Manufaktur industri
Industri Internet of Things | bahan industri | Pemeliharaan dan Perbaikan Peralatan | Pemrograman industri |
home  MfgRobots >> Manufaktur industri >  >> Manufacturing Technology >> Sistem Kontrol Otomatisasi

Memecahkan Teka-teki Analisis Data Lantai Toko

Alat pengumpulan dan analisis data baru di lantai toko dapat meringankan beban digitalisasi operasi pabrik di era IoT

Seiring pergerakan menuju industri manufaktur yang lebih terhubung mendapatkan momentum dan produsen mulai mengumpulkan data tingkat pabrik, kebutuhan akan analisis data yang cepat dan efisien menjadi semakin penting. Alat pengumpulan dan analisis data sangat penting di era manufaktur digital/Industri 4.0, dan produsen bersiap dengan solusi baru untuk membantu mereka mengumpulkan, mengelola, dan menganalisis data tingkat pabrik secara lebih efektif, dengan memanfaatkan indikator kinerja utama (KPI) seperti efektivitas peralatan keseluruhan (OEE), waktu kerja alat berat, pemanfaatan mesin/spindel, dan metrik lainnya.

Banyak pilihan pengumpulan data manufaktur dan pemantauan alat berat tersedia, dengan sebagian besar menawarkan setidaknya beberapa analitik metrik manufaktur dasar dalam paket pemantauan lantai toko atau sistem perangkat lunak eksekusi manufaktur (MES). Dalam beberapa kasus, perusahaan otomasi bekerja sama dengan penyedia TI yang mapan, seperti kemitraan baru-baru ini yang diumumkan oleh pemasok otomasi ABB Inc. (Cary, NC, dan Zurich) dan Hewlett Packard Enterprise Co. (HPE; Palo Alto, CA) yang akan menggabungkan keahlian otomasi industri dan teknologi operasional (OT) ABB dengan pengalaman IT hybrid dan portofolio perangkat lunak HPE.

Menggabungkan Lembur dengan TI

Dalam kemitraan ABB/HPE, yang diumumkan pada November 2017, penawaran digital Ability ABB akan digabungkan dengan solusi IT hybrid HPE. Solusi kemampuan akan berjalan pada platform hibrid seperti HPE ProLiant untuk Microsoft Azure Stack, dengan penerapan di lokasi pilihan pelanggan di pabrik industri dan pusat data, atau di cloud publik Microsoft, sebagaimana diperlukan untuk memenuhi persyaratan kinerja, keamanan, atau lintas situs kolaborasi.

Kemitraan ini memindahkan sumber daya komputasi lebih dekat ke tempat yang mereka butuhkan, menggunakan "komputasi tepi." ABB dan HP akan mengintegrasikan otomatisasi pusat data Kemampuan, yang mengontrol dan memantau infrastruktur, dengan OneView, perangkat lunak otomatisasi infrastruktur TI HPE. “Terus terang, kita tidak bisa melakukan ini sendiri; kami membutuhkan mitra untuk hibrida ini, dan OT/IT diperlukan,” kata Ciaran Flanagan, wakil presiden grup dan kepala solusi pusat data global untuk ABB yang berbasis di Dublin. Dengan menggabungkan TI dan OT, yang sebagian besar tertutup hari ini, “kami pikir ada peluang besar, dan itu cepat matang,” tambahnya.

Menawarkan pusat data tepi yang aman bagi pengguna untuk lingkungan industri jarak jauh, kemitraan ABB/HPE juga menggunakan infrastruktur rak Rittal dengan sistem distribusi daya industri ABB serta infrastruktur dan layanan yang ditentukan perangkat lunak HPE. “Lapisan protokol sangat berbeda di OT daripada di TI,” kata Volkhard Bregulla, wakil presiden HPE, industri manufaktur global. “Sisi TI cukup maju.” Solusi ABB-HPE akan tersedia pada paruh pertama tahun 2018.

Mengumpulkan, lalu Menganalisis Data Toko

Di lantai pabrik, ada banyak opsi untuk memantau dan mengumpulkan data, sebagian besar menawarkan setidaknya analisis mesin dasar dan beberapa analisis lantai pabrik yang canggih.

Saat memantau mesin, manajer toko pertama-tama perlu mengetahui kapan mesin tertentu sedang berjalan, atau jika mesin sedang mati atau offline. Sangat penting untuk mengetahui kapan mesin berada di bawah kendali program, menurut David McPhail, presiden dan CEO, Memex Inc. (Burlington, ON). “Kami agnostik dengan cara Anda terhubung,” katanya.

