Marginal Column

Time-to-Market: szybsi dzięki oprogramowaniu

Inżyniering, symulacje i integracja sieciowa to dobitna odpowiedź na wymóg skrócenia cyklów produkcyjnych oraz malejące serie.

 

Krótsze cykle produkcyjne i coraz mniejsze serie wywierają presję na czasy prac badawczo-rozwojowych i dostaw. Przykład z branży motoryzacyjnej unaocznia tę zmianę wymogów: jeszcze w latach dziewięćdziesiątych linie obrabiarkowe, które w krótkim czasie produkowały dużą liczbę silników jednego typu, były optymalnym rozwiązaniem stosowanym w produkcji.

Jednak coraz większa liczba modeli i krótsze cykle życia produktów wymagały od producenta większej elastyczności. Dziś na jednej linii produkowanych jest kilka typów silnika. Wszechstronne centra obróbcze wspólnie obrabiają jeden element w gnieździe wytwórczym. Jednak ta wszechstronność maszyn w dużym stopniu została już wyczerpana. Aby w szybki i ekonomiczny sposób dojść do produkowania minimalnych serii, stosuje się obecnie innowacyjne rozwiązania programistyczne.

Bez prototypu i bez stresu

Już na samym początku cyklu życia produktu projektanci korzystają z narzędzi do symulacji. Narzędzia pomagają znacznie skrócić czas prac badawczo-rozwojowych i umożliwiają określenie właściwości produktu już w fazie modelowania 3D. Następnie podczas badania symulacyjnego systemów można obserwować dynamiczne zachowanie maszyny w każdej możliwej sytuacji, gdyż z dostępnych zadań maszyn i procesów napędowych powstają obliczalne korelacje matematyczne. Znacząco skraca to czas prób na stanowiskach badawczych, umożliwia wczesne wykrycie możliwych błędów, a także usunięcie ich niskim kosztem.

To poważna korzyść, zwłaszcza że koszty usunięcia błędów w okresie od opracowania pomysłu aż do przygotowania go do produkcji seryjnej rosną z każdą fazą dziesięciokrotnie. Jednak skrócone fazy testów to tylko dźwignia pomagająca zaoszczędzić czas i obniżyć koszty. Na początku prac badawczo-rozwojowych symulacje są pomocne w weryfikacji ogólnej wykonalności bez konieczności konstruowania drogich i czasochłonnych prototypów.

W przypadku projektowania komponentów korzystanie z narzędzi do symulacji pomaga zapobiec tworzeniu zbyt dużych konstrukcji i prowadzi do rozwiązań efektywnych zarówno pod względem zużycia materiałów, jak i energii. Podczas uruchamiania oprogramowanie symuluje działanie gotowej maszyny lub komponentu w przewidzianym dla niego miejscu i umożliwia korektę parametrów bez konieczności przerywania procesu.

Dlatego symulacja jest efektywnym narzędziem obniżania kosztów, zapewnienia jakości oraz skróconego Time-to-Market. Przykłady pokazują, że narzędzia symulacyjne mogą skrócić czas prac badawczo-rozwojowych z dwóch lat do sześciu miesięcy, a więc nawet o 75%.

Kompetencje i automatyzacja

Aby sukcesy te stały się możliwe do osiągnięcia, należy na samym początku jasno zdefiniować przedmiot prac badawczo-rozwojowych. Bez kompetencji działu sprzedaży – doświadczeń klientów, kontaktów z klientami i know-how – najdoskonalsza technika będzie bezużyteczna. Także dalsze optymalizacje możliwe są głównie dzięki intensywniejszej współpracy partnerów w dziedzinie rozwoju.

Dotyczy to także kolejnego kroku w tej dziedzinie, a mianowicie pewnego rodzaju automatyzacji sprzedaży, jaki postuluje w swoim wywiadzie prof. Alexander Verl, Prezes działu marketingu technologii i modeli biznesowych Fraunhofer Gesellschaft.

Oprogramowanie w łańcuchu kreacji wartości

W procesie produkcji możliwe jest podniesienie wydajności poprzez konsekwentne zintegrowanie technik automatyzacji produkcji ze światem technologii informatycznych – jest to główne hasło Przemysłu 4.0. Powiązanie tych istniejących dotychczas osobno światów umożliwi użytkownikom przemysłowym kojarzenie ze sobą najróżniejszych maszyn, które wraz z systemem informatycznym przedsiębiorstwa tworzyć będą autonomiczny system. W przypadku zmiany wymagań system jest w stanie samodzielnie je koordynować i szybko dopasować się do nowej sytuacji. Procesy produkcyjne stają się bardziej elastyczne, szybsze, a przez to także tańsze.

Jeżeli w sieci znajdują się także maszyny należące do klientów, zintegrowane np. za pośrednictwem rozwiązań bazujących na chmurze obliczeniowej, skróceniu mogą ulec także terminy dostaw: komunikaty błędów szybko docierają do serwisu, zamówienia na potrzebne części zamienne są bezpośrednio kierowane do produkcji. Jednak w każdym przypadku należy sprawdzić, czy nakłady związane z dodatkowymi punktami dostępu, wymaganą mocą obliczeniową chmury oraz wdrożeniem technologii inteligentnych rzeczywiście będą opłacalne.

Jeżeli użytkownik przestrzega zasady Lean Automation, zintegrowane, modułowe rozwiązania produkcyjne w bardzo istotny sposób zmieniają środowisko produkcji: w przyszłości oprogramowanie w jeszcze większym stopniu niż dziś będzie wpływać na łańcuch kreacji wartości, wydajność i stopień innowacyjności maszyn – a fabryka stanie się siecią kreacji wartości.

Opanować wszystkie języki programowania

Mimo że integracja ma wiele zalet, równie wiele jest także przeszkód komunikacyjnych, które do tej pory stały jej na drodze: świat automatyzacji produkcji posługuje się językiem SPS, natomiast świat informatyki tzw. językami wysokiego poziomu, jak C++, Java czy PHP. Dlatego przez długi czas nie było możliwości bezpośredniej integracji tych domen. W dzisiejszych czasach operatorzy i konstruktorzy maszyn powinni móc programować w takim języku, jaki najlepiej znają.

– Każdy, kto oferuje sterowniki open core, ma w ręku atuty, ponieważ przyciąga kolejną generację programistów – podkreśla prof. Verl. – Można w ten sposób dotrzeć do większej liczby programistów, programować bardziej elegancko i korzystać z bardziej zaawansowanych narzędzi – to także pozytywnie wpływa na czynnik Time-to-Market.