Inlägg

Smart Machines

Smart Machine-konceptet bygger på att produktionen i en verksamhet görs smartare – eller intelligent – genom att produktionsmaskinerna ”pratar ihop sig”, dvs. kommunicerar med varandra, och på det sättet optimerar produktionen – utan att en operatör ingriper manuellt och styr produktionsprocesserna.

Allmän beskrivning av konceptet Smart Machines

Smart machine-konceptet bygger dels på produktionsmjukvara och dels på hårdvara. Hårdvaran består normalt av själva produktionsapparaten