Το Siemens Electronics Works Amberg (EWA) στη Γερμανία συγκαταλέγεται πλέον ανάμεσα στα Lighthouse Factories του World Economic Forum. Το Manufacturing αναλύει τις εφαρμογές τεχνολογιών Industry 4.0, που οδήγησαν το εργοστάσιο στην ένταξή του σε αυτό το σημαντικό παγκόσμιο δίκτυο.

Το έξυπνο εργοστάσιο, στην ολοκληρωμένη του μορφή, αντιπροσωπεύει ένα άλμα προς τα εμπρός σε σχέση με την παραδοσιακή αυτοματοποίηση, προς ένα πλήρως συνδεδεμένο και ευέλικτο σύστημα, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιήσει μια συνεχή ροή δεδομένων από συνδεδεμένες λειτουργίες και συστήματα παραγωγής, για να μάθει, προσαρμοστεί, και εκτελέσει αυτόνομα ολόκληρες παραγωγικές διαδικασίες.
Σε αυτό το πλαίσιο, το εργοστάσιο Siemens Electronics Works Amberg (EWA) στη Γερμανία ξεχωρίζει για τη συστηματική εφαρμογή τεχνολογιών Industry 4.0, που αυξάνουν αποτελεσματικά και βιώσιμα την παραγωγικότητα και την κερδοφορία. Μαζί με το Siemens Electronic Works Chengdu (SEWC) στην Κίνα, το οποίο αποτελεί επίσης μέλος του World Economic Forum από το 2018, θεωρούνται εργοστάσια πρωτοπόρα στην ψηφιοποίηση των μονάδων παραγωγής και ανήκουν πλέον στις καλύτερες βιομηχανικές μονάδες του κόσμου, έχοντας επιτύχει με τη βοήθεια των νέων τεχνολογιών και της κατάλληλης κατάρτισης του ανθρώπινου δυναμικού της Siemens, 140% επιπλέον βιομηχανική παραγωγή με δύο φορές πιο πολύπλοκα προϊόντα, χωρίς αύξηση της ηλεκτρικής ενέργειας ή αλλαγή των πηγών ενέργειας.

Αξίζει να σημειωθεί ότι τo Global Lighthouse Network του World Economic Forum έχει δημιουργηθεί με στόχο να φέρει κοντά κορυφαίες παραγωγικές μονάδες από όλο τον κόσμο και να λειτουργήσει ως πλατφόρμα για την ανάπτυξη καινοτομιών, δημιουργώντας ευκαιρίες για συνεργασία και ανταλλαγή γνώσεων και δεξιοτήτων γύρω από τη βιομηχανία.

Οι παραγωγικές μονάδες του μέλλοντος
Στο Amberg, η Siemens χρησιμοποιεί νέες τεχνολογίες Industry 4.0, όπως η Τεχνητή Νοημοσύνη (Artificial Intelligence – AI), το edge computing, το υπολογιστικό νέφος (cloud) και την έξυπνη ρομποτική, πάνω στις οποίες μπορούν να δομηθούν οι παραγωγικές μονάδες του μέλλοντος, μετατρέποντας το εργοστάσιο σε κόμβο ψηφιοποίησης. Έτσι, το EWA λειτουργεί ως εργαστήριο δοκιμών για καινοτομίες, προϊόντα και υπηρεσίες, και συμβάλλει σημαντικά στη διαμόρφωση λύσεων, που μπορούν να βοηθήσουν τις παραγωγικές μονάδες ανά τον κόσμο να προσαρμοστούν στις νέες, απαιτητικές συνθήκες στο χώρο της βιομηχανίας και να πραγματοποιήσουν την ψηφιακή τους μετάβαση στο Industry 4.0.

Είναι χαρακτηριστικό, μάλιστα, ότι η ενημέρωση των επικεφαλής παραγωγής επιτυγχάνεται σε 12-36 ώρες νωρίτερα από την πιθανή εμφάνιση αστοχίας συστήματος, με πληροφορίες που είναι διαθέσιμες από την εφαρμογή Performance Insight στο Mindsphere, την πλατφόρμα cloud της Siemens.

