špecializuje na riešenia, ktoré firmám umožňujú vizualizovať ich prevádzkové údaje, čo následne umožňuje vykonávať zlepšenia. „Ak nemáme jasnú predstavu o tom, kam ideme a prečo tam ideme, je naozaj ťažké rozhodnúť, či sme skutočne do stanoveného cieľa aj prišli. Na úplnom začiatku projektu sa musíme rozhodnúť, aký obchodný výsledok zmenou sledujeme a ako ho chceme dosiahnuť, napríklad prepojením údajov z riadenia procesov s naším IT dátovým systémom. Čo sa snažíme robiť a ako to potom zmeriame, aby sme zistili, či sme boli úspešní v tom, čo sme si zaumienili urobiť, je dôležitý krok na začiatku,“ hovorí Barry Turner, manažér technického obchodného rozvoja spoločnosti Red Lion.
Tri kľúčové oblasti na zlepšenie návratnosti investícií
Dosiahnutie správnej návratnosti investícií v rámci projektu vyžaduje zamerať sa na niektoré kľúčové oblasti.
Posúdiť kľúčové ukazovatele výkonnosti (KPI)
Priemysel 4.0 môže pomôcť dosiahnuť zlepšenie kvality produktov, efektívnosti, dostupnosti výroby a spotreby energie. Spoločnosti musia identifikovať svoje relevantné KPI v týchto oblastiach a sledovať ich pred implementáciou projektu, počas nej a po jej ukončení. Týmto spôsobom môžu výrobcovia preukázať návratnosť investícií. Nové koncepty Priemyslu 4.0 môžu viesť k efektívnejším postupom a zlepšeniu výsledkov aj z hľadiska kontroly a dodržiavania kvality, napríklad včasnejším sprístupnením údajov. Vďaka tomu by bolo možné skôr reagovať na vzniknuté odchýlky a dostať ich späť do požadovaných tolerancií, čím sa zabráni stratám a udrží sa vysoká kvalita produktu.
Nájdite úzke miesta
Najlepšou stratégiou implementácie Priemyslu 4.0 je zamerať sa na oblasti s najväčším potenciálom na zlepšenie, ktoré by mohlo zvýšiť ziskové marže. Zameraním sa na tieto úzke miesta možno údaje použiť na stanovenie akcií, ktoré zlepšia výkon. Primeraná návratnosť investícií sa najlepšie dosahuje prostredníctvom malých projektov, ktoré môžu vykazovať merateľné zlepšenie v priebehu 90 až 120 dní.
„Pri takýchto menších projektoch netrvá dlho a uvidíte, ako by sa mohla kvalita produktu a procesu zlepšiť s údajmi, ktoré ešte neboli nikdy k dispozícii.“Kevin Goohs,
Omega Engineering
„Aby ste dosiahli požadovanú návratnosť investícií, začnite najprv integráciou údajov a následne s pilotným projektom. Potom môžete začať odhaľovať súvislosti týkajúce sa vašich zariadení, ktoré ste ešte nikdy nevideli. Pri takýchto menších projektoch netrvá dlho a uvidíte, ako by sa mohla kvalita produktu a procesu zlepšiť s údajmi, ktoré ešte neboli nikdy k dispozícii,“ konštatuje Kevin Goohs, riaditeľ stratégie implementácie internetu vecí a špecialista na riešenia monitorovania procesov a snímania v spoločnosti Omega Engineering, partnera spoločnosti Farnell.
Efektívnejšie využívať zamestnancov
Vzhľadom na problémy s pracovnou silou a nedostatkom zručností, ktoré ovplyvňujú prevádzku každej spoločnosti, je prvoradou úlohou lepšie využitie toho, čo môže byť drahý zdroj. Používanie techník Priemyslu 4.0 znamená lepšie a efektívnejšie využitie pracovnej sily tým, že sa vyhnete potrebe fyzického zberu údajov z meracích zariadení a zaznamenávania výsledkov na papier. Rýchlejšie a presnejšie údaje zaisťujú lepšiu kvalitu a menej sťažností, čím sa zvyšuje kvalita a efektívnosť v celom závode a dosahuje vysoká celková návratnosť investícií.
Rýchly prístup k dobrým údajom
Dosiahnutie merateľnej návratnosti investícií často závisí od rýchleho prístupu k údajom, ktoré môžu ukázať, kde možno dosiahnuť zlepšenia v primeranom časovom rozsahu. Tieto údaje treba agregovať prostredníctvom informačných obrazoviek so základnými informáciami a poznatkami, ktoré manažéri potrebujú.
