Jak inteligentne fabryki wspierają zrównoważony rozwój i gospodarkę o obiegu zamkniętym

W świecie biznesu jest kilka zagadnień, wobec których nie można przejść obojętnie, przykładowo: ograniczanie strat i marnotrawstwa, odporność na dynamicznie zmieniające się otoczenie, czy rosnąca rola sztucznej inteligencji. W branży przemysłowej królują dodatkowo takie tematy, jak: inteligentne fabryki, filozofia lean i zrównoważony rozwój.
Jeśli zależy nam na utrzymaniu rentownego biznesu, a zarazem na dobrostanie naszej planety, powinniśmy przyłożyć dużą wagę do procesu cyfrowej transformacji i przeprowadzić go właściwie. Cyfryzacja infrastruktury z kolei, może stworzyć jeszcze większe możliwości – gospodarkę o obiegu zamkniętym.

Nie poprzestawaj na eliminacji odpadów. Spienięż je!

Jeśli zależy nam, na ograniczeniu negatywnego wpływu na planetę, organizacje przemysłowe powinny przejąć inicjatywę. Chociaż 25-30% emisji i odpadów pochodzi z gospodarstw domowych i od osób fizycznych, „zdecydowaną większość globalnych emisji (70-75%) można zmniejszyć bezpośrednio dzięki decyzjom osób prowadzących firmy, zakłady użyteczności publicznej, budynki i rządy.”³

Gospodarka o obiegu zamkniętym to więcej niż inicjatywa zrównoważonego rozwoju – to ramy transformacyjne, które pomagają firmom przemysłowym zarabiać i oszczędzać pieniądze poprzez maksymalne wykorzystanie zasobów. Odpady w gospodarce o obiegu zamkniętym to „uciekająca” lub utracona wartość.

Dobra wiadomość jest taka, że uznane koncepcje optymalizacji produkcji, takie jak lean manufacturing, są wsparciem w dążeniu do gospodarki o obiegu zamkniętym, ponieważ mają wspólne cele w zakresie identyfikowania i eliminowania przyczyn marnotrawstwa. Zdecydowana większość, bo aż 68% przemysłu⁴, już zaczęła stosować koncepcje lean, w tym eliminację tzw. wielkiej trójki – 3M: Muri (przeciążeń), Mura (zmienności, nieregularności) i Muda (marnotrawstwa), a także narzędzia wizualizacyjne, takie jak mapowanie strumienia wartości (VSM).

Firmy, które wdrożyły koncepcję lean manufacturing, wspieraną odpowiednim oprogramowaniem, osiągały:

• 15% poprawy w zakresie wykorzystania siły roboczej
• 15% redukcji pracy w toku i zapasów surowców
• szybszy czas realizacji
• optymalizację produkcji dla terminowej dostawy.

Inteligentne fabryki dla lean circularity

GE Vernova aktywnie wdraża rozwiązania zgodne z ideą lean circularity, aby pomóc uzmysłowić przedstawicielom zakładów przemysłowych, że odpady stanowią wartościowy zasób. Z zastosowaniem nowoczesnego oprogramowania Proficy (m.in. SCADA – iFIX i Cimplicity, Historian, Operations Hub, czy CSense) możliwe jest generowanie z opadów wymiernej wartości, a także spełnianie wymogów regulacji prawnych.

Tym samym, zakłady przemysłowe mogą odblokować dodatkowe środki  i reinwestować w ciągłe doskonalenie procesu, z korzyścią dla środowiska.

