200 executivos de produção informam por onde começar as fábricas digitais
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No tema quente da fábrica digital, a PricewaterhouseCoopers Alemanha lançou uma pesquisa de mercado quantitativa sobre 200 executivos seniores de grandes setores industriais e de manufatura no primeiro semestre de 2017, e mais empresas líderes do setor. Os executivos conduziram entrevistas em profundidade. Os executivos que participaram da pesquisa foram tomadores de decisão em seus campos de desenvolvimento de produto, produção ou tecnologia. Através das quatro dimensões de estratégia, eficácia, tecnologia e talento (ver Figura 1), o relatório explora em detalhes a força motriz por trás das fábricas digitais e pode fornecer alguma referência para as empresas chinesas que planejam construir fábricas digitais.
Estratégia
A fábrica digital tem uma posição estratégica alta nas mentes de alto nível: os resultados da pesquisa mostram que 91% das empresas industriais estão investindo em fábricas digitais, mas apenas 6% de suas fábricas são “completamente digitalizadas”.
A digitalização pode fornecer melhor suporte de produção para os clientes: três quartos dos entrevistados que planejam investir em fábricas digitais dizem que estão mais próximos dos clientes por meio de fabricação localizada e que a produção flexível e personalizada é dois dos principais fatores que contribuem para o investimento.
A fábrica digital está avançando na “manufatura alemã / européia”: um total de 93% dos entrevistados que planejam investir em fábricas digitais dizem que pretendem transferir algumas ou todas as suas fábricas digitais para a Alemanha nos próximos cinco anos. 77% do investimento nos próximos cinco anos será usado para construir uma nova fábrica digital ou expandir. A digitalização está fortalecendo a competitividade dos centros industriais europeus.
Sem a intenção de uma fábrica digital, as empresas podem perder competitividade no futuro. Atingir uma fábrica digital requer investimento de capital e é necessário trabalhar com partes interessadas internas e externas para promover a inovação aberta. Por exemplo, a Philips adotou essa abordagem na fábrica de Drachten (consulte "Philips: Inovação e colaboração"). Além disso, é necessário contratar e treinar talentos, responder a muitas mudanças, criar confiança entre os funcionários e obter seu total apoio e contribuição total.
As empresas querem sobreviver no mercado altamente competitivo de hoje, e o foco no cliente é um elemento-chave. As empresas estão constantemente próximas de seus clientes e são capazes de responder às mudanças nas preferências do cliente de maneira mais oportuna. A mudança também pode ajudar a reduzir os custos de transporte e logística, e os clientes podem se beneficiar de produtos personalizados com custos de distribuição mínimos ou insignificantes.
Benefício
Retornos raros no curto prazo - o investimento em fábricas digitais é um movimento estratégico, e leva de dois a cinco anos para recuperar o investimento: quase metade dos entrevistados espera recuperar seu investimento em operações digitais dentro de cinco anos, enquanto apenas 3% entrevistador espera recuperar o investimento dentro de um ano.
As empresas esperam melhorar significativamente a eficiência em cinco anos: quase todos os entrevistados (98%) vêem os ganhos de eficiência como a principal razão para investir em fábricas digitais. Planejamento abrangente, melhor utilização de ativos, custo reduzido de qualidade e automação contribuem para ganhos de eficiência.
A maioria das empresas pesquisadas limitou o período de recuperação do investimento em fábrica digital a cinco anos. Por trás da decisão está um argumento comercial detalhado e uma consideração cuidadosa do investimento. À medida que as empresas se familiarizam mais com as várias soluções de fábrica digital, elas têm uma compreensão mais clara do tempo e do esforço necessários para implementá-las e, assim, fazem uma previsão mais conservadora do limite de tempo para retorno do investimento.
Além de melhorar a eficiência da fábrica, as fábricas digitais podem trazer outros benefícios. Por exemplo, no setor aeroespacial, algumas empresas estão usando soluções de fábrica digital para desenvolver projetos avançados de aeronaves e motores que quebram as limitações da fabricação tradicional. Além disso, as fábricas digitais podem ajudar as empresas a reduzir o consumo de energia e matérias-primas e alcançar metas de desenvolvimento sustentável. As empresas estão usando dados para melhorar a eficiência dos recursos, tornar a cadeia de suprimentos mais sensata, solicitar matérias-primas sob demanda e reduzir o estoque.