Nové inteligentné technológie uľahčujú rýchle zhromažďovanie a triedenie údajov, čo následne uľahčuje správu, monitorovanie a zdôvodňovanie návratnosti investícií. Partner spoločnosti Farnell spoločnosť Advantech ponúka množstvo riešení na zber údajov, od inteligentných snímačov až po moduly so vstavanou inteligenciou. Ponúka tiež backendové riešenia, ktoré používateľom umožňujú využívať rôzne typy výpočtov návratnosti investícií, ako je celková efektívnosť zariadenia (OEE) a spotreba energie. „Naše moduly poskytujú backendovú inteligenciu na jednoduchú a rýchlu premenu údajov na prehľady, ktoré sú okamžite dostupné najvyšším úrovniam v podniku. Ľudia vo vedení nepotrebujú analýzu vibrácií ani údaje o vzorke oleja. Čo však potrebujú, je vedieť, ako tieto veci ovplyvňujú výrobnú linku. Ako to ovplyvňuje počet vyrobených produktov a konečný výsledok? Aká je cena nepodarkov?“ vysvetľuje Matt Dentino, manažér priemyselného internetu vecí v spoločnosti Advantech v Severnej Amerike. „To všetko teraz možno integrovať do informačných obrazoviek, ktoré sa dajú ľahko vytvoriť a ktoré vám poskytnú návratnosť investícií. Na určenie vašej spotreby energie už nepotrebujete niekoho, kto bude vykonávať fyzické merania. Tieto čísla sa teraz dajú dokopy v priebehu pár minút či sekúnd.“
„Ľudia vo vedení nepotrebujú analýzu vibrácií ani údaje o vzorke oleja. Čo však potrebujú, je vedieť, ako tieto veci ovplyvňujú výrobnú linku.“Matt Dentino,
Advantech Severná Amerika
Náklady na prestoje
Prerušenie výroby v dôsledku zlyhania zariadenia môže v krátkom čase stáť mnoho stoviek tisíc eur. Napríklad analýza spoločnosti ABB Motors načrtla potenciálne náklady, ktoré môžu vzniknúť v prípade poruchy motora [1]. Analýza sa zamerala na motor s výkonom 315 kW s účinnosťou 95,5 %, používaný v spojitom procese. Pri cene energie 11 centov/kWh a pri prevádzke motora 8 400 hodín ročne by náklady na jeho prevádzku počas 20-ročnej životnosti predstavovali takmer 7 mil. eur. To je extrémne vysoké v porovnaní s typickou nákupnou cenou motora okolo 20 000 eur.
Náklady na prestoje motora sú však rovnako významné. Analýza uvádza príklad motora používaného v ropnom a plynárenskom priemysle, kde by takáto porucha mohla viesť k stratám 250 000 eur za hodinu. To znamená, že jediné zastavenie na desať hodín počas 20-ročnej životnosti motora by viedlo k stratám 2,5 mil. eur.
Investície do technológií Priemyslu 4.0 možno odôvodniť odvolaním sa na tieto typy potenciálnych strát. Bežne sú spôsobené nedostatkom skúseností s prediktívnou údržbou, ktorá využíva údaje a analýzy na určenie toho, ktorým strojom hrozí výpadok, a to dlho predtým, ako sa to naozaj stane.
Alexandra Rangel je aplikačnou techničkou National PowerXpert z divízie energetických komponentov spoločnosti Eaton so zameraním na merače, relé a digitálny softvér. Načrtla dôležitosť prediktívnej údržby založenej na údajoch pri dosahovaní požadovanej návratnosti investícií týmto spôsobom: „Ľudia, ktorí zabezpečujú prevádzku a údržbu technológií, začínajú odchádzať do dôchodku a ich znalosti sa neprenášajú.“ Mnoho prevádzok a podnikov začína uvažovať o prediktívnej, a nie preventívnej údržbe.
„Schopnosť zhromažďovať údaje o rôznych parametroch stavu systému alebo prijímať upozornenia z každého komponentu a triediť ich na centrálnom mieste je mimoriadne dôležitá.“Alexandra Rangel,
Eaton
„Schopnosť zhromažďovať údaje o rôznych parametroch stavu systému alebo prijímať upozornenia z každého komponentu a triediť ich na centrálnom mieste je mimoriadne dôležitá,“ hovorí A. Rangel. „Umožňuje ľuďom predpovedať, čo uprednostniť v ďalšom kole údržby, pretože údaje ukazujú, že niečo nie je v poriadku, prípadne aktívne zasiahnuť skôr, ako sa niečo stane. Plánovaná „preventívna“ údržba sa vykonáva, ako už tento pojem naznačuje, pravidelne, ale niekedy to znamená, že sa vykonáva, keď netreba. Okrem toho môžu chýbať indikátory toho, že sa niečo pokazí, pretože nikto nehľadá problém na niečom, čo opravoval minulý mesiac. Najdôležitejšia vec, ktorú treba zvážiť, je, koľko by to stálo, keby toto zariadenie vypadlo. Čo ak to zastaví celé vaše výrobné zariadenie? A ak tento proces trvá osem hodín, koľko strácate tým, že nemôžete vyrábať? Takže schopnosť zhromažďovať údaje a robiť o nich inteligentné rozhodnutia je niečo, čo je z hľadiska návratnosti investícií rozhodujúce.“
Záver
Využitie technológie internetu vecí a techník Priemyslu 4.0 vo výrobnom prostredí prináša veľké výhody, ale aj značné výzvy. Jednou z nich je zdôvodnenie nákladov na navrhované riešenia preukázaním, že môžu priniesť primeranú návratnosť investícií.
Významní dodávatelia riešení Priemyslu 4.0, ako sú Red Lion, Advantech a Eaton, ktorých produkty sú dostupné prostredníctvom spoločnosti Farnell, môžu výrobcom pomôcť vyrovnať sa s týmito výzvami a zabezpečiť, aby sa im prechod na Priemysel 4.0 podaril. „Myslím si, že postupom času bude návratnosť investícií zrejmá. Buď sa toho stanete súčasťou, alebo budete mať pomaly problém s tým, ako dobre dokážete prevádzkovať svoje zariadenie. Návratnosť investícií skutočne poslúži ako zlepšenie vašej schopnosti konkurovať na trhu a zlepšenie kvality vašich produktov,“ uzatvára Kevin Goohs zo spoločnosti Omega Engineering.
Zdroj: [1] Wood, R.: What is the real cost of owning a motor? ABB. [online]. Publikované 1. 9. 2018.