Ο Δρ Βασίλης Χατζίκος, Country Head Digital Industries της Siemens A.E., αναφέρει σχετικά με τη φιλοσοφία και τα οφέλη του lean Digital Factory: «Η κατανόηση και η ανάλυση όλων των βημάτων παραγωγής, ξεκινώντας από τον σχεδιασμό του προϊόντος και της παραγωγικής διαδικασίας, είναι η βάση για τη μετάβαση στο Ψηφιακό Εργοστάσιο και στην κατεύθυνση αυτή βοηθούν τα σύγχρονα εργαλεία εξομοίωσης (Simulation) και Ψηφιακών Διδύμων (Digital Twin). Τα οφέλη που προκύπτουν είναι σίγουρα η επιτάχυνση της παραγωγής, η εξοικονόμηση πόρων, η βελτίωση της ποιότητας σε ποσοστό που προσεγγίζει το 100%, η πρόγνωση αποτελέσματος σε σχέση με δοκιμές ελέγχου και η αυτόματη προσαρμογή των μηχανών σε νέα δεδομένα χωρίς επαναπρογραμματισμό». Σύμφωνα με τον ίδιο, είναι επιτακτική η ανάγκη για αναλυτική γνώση της διεργασίας, η συγκέντρωση -με διαφάνεια- όλων των διαθέσιμων δεδομένων και η αξιοποίησή τους μέσω των κατάλληλων εργαλείων και αλγορίθμων, στο πλαίσιο της ολοκλήρωσης ΟΤ και ΙΤ στη βιομηχανική παραγωγή με χρήση νέων τεχνολογιών, όπως Edge Computing, Cloud Computing και AI.

Lean Digital Factory
Το εργοστάστιο στο Amberg, στο οποίο δοκιμάζονται συστηματικά νέες, πρωτοποριακές τεχνολογίες, ιδρύθηκε το 1989 και κατασκευάζει μια σειρά προϊόντων, συμπεριλαμβανομένων PLC τύπου Simatic. Σήμερα πάνω από 1.200 διαφορετικά προϊόντα κατασκευάζονται στο Amberg, ενώ περίπου 50 εκατομμύρια στοιχεία επεξεργασίας και δεδομένα προϊόντων πρέπει να αξιολογηθούν και να χρησιμοποιηθούν για τη βελτιστοποίηση, ώστε η παραγωγή στο EWA να λειτουργεί ομαλά και να επικεντρώνεται στην ανάπτυξη των δεξιοτήτων του και τη βελτίωση των συστημάτων. Οι διαδικασίες παραγωγής στο ίδιο το Amberg ελέγχονται, επίσης, από περίπου 1.000 εξαρτήματα Simatic. Οι λειτουργίες παραγωγής εδώ είναι σε μεγάλο βαθμό αυτοματοποιημένες, με μηχανήματα και ρομπότ να διαχειρίζονται ανεξάρτητα το 75% της αλυσίδας αξίας και το ανθρώπινο δυναμικό.

Οι λύσεις, που χρησιμοποιούνται μπορούν να επεκταθούν σε ολόκληρο το δίκτυο παραγωγής Digital Industries, έχοντας συστηματικά ως κινητήρια δύναμη το πρόγραμμα της Siemens για τον ψηφιακό μετασχηματισμό, Lean Digital Factory. Αξιοποιώντας όλα τα απαραίτητα στοιχεία για έναν επιτυχημένο ψηφιακό μετασχηματισμό – μια συνεχής γκάμα τεχνολογιών, προτύπων και εφαρμογών, που οδηγούν από την απλή σύνδεση αντικειμένων στο Διαδίκτυο στις πιο εύκολες και πιο περίπλοκες εφαρμογές που χρησιμοποιεί το IIoT (industrial Internet of Things), από το πάτωμα του καταστήματος μέχρι το cloud, και αφορούν την ανεμπόδιστη συλλογή, ανάλυση και σύνδεση δεδομένων από τους προμηθευτές μέχρι τους πελάτες της εταιρείας.
Αξίζει να σημειωθεί ότι το EWA βασίζεται σε μια εξατομικευμένη λύση ασφαλείας για την ελαχιστοποίηση του κινδύνου κυβερνοεπιθέσεων στην υποδομή του δικτύου. Με απλά λόγια, τα εξαρτήματα και οι λύσεις λογισμικού, η βιομηχανική επικοινωνία, η ασφάλεια στον κυβερνοχώρο και οι υπηρεσίες συντονίζονται άριστα. Οι γραμμές παραγωγής είναι απρόσκοπτες, χάρη στη συνεπή, οριζόντια και κάθετη ολοκλήρωση από την αρχή μέχρι το τέλος.

Σύγχρονες προκλήσεις
Η πανδημία του COVID-19 έχει δημιουργήσει πρωτοφανείς δυσκολίες σε παγκόσμιο επίπεδο, έχοντας σημαντικό αντίκτυπο και στον βιομηχανικό κόσμο, που αντιμετωπίζει επείγουσες και ταχέως μεταβαλλόμενες προκλήσεις σε σχέση με τη ζήτηση για αγαθά και τις συνθήκες παραγωγής τους. Σε αυτό το πλαίσιο, οι βιομηχανικές επιχειρήσεις καλούνται να προσαρμοστούν γρήγορα στις νέες συνθήκες ώστε να διατηρήσουν τη λειτουργία τους, ακόμα και όταν το ανθρώπινο δυναμικό εργάζεται από το σπίτι. Αυτό απαιτεί τη δυνατότητα ενίσχυσης των συστημάτων χωρίς να υπερφορτωθούν, την έγκαιρη προμήθεια υλικών και ανταλλακτικών, καθώς και τη συσκευασία μεγαλύτερων ποσοτήτων πολύ πιο γρήγορα.

Ποιος είναι, όμως, ο ρόλος του ανθρώπινου δυναμικού σε ένα πλήρως αυτοματοποιημένο εργοστάσιο; Ο Δρ Χατζίκος επισημαίνει σχετικά: «Οι ενδείξεις που έχουμε από τα πλήρως αυτοματοποιημένα εργοστάσια της Siemens, όπως είναι αυτό στο Amberg, δείχνουν ότι ο ρόλος του ανθρώπινου δυναμικού είναι απαραίτητος και πολύ σημαντικός για τη βιωσιμότητά τους. Στην ουσία, το ψηφιακό περιβάλλον απαιτεί την ύπαρξη εξειδικευμένου και καταρτισμένου προσωπικού, που θα έχει τις κατάλληλες γνώσεις και δεξιότητες ώστε να μπορεί να εντοπίζει και να υποδεικνύει τις αλλαγές εκείνες που πρέπει να υιοθετήσει ένα εργοστάσιο για να προχωρήσει με τον ψηφιακό μετασχηματισμό του. Γιατί, η ψηφιοποίηση είναι μια συνεχής διαδικασία που δεν έχει τέλος, και αφορά κυρίως στους ανθρώπους και μετά στα μηχανήματα». Άλλες παγκόσμιες προκλήσεις είναι εξίσου επιτακτικές. Ο παγκόσμιος πληθυσμός αυξάνεται και μαζί του η ζήτηση για τρόφιμα, νερό, ενέργεια και άλλες ανάγκες. Παράλληλα, οι καταναλωτές θέλουν προϊόντα που είναι εξατομικευμένα, υψηλής ποιότητας, ασφαλή, υγιεινά, και επίσης φιλικά προς το περιβάλλον. Όλα αυτά μπροστά στους περιορισμένους πόρους του πλανήτη μας.

Ψηφιακός μετασχηματισμός
Η ολοκληρωμένη ψηφιοποίηση και ο αυτοματισμός αλλάζουν ριζικά τη βιομηχανία και τη βοηθούν να αντιμετωπίσει ουσιαστικά τις παραπάνω προκλήσεις. Αξιοποιώντας τις τεχνολογίες του Industry 4.0 και μέσα από τη διαρκή καταγραφή, σύνδεση και ανάλυση δεδομένων, οι βιομηχανικές εταιρείες μπορούν να κυριαρχήσουν σε αυτά τα πολύπλοκα και διαρκώς μεταβαλλόμενα ζητούμενα, ανακαλύπτοντας συνεχώς νέους τρόπους να αναπτύσσονται και να αυξάνουν την παραγωγή τους. Στο Siemens Electronics Works Amberg, οι μελλοντικές τεχνολογίες πραγματοποιούν ήδη το επόμενο στάδιο του ψηφιακού μετασχηματισμού χάρη στο Digital Enterprise.

Το χαρτοφυλάκιο λύσεων Digital Entreprise της Siemens δίνει τη δυνατότητα σε βιομηχανικές εταιρείες όλων των μεγεθών να εφαρμόζουν τρέχουσες και μελλοντικές τεχνολογίες για τον αυτοματισμό και την ψηφιοποίηση, ώστε να αξιοποιήσουν πλήρως τις δυνατότητες του Industry 4.0 και να ετοιμαστούν για το επόμενο επίπεδο του ψηφιακού τους μετασχηματισμού. Για παράδειγμα, ο κύκλος παραγωγής βρίσκεται στα 8 δευτερόλεπτα ανά προϊόν, καθώς τα στοιχεία της παραγωγής δοκιμάζονται και βελτιστοποιούνται σε ψηφιακό επίπεδο, χάρη στη δυνατότητα εξομοίωσης μέσω Digital Twin.

Σε αυτό το πλαίσιο, μάλιστα, ο Δρ Χατζίκος σημειώνει: «Ως Siemens A.E., έχουμε ήδη ξεκινήσει να προσφέρουμε λύσεις και τεχνολογίες Industry 4.0, προσφέροντας τις δυνατότητες για την ψηφιακή μεταστροφή της ελληνικής βιομηχανίας. Για παράδειγμα, το Ψηφιακό Δίδυμο (Digital Twin) ενσωματώνεται πλέον ολοένα και περισσότερο σε έργα για τη βελτιστοποίηση της παραγωγής, την πρόληψη αναγκών, τη διαχείριση ανθρώπινου δυναμικού και την πρόβλεψη συντηρήσεων. Λειτουργώντας και σχεδιάζοντας λύσεις σε ένα ψηφιακό περιβάλλον, έχουμε τη δυνατότητα της βέλτιστης δημιουργίας τεχνικών λύσεων χωρίς να επηρεάζεται η διεργασία (process) στην παραγωγή αποφεύγοντας μη επιθυμητά down times. Παράλληλα, οι Cyber Security λύσεις μας σε συνδυασμό με το central shop floor data collection από τις παραγωγικές γραμμές, έχουν προσελκύσει το ενδιαφέρον των μεγαλύτερων βιομηχανικών μονάδων της χώρας μιας και προσθέτουν τη δυνατότητα συλλογής των δεδομένων της παραγωγής σε κεντρικά σημεία καθώς και μελλοντικής επεξεργασίας. Στόχος μας είναι στο άμεσο μέλλον να τυποποιηθούν αυτές οι εφαρμογές, που θα φέρνουν μεγαλύτερη προστιθέμενη αξία στους πελάτες μας».

Το «έξυπνο» εργοστάσιο αποτελεί, λοιπόν, από μόνο του μία σημαντική πρόκληση για κάθε μεταποιητική επιχείρηση, που θα αποφασίσει να προχωρήσει στην υλοποίηση του. Τόσο οι βασικές προκλήσεις, όσο και μια σειρά κρίσιμων παραγόντων επιτυχίας θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη, βάσει και των χαρακτηριστικών και ιδιαιτεροτήτων της κάθε επιχείρησης. •