Mas o objetivo da empresa está longe de estar limitado a isso. Algumas empresas já estão planejando fábricas desacompanhadas onde a eletricidade será consumida sob demanda. De acordo com os dados mais recentes, o consumo de energia no setor industrial está em declínio desde 1990. No entanto, temos razões para acreditar que, com o auxílio das fábricas digitais, as empresas de produtos industriais ainda têm potencial para economizar energia.
Philips: inovação e colaboração
A Philips desenvolve produtos inovadores e de alta qualidade para o mercado global em Drachten. Nessa instalação, técnicos e trabalhadores de produção são responsáveis pelo gerenciamento do desenvolvimento e produção de produtos, apoiando o desenvolvimento e a produção conjuntos por meio de tecnologias digitais essenciais, como montagem automatizada, higiene digital, robótica, impressão 3D e análise de big data. Essas tecnologias digitais diferenciadas e inovadoras permitem o primeiro projeto correto, produção sem defeitos e cadeia de suprimentos orientada pela demanda. No futuro, a Philips planeja continuar a atualizar suas operações de produção e realizar pesquisa e desenvolvimento mais flexíveis em direção à personalização.
A fábrica Philips Drachten é uma representante do Drachten Innovation Cluster, que consiste de 16 empresas de fabricação de alta tecnologia no noroeste da Europa, atraindo talentos e outras empresas de alta tecnologia de todo o mundo. O cluster também trabalha em estreita colaboração com os governos locais e institutos de pesquisa para garantir e consolidar a posição da região de Drachten como uma grande cidade industrial no norte dos Países Baixos no futuro.
tecnologia
Interconexão interna e externa da planta por meio de um Sistema de Execução de Manufatura abrangente (MES): O primeiro passo na digitalização é interconectar a máquina com outros ativos por meio de uma infraestrutura compartilhada. O sistema MES pode planejar e controlar a produção em tempo real, melhorando a eficiência, a flexibilidade de produção e a utilização de ativos. Para maximizar os benefícios, os sistemas MES precisam ser integrados aos sistemas ERP, permitindo que as empresas digitalizem não apenas os processos internos, mas também digitalizem toda a cadeia de suprimentos.
Tecnologias como robótica colaborativa, higiene digital ou realidade aumentada impulsionam operações mais enxutas e maior produtividade: tecnologias digitais que ajudam os funcionários a aumentar produtividade e produtividade, melhorar processos e qualidade de produtos estão rapidamente ganhando popularidade - empresas que adotam essas tecnologias nos próximos cinco anos espera-se que duplique. A colaboração entre trabalhadores e máquinas é uma área chave do desenvolvimento, e a expressão da fábrica virtual de gêmeos digitais nasceu. As soluções relacionadas à realidade aumentada ajudam os funcionários a produzir produtos sem defeitos.
As empresas tomam decisões mais informadas por meio de análise preditiva de dados e aprendizado de máquina: a inteligência artificial e a análise de dados são a força motriz das fábricas digitais e mais da metade das empresas de pesquisa adotaram algoritmos inteligentes para tomar decisões operacionais mais razoáveis. . A interconexão total dentro da fábrica e dentro do ecossistema da empresa, bem como a aplicação inteligente da informação, serão indispensáveis para manter a competitividade.
Realize interconexão interna e externa de fábricas usando MES
O ritmo da interconexão inteligente nas fábricas está se acelerando. Muitas empresas adotaram a tecnologia de rede para conectar componentes, máquinas, gerenciamento de produção, veículos de transporte, trabalhadores e até produtos entre si por meio de sensores como MES, que usam sensores para ler e identificar os dados no chip e transmiti-los à plataforma de dados. (veja a Figura II). Por exemplo, a Bosch Rexroth lançou um piloto global de tecnologia de rastreamento de identificação baseado em frequência na fábrica de Homburg (veja “Bosch Rexroth: Personalização de Massa via Interconexão”).
O planejamento e controle em tempo real com informações é possível através do uso de MES
Ao usar o MES, é possível usar informações para planejamento e controle em tempo real: para perceber ou prever eventos inesperados com base na análise de dados e para gerar ações relevantes para resposta ou otimização. Algumas empresas também desenvolveram um sistema de monitoramento de armazenamento baseado em sistema para evitar a indisponibilidade de estoque e otimizar os níveis de estoque.
Muitas empresas também estão olhando para fora das fábricas digitais e se esforçam para integrar horizontalmente toda a cadeia de valor, desde fornecedores, redes de produção até clientes. Um sistema de rastreamento mais avançado, associado a uma conexão dinâmica com o sistema ERP, torna os dados transparentes e permite a análise de dados para otimizar todo o planejamento da cadeia de suprimentos.