Oprogramowanie Proficy w służbie zrównoważonego rozwoju – historie klientów

• Proficy Operations Hub, iFIX i Historian w branży spożywczej

  Kierownictwo dużej firmy z branży spożywczej potrzebowało narzędzia, dającego całościowy wgląd w sytuacje na produkcji w 4 zakładach w różnych lokalizacjach na terenie Polski. W zakładach zainstalowane było kilka niezależnych aplikacji iFIX i Historian, z których lokalnie pozyskiwano dane do celów raportowania i ręcznie przesyłano do centrali. Proficy Operations Hub stanowiło idealne rozwiązanie – na podstawie wybranych danych, archiwizowanych w Proficy Historian, zaprojektowano czytelne dashboardy, które zapewniają niezbędny wgląd do kluczowych paramentów i danych w czasie rzeczywistym z wszystkich oddziałów, co pozwala na szybsze podejmowanie lepszych decyzji. A lepsze decyzje to lepsze wykorzystanie zasobów i optymalizacja kosztów, co ma pozytywny wpływ na środowisko.

• SCADA i MES w branży automotive

  Duży producent samochodów obniżył koszty inspekcji o 40%, odnotował 20% poprawę wykorzystania sprzętu, 30% redukcję zapasów i 80% redukcję wymaganej przestrzeni magazynowej, dzięki oprogramowaniu Proficy: HMI/SCADA Cimplicity i MES Plant Applications. Wyeliminowanie procesów papierowych umożliwiło uzyskanie dokładnych i istotnych danych ułatwiających podejmowanie decyzji oraz ułatwiło udostępnianie danych partnerom.

• Proficy HMI/SCADA iFIX w branży opakowań szklanych
  

  Jeden z największych na świecie producentów opakowań szklanych poprawił jakość, bezpieczeństwo i wydajność, wdrażając Proficy iFIX do wizualizacji i sterowania procesami. Dzięki zastosowanym aplikacjom, firma znacznie obniżyła zapotrzebowanie na energię i zredukowała emisję gazów cieplarnianych o 80%, co miało pozytywny wpływ na środowisko. Dzięki optymalizacji produkcji zmniejszono także liczbę defektów o 25%, przestoje o 25% i zaoszczędzono 5 mln dolarów rocznie na kosztach operacyjnych. Co więcej, skracając łańcuch dostaw i dysponując zarówno linią produkcyjną, jak i linią butelkowania szkła, firmie udało się zredukować koszty transportu i utrzymać dostawy w koncepcji just-in-time.

• Proficy iFIX i Historian w branży wod-kan

  W oczyszczalni ścieków dużej metropolii w Stanach Zjednoczonych zmniejszono wycieki i obniżono koszty z 0,23 dolarów za galon do 0,01 dolarów za galon, dzięki wykorzystaniu systemu Proficy Historian do zarządzania danymi przemysłowymi oraz systemu Proficy HMI/SCADA iFIX. Wykorzystując oprogramowanie Proficy utworzono system, zapewniający operatorom możliwość monitorowania przepływów. Wdrożony system pomógł zmniejszyć wycieki o 400 milionów galonów rocznie i zapewnił zgodność z rządowymi regulacjami ws. czystej wody.

• Proficy CSense w branży papierniczej

  Duńska papiernia Skjern Paper wdrożyła oprogramowanie analityczne Proficy CSense, aby poprawić jakość produktów i zredukować ilość odpadów. Papiernia została nawet wyróżniona przez firmę analityczną IDC za wykorzystywanie analiz przemysłowych do poprawy jakości i wspierania zaangażowania w zrównoważony rozwój.
  Zakłady papiernicze wykorzystują setki regulatorów PID, które, jeśli nie są odpowiednio zestrojone, mogą powodować zmienność procesów i przyczyniać się do problemów z jakością oraz marnotrawstwem.

  Jednocześnie, mimo że Skjern Paper posiada rozbudowane systemy quality assurance, zespół nie dysponował wieloma narzędziami do bieżącego monitorowania jakości papieru, co utrudniało kontrolę jakości w czasie rzeczywistym. Operatorzy sprawdzali jakość próbek całej rolki papieru dopiero na końcu cyklu produkcyjnego, co wiązało się z opóźnioną analizą laboratoryjną i brakiem możliwości dostosowania produkcji w trakcie procesu.

  Dążąc do uniknięcia lub zmniejszenia o 5% odrzutów jakości, zwłaszcza przy przełączaniu między różnymi produktami, Erik Møller, kierownik techniczny w Skjern Paper, skorzystał z bezpłatnych konsultacji z ekspertem AI i ML firmy GE Vernova, aby przyspieszyć wdrożenie projektu analizy produkcji.

  Po zaledwie sześciu godzinach konsultacji, zespół Skjern Paper zyskał odpowiedni wgląd w sytuację i był w stanie podjąć dalsze kroki w projekcie.

  Czytaj więcej o wdrożeniu Proficy CSense w Skjern Paper >>

Problemy warte rozwiązania

W miarę podążania tą ścieżką, przedsiębiorstwa przemysłowe będą potrzebować rozwiązań cyfrowych, wspierających ich modele biznesowe i operacyjne – dlatego transformacja cyfrowa jest tak ważna. Technologia smart factory w połączeniu z kulturą lean to przyszłość przemysłu o obiegu zamkniętym. Oprogramowanie stanowi inteligentne wsparcie dla firm przemysłowych w drodze do cyfrowej transformacji i lean circularity.
Bazując na doświadczeniach klientów, wykorzystujących rozwiązania GE Vernova, zidentyfikowano trzy problemy, których rozwiązanie znacznie ułatwia wdrożyć koncepcję zrównoważonego rozwoju:

• Właściwy pomiar

Aby zapewnić przemysłowe systemy o obiegu zamkniętym, niezbędny jest holistyczny zestaw danych do obliczenia odpowiednich wskaźników KPI, które będą motywować do działania. Obejmuje to nie tylko tradycyjne wskaźniki produkcji, ale również uwzględnia społeczny, środowiskowy i ekonomiczny wpływ każdego użytego zasobu

• Ograniczenie użycia zasobów

Istnieje pilna potrzeba ograniczenia zużycia zasobów (materiałów, energii i mediów), aby osiągnąć cele związane ze zrównoważonym rozwojem oraz spełnić wymagania regulacyjne. Niezbędna jest w tym celu możliwość pomiaru, redukcji i optymalizacji zużycia na poziomie procesów, urządzeń i produktów.

• Śledzenie i monitorowanie

Dużym wyzwaniem dla gospodarki cyrkularnej jest świadomość historii każdego produktu, części i materiału. Większość klientów GE Vernova, którzy podzielili się swoimi doświadczeniami, stara się śledzić i monitorować swoje surowce, produkty i komponenty, aby zrozumieć ich stan, jakość, skład oraz historię (np. zawartość materiałów z recyklingu). Informacje te będą kształtować ich strategie operacyjne dotyczące ponownego użycia, recyklingu oraz strategie zróżnicowania produktów. Jest to podstawowy element „Cyfrowego Paszportu Produktu”, już niedługo wymaganego w krajach Unii Europejskiej.

Kolejny krok

Ponieważ 73% konsumentów⁶ jest gotowych zmienić swoje zachowanie, przedsiębiorstwa podejmują działania. Do gospodarki o obiegu zamkniętym z prawdziwego zdarzenia jest jeszcze daleka droga, ale narzędzia, by do niej dążyć, są już dostępne dla organizacji przemysłowych. Technologia smart factory to ważny krok na drodze do lean circularity.

W kwestii dobrostanu naszego środowiska, społeczeństw i wyników finansowych, wykorzystanie rozwiązań smart factory, wspierających gospodarkę o obiegu zamkniętym jest największą szansą przemysłową naszych czasów.

Źródła:

Wpis powstał na podstawie artykułu autorstwa Bena Whitemana (Product Manager, Sustainability & Circular Economy, GE Vernova):
How Industry & Smart Factories Drive Value with Lean Circular Economy Solutions, www.ge.com
¹ www.europarl.europa.eu
² Ocena zapotrzebowania na wsparcie przedsiębiorstw w zakresie gospodarki o obiegu zamkniętym (circular economy), Raport końcowy, PARP
³ drawdown.org
⁴ Analyzing the Implementation of Lean Methodologies and Practices in the Portuguese Industry: A Survey
⁵ zerwaste.com/lean-circularity
⁶ nielseniq.com