Dengan platform Tempus MERLIN (Manufacturing Execution Real-Time Lean Information Network) dari Memex, produsen proses dan diskrit dapat menghubungkan mesin mereka di lingkungan lokal atau cloud. MERLIN Tempus adalah perangkat lunak MES yang menampilkan dasbor dan dapat terhubung menggunakan FANUC FOCAS, MTConnect, OPC, dan protokol lain untuk menghubungkan peralatan mesin melalui Internet.

Untuk peralatan lama dan tidak cerdas, Memex mengembangkan antarmuka MTConnect. “Ada 16 sinyal input digital dari mesin,” kata McPhail. “Ada tiga aliran data:dari peralatan; dari sumber daya manusia, sesuatu yang manusia memiliki kendali atas [dan] bahwa mesin tidak dapat memberitahu kita; dan dari solusi luar seperti ERP.”

Pengguna dapat menjalankan Tempus MES, yang merupakan portofolio Manufacturing Operations Management (MOM), di lantai bengkel untuk memeriksa status mesin, kata McPhail. “Biasanya orang-orang kami akan menjalankan perangkat lunak kami di tablet dan berjalan-jalan di lantai toko. Katakanlah operator mengalami masalah dengan bagian; Anda akan mendapatkan pesan, 'Dukung Pelanggan Internal.' Itu mengubah operator dari mode reaktif ke mode aktif.

“Tidak ada pemrograman khusus,” lanjut McPhail, dan sistemnya mencakup alat analitik. “Pengumpulan data itu mendasar. Kasus bisnis yang kami pilih adalah OEE, tetapi Anda dapat memasukkan TPM [Total Predictive Maintenance] dan banyak lainnya. Ini pada dasarnya menghitung dampak keuangan dari kinerja yang buruk.”

Memex sedang mengembangkan modul FOEE (Financial OEE) yang akan dirilis akhir tahun ini yang akan menghitung biaya pengoperasian peralatan di toko dengan pengaturan yang kurang optimal. Modul ini akan menunjukkan kepada manajer toko “saat ini Anda bekerja dengan kinerja kurang baik, dengan delta sebanyak ini, dan setiap jam yang Anda jalankan [pada tingkat itu] menghabiskan biaya sebesar itu,” kata McPhail.

Memantau Harus, tetapi Hindari Kelumpuhan Analisis

Pertanyaan besar bagi toko yang menyiapkan pemantauan/analisis data adalah seberapa banyak data yang harus dikumpulkan. Sementara industri menggembar-gemborkan perlunya analisis “Big Data”, untuk toko rata-rata mungkin lebih sedikit.

“Kami bekerja dengan pelanggan kami untuk memahami persamaannya. Bagaimana adalah entitas yang dikenal. Alasannya, kasus bisnis yang mendasarinya”, itulah yang dikerjakan Memex, kata McPhail.

Sementara beberapa perusahaan mengerjakan masalah Big Data besar yang melibatkan lingkungan simulasi, seperti data CAE, di sebagian besar toko tidak demikian. “Big Data, kami menyebutnya knalpot digital,” tambah McPhail. “Jika Anda menggunakan mesin Mazak, jika Anda berlangganan setiap tag, [jumlah data] itu akan membuat Anda kewalahan. Apakah Anda benar-benar perlu mengetahui setiap titik data?”

Pengembang lain, Predator Software (Portland, OR), mengarahkan rangkaian aplikasi pemantauan lantai toko Predator di segala hal mulai dari toko dua orang hingga organisasi manufaktur besar, menurut Mike Rogers, direktur Perangkat Lunak Predator, otomatisasi, dan hubungan OEM. “Predator MDC [pengumpulan data mesin] adalah produk inti kami untuk pemantauan, dan dengan lebih dari 20 protokol berbeda, dari Mori, OPC, dan OPC/UA, kami dapat memantau apa pun di lantai produksi,” kata Rogers.

Mengumpulkan dan menganalisis data lebih diterima oleh toko-toko saat ini. "Ini akan menjadi topik terpanas," kata Rogers. “Semua orang menginginkannya dan tidak semua orang memilikinya. … Perusahaan besar menginginkan Big Data. Si kecil [perlu] belajar berjalan sebelum berlari. Jika tidak, Anda akan kewalahan.”

Kuncinya adalah meyakinkan pelanggan untuk fokus pada hal-hal sederhana, katanya, seperti “akankah mesin berputar? Apakah itu duduk? Apakah itu berjalan? … Ini bisa menjadi proses yang luar biasa,” kata Rogers. “Salah satu masalah yang saya hadapi adalah menemukan juara dalam organisasi yang akan menindaklanjutinya.”