Bosch Rexroth: personalização em massa através da interconexão
A Bosch Rexroth construiu uma fábrica líder para o programa Indústria 4.0 na base Humboldt de 50 anos, com aproximadamente 700 funcionários. É uma das primeiras empresas a praticar o Industry 4.0.
Como fabricante de controles industriais e móveis, equipamentos hidráulicos e uma pequena empresa piloto dentro do Grupo Bosch, a fábrica da Humboldt é usuária do programa Indústria 4.0 e fornecedora. A planta gira em torno da estratégia central de alto nível e estabelece uma base sólida para a implementação bem-sucedida e o uso da digitalização e da interconexão. A fábrica da Humboldt trabalha com as outras plantas piloto do Grupo, com a tecnologia de montagem regional de produtos Bosch Rexroth e com a equipe do projeto Bosch Connected Industry para integrar e coordenar para garantir eficiência e eliminar a redundância. Sob a orientação dessas tecnologias, as fábricas desenvolveram várias soluções para estabelecer padrões que podem ser promovidos em outras fábricas. Cada fábrica também aproveita os serviços globais, como o Bosch Cloud ou o Enterprise IT Architecture nas redes Bosch, para obter economias de escala.
A Bosch Rexroth usa uma variedade de tecnologias inovadoras, incluindo outdoors dinâmicos sem papel, produtos autoguiados, unidades de trabalho independentes, identificação automática de funcionários e produtos e inspeção de qualidade em tempo real. Por meio de parcerias com tecnologias comprovadas, como sinalização eletrônica e separação por RFID, a fábrica da Humboldt pode aumentar a eficiência e a produtividade, enquanto produz mais variantes de produtos na linha de montagem.
Use a tecnologia digital para aumentar a produtividade e melhorar os processos
Muitas empresas também planejam usar uma variedade de tecnologias digitais para ajudar os funcionários a melhorar a produtividade e melhorar os processos. Algumas empresas estão usando aplicativos móveis para ajudar os funcionários a colaborarem melhor remotamente. A robótica e outras tecnologias digitais também tornam os trabalhadores mais fáceis, seguros e eficientes. Os robôs colaborativos não apenas completam as tarefas especificadas pela pré-programação, mas os trabalhadores também podem “treinar” esses robôs de forma interativa. Eles não precisam gastar muito tempo programando, apenas repitam suas ações. Descobrimos que a colaboração humano-computador é uma área-chave de desenvolvimento e uma área que as empresas precisam prestar muita atenção. Enquanto muitas empresas se concentram em melhorar a visualização e a automação de processos, poucas empresas planejam adotar tecnologias apropriadas para aumentar a aceitação da colaboração homem-máquina.
Combinando a geração digital de produtos e linhas de produção, é possível simular e testar novos processos de produção e otimizá-los antes do start-up real.
Atualmente, é possível apresentar digitalmente produtos, equipamentos, linhas de produção inteiras e infraestrutura de fábrica, a chamada “higiene digital”. Essa tecnologia é usada principalmente na fase de desenvolvimento de produto ou planejamento de produção para melhorar a eficiência do processo de desenvolvimento, melhorar a qualidade e facilitar o compartilhamento de informações entre as partes interessadas. Combinando a geração digital de produtos e linhas de produção, é possível simular e testar novos processos de produção e otimizá-los antes do start-up real. Se você puder usar gêmeos digitais com seus parceiros, poderá otimizar melhor seus processos para correspondência. A higiene digital também é a base de muitas aplicações, como realidade virtual, realidade aumentada e manutenção remota.
Vale a pena notar que a tecnologia de fábrica digital mais popular, mesmo as mais prováveis de serem adotadas em cinco anos, ainda é baseada no pipeline do modelo tradicional. Nesse caso, pode ser necessário refletir fundamentalmente sobre a estratégia de manufatura ou mesmo sobre o modelo de produção da empresa (como equipamentos de produção modular, processos de produção flexíveis etc.), mas muitas empresas não estão dispostas a assumir esse risco. Acreditamos que as empresas precisam desenvolver uma estratégia digital a partir de uma perspectiva global com base na estratégia geral de negócios e no desenvolvimento de tecnologia.