Solusi MDC Predator menampilkan antarmuka yang intuitif, sehingga memudahkan pengguna untuk memulai, kata Rogers. “MDC memiliki mesin charting dan pelaporan bawaan. Jika Anda menjalankan permutasi, kami memiliki antara 20.000–30.000 laporan.” MDC adalah salah satu dari delapan produk inti Predator yang ditujukan untuk pengumpulan dan pemantauan data, kontrol, dan komunikasi di lantai toko. Semua produk bekerja dari satu database, dan ketika pelanggan membeli MDC, mereka juga mendapatkan modul komunikasi DNC. Perangkat lunak Predator mendukung database Microsoft Access, yang digunakan oleh banyak toko kecil, kata Rogers, dan juga mendukung database Microsoft SQL Express, SQL Server, dan Oracle. Perangkat lunak Predator dapat beroperasi baik di tempat atau di cloud.

Ikuti OEE

Toko baik kecil maupun besar perlu memperhatikan metrik OEE, yang memungkinkan operator dan manajer alat berat mengoptimalkan efisiensi. Memvisualisasikan proses, sehingga memudahkan personel toko untuk melihat, memahami, dan bereaksi dengan cepat terhadap perubahan kondisi, sangatlah penting.

“Kami menawarkan pengumpulan data dan sisi analisis data, dan kami dapat menyediakannya secara a la carte atau sebagai solusi lengkap,” kata Jeff Price, wakil presiden eksekutif dan manajer umum, 5ME LLC (Cincinnati). Dengan paket Freedom 5ME, pengguna mendapatkan perangkat lunak plus perangkat keras yang tersedia untuk menautkan dan mengontrol berbagai mesin.

“Tim kami memiliki sejarah panjang dengan perangkat tipe OT, dan kami memiliki antarmuka atau adaptor ke hampir semua aset di pabrik, seringkali pada pengontrol CNC,” tambah Price. “Ketika kami memiliki pengontrol lama, kami juga memiliki perangkat keras” untuk terhubung ke jaringan. Bersama dengan perangkat lunak Freedom eLog, 5ME menawarkan visualisasi data dengan papan pintar yang dapat disesuaikan yang ditampilkan di TV layar datar, kata Price.

“Dengan teknologi smartboard, kami memiliki dasbor atau wizard—kumpulan data dengan diagram lingkaran dan diagram batang—yang dapat Anda simpan ke dalam smartboard,” katanya. Smartboard menggunakan sistem tertanam Raspberry Pi untuk membantu meningkatkan kecepatan pemrosesan di mana data paling dibutuhkan. “Kami menggunakan Raspberry Pi dengan papan pintar untuk mendorong visualisasi ke lantai toko,” kata Price. “Selama bertahun-tahun di pabrik otomotif kami memiliki papan Andon, tetapi papan tersebut cukup kaku.”

Server kebebasan, yang terletak di cloud atau di lokasi, adalah tempat pemrosesan data terjadi. Dengan konektivitas yang ditawarkan, pelanggan dapat membangun keuntungan yang telah diperoleh industri, kata Price, seperti lean manufacturing dan six sigma. “Kami membuat hubungan pendek seluruh proses itu,” tambahnya. “Sebagian besar pelanggan kami akan melihat peningkatan produktivitas minimal 20% dengan OEE, yang terdiri dari ketersediaan, kinerja, dan kualitas. Ketersediaan adalah apakah Anda menjalankan [pada level optimal], kinerja adalah apakah Anda memproduksi pada level yang seharusnya, dan kualitas adalah murni situasi tipe hasil.”

Dengan metrik OEE saja, toko dapat memperoleh keuntungan kinerja yang besar, katanya. “Ketersediaan adalah di mana keuntungan besar berada. Peningkatan awal adalah 10-20% dalam 30 hari.” The Freedom suite adalah instalasi perangkat lunak, melalui web. “Ini adalah jejak TI yang ringan, memanfaatkan kekuatan pemrosesan pada pengontrol. Kami dapat mengerjakan 100 mesin dalam empat minggu.”

Price menambahkan bahwa toko harus menyaring data hingga ke hal yang paling penting. “Itu tergantung pada alat analisis; kami menyebutnya tetesan—kaya data, miskin informasi,” katanya. “Jika sistem Anda menyajikan metrik yang tepat, ada banyak peningkatan yang bisa diperoleh.”

Mengambil Langkah Data Pertama

Tidak semua toko, terutama yang lebih kecil tanpa anggaran OT/IT yang besar, mudah diyakinkan akan nilai pemantauan data pabrik. "Orang-orang mencoba memahami dasar mereka," kata Price. “Hal-hal seperti seberapa sering peralatanmu berjalan? Masih ada celah—peran kita adalah menjembatani celah itu. Mereka tidak memahaminya.” Pelanggan 5ME seperti Textron, Bell Helicopter, Caterpillar, Schlumberger, dan Cummins, tertarik dengan Big Data, tetapi mereka tidak semua memiliki kasus penggunaan untuk itu, kata Price, meskipun dia melihat salah satu kegunaannya dalam pemeliharaan prediktif.

“Pengumpulan dan analisis data sangat penting untuk setiap produsen modern—dari toko kecil hingga perusahaan korporat,” kata Jody Romanowski, CEO Cimco Americas Inc. (Streamwood, IL). “Data real-time yang akurat membantu mengidentifikasi area yang dapat ditingkatkan, apakah itu peralatan, proses, atau personel. Data itu diperlukan untuk mencapai peningkatan yang signifikan.” Penawaran lantai toko Cimco, MDC-Max, adalah solusi pengumpulan data yang menyediakan pemantauan produksi terstruktur dan otomatis. MDC-Max yang dapat diskalakan dapat menguntungkan toko kecil dan produsen besar, kata Romanowski.

“Ketika pelanggan mempertimbangkan analisis data waktu nyata, mereka sering kali sedikit kewalahan oleh berbagai macam titik data. Pendekatan kami adalah menjaga proyek tetap sederhana pada awalnya, menganalisis tiga hingga lima titik data untuk mengamankan kesuksesan awal, ”katanya. “Produsen kemudian dapat mulai menganalisis titik data lebih lanjut secara bertahap. Dalam konteks OEE, semua produsen berjuang dengan analisis parameter kualitas yang lengkap dan konsisten.

“Kami tidak merekomendasikan pendekatan Big Data untuk mengumpulkan data mesin,” lanjut Romanowski. “Kami menyarankan untuk tetap sederhana dan menuai buah yang menggantung pada awalnya, kemudian membangun pengalaman dan tantangan yang diatasi. Ketika perusahaan yang mengoperasikan lantai toko di seluruh dunia berusaha untuk mendapatkan gambaran umum yang konsisten secara global, termasuk di seluruh unit bisnis, kompleksitas proyek akan meningkat secara dramatis, meskipun tidak harus dari perspektif Big Data. Sebaliknya, kompleksitas biasanya tumbuh dari penanganan mesin/sistem warisan dan prosedur dan/atau budaya yang berbeda. Itu lebih menekankan pada menjaga fase pertama seoperasional dan sesederhana mungkin, sambil tetap fokus pada tujuan taktis seperti integrasi ERP di tahap proyek selanjutnya.”

Untuk toko yang mengumpulkan data tetapi tidak menganalisisnya secara memadai, alat analisis baru mungkin menawarkan keunggulan. “Seringkali, perangkat lunak mereka saat ini terlalu terbatas, kaku, atau rumit,” kata Romanowski. “MDC-Max cukup fleksibel untuk mengukur dan memenuhi kebutuhan masa depan pelanggan kami. Data harus mudah diakses di perangkat apa pun dan harus dikumpulkan dengan cara yang bermakna—seperti dalam laporan dan dasbor waktu nyata.”

Di pelanggan Cimco di luar Tianjin, Cina, Romanowski mengatakan bahwa pabrikan memiliki mesin utama yang menjadi penghambat produktivitas, yang memengaruhi mesin lain. “Setelah menerapkan sistem MDC-Max sederhana dengan jumlah titik data yang terbatas, pabrikan mengalami tingkat pemanfaatan 30% lebih tinggi pada alat berat tertentu,” katanya, “sehingga meningkatkan produktivitas baik dari mengurangi kemacetan spesifik itu maupun dengan meningkatkan produktivitas pada semua mesin lain juga. Perkiraan waktu pengembalian investasi, dalam hal ini, kurang dari empat bulan.”


Sistem Kontrol Otomatisasi

  1. Langkah berikutnya di Industri 4.0:analisis data produksi berbasis aturan
  2. Revolusi Industri Keempat
  3. Tetap patuh pada data di IoT
  4. Apa yang Saya Lakukan dengan Data?!
  5. Pemeliharaan di dunia digital
  6. Demokratisasi IoT
  7. Memaksimalkan nilai data IoT
  8. Nilai pengukuran analog
  9. Tableau, data di balik informasi
  10. Masa Depan Pusat Data