Apoiar a tomada de decisão através da análise de dados
Os dados são fundamentais para as fábricas digitais e exigem investimentos significativos em análise de dados e integração de sistemas. Com sensores, as futuras plantas digitais podem gerar grandes quantidades de dados. À medida que as capacidades tecnológicas em integração de dados e memória continuam a melhorar, a integração em tempo real de fábricas digitais e ecossistemas da cadeia de suprimentos torna-se possível. Os dados gerados por equipamentos mecânicos são transferidos para sistemas MRS e ERP, até mesmo fornecedores e clientes, permitindo que as empresas interajam com o fornecimento em tempo real de dados críticos de oferta e demanda em toda a cadeia de suprimentos. No futuro, as fábricas digitais poderão planejar vários cronogramas de manutenção e desligamento durante os períodos de produção, em que a demanda do cliente é insuficiente para otimizar as margens de lucro.
Alcançar a conectividade total dentro da fábrica e em todo o ecossistema corporativo, bem como o uso inteligente da informação, será uma opção indispensável para as empresas se manterem competitivas. Muitas empresas reconheceram isso e estão trabalhando muito para desenvolver seus recursos de big data.
Talento
Produção digital significa criar uma força de trabalho digital: as fábricas digitais precisam de uma nova maneira de trabalhar. A composição da força de trabalho mudará e as empresas precisarão recrutar e reter os talentos certos. Os cientistas de dados precisam encontrar algoritmos inteligentes para melhorar o desempenho operacional, e a interação humano-computador requer novas habilidades. Programas de treinamento digital e o recrutamento de “nativos digitais” externos garantem fábricas digitais bem-sucedidas.
A transformação digital deve ser iniciada pelos principais líderes e começar imediatamente: a transformação digital das empresas requer liderança e orientação de alto nível. Como os concorrentes em todo o mundo seguem o caminho digital, as empresas precisam agir agora.
As fábricas digitais precisam de uma maneira diferente de trabalhar e as empresas precisam criar uma força de trabalho digital. Para garantir que haja trabalhadores suficientes com as habilidades necessárias para uma fábrica digital, as empresas precisam trabalhar ativamente com negócios, política e academia para lidar com a falta de talentos qualificados. É claro que o investimento em treinamento e educação é caro, mas o aumento da receita através de melhorias na eficiência pode compensar esse investimento e também permite que os funcionários aproveitem os benefícios do aumento dos salários. Além disso, as qualidades que os talentos precisam também estão passando por mudanças significativas. A demanda por trabalhadores de oleodutos em fábricas digitais será reduzida, e mais analistas de dados e programadores serão necessários.
A solução para o problema não é apenas recrutar mais talentos e treinar funcionários existentes. Os executivos seniores devem liderar pelo exemplo para liderar toda a transformação digital e implementar o espírito de aprendizado contínuo em toda a empresa, construindo uma cultura corporativa orientada para o digital, de cima para baixo.
Quer experimentar a fábrica digital em primeira mão? Quer se aprofundar no berço da Indústria 4.0 para testemunhar a eficiência e a eficiência da digitalização? A oportunidade está chegando - em abril de 2018, "Into the Hanover decodificação inteligente fabricação" KECL Media GP CLUB Alemão Indústria 4.0 Study Tour O regimento é atingido com força!
A primeira parada, iremos para a Feira Industrial de Hannover. Na Hannover Messe 2018, com o tema “Integração Industrial - Conexão e Colaboração”, com foco no enorme potencial da transformação digital, será realizada novamente. A integração acelerada de setores e sistemas industriais, a integração inteligente dos processos de produção e logística e as mesmas questões que precisam ser enfrentadas na construção dessas impressoras inteligentes, podem ser respondidas em Hanover.
A segunda parada, vamos para a famosa empresa inteligente alemã para transferir. Diz-se que a Indústria 4.0 foi totalmente utilizada na produção real da Mercedes-Benz. Para o pioneiro da Indústria 4.0 e o robô KUKA, um dos principais fabricantes mundiais de robôs industriais, você também está curioso sobre o processo de produção de sua linha de produção inteligente e seu braço robótico grande? Entrando no modelo da indústria Alemã 4.0, sinta a empresa digital realmente encantadora.
Na terceira parada, iremos a uma empresa de impressão local na Alemanha. Organizaremos quase metade do itinerário para nos comunicarmos com colegas da indústria de impressão local na Alemanha. Além da bem conhecida Heidelberg, Manroland e KBA, a Mainfranken Printing Company é também a empresa internacional de impressão listada, assim como a Frankfurt Briefing Printing Co., Ltd., a Munich Media Group Printing Factory ... A impressão bem conhecida da Alemanha as empresas são bastante. Onde estamos indo? O mistério será revelado naquele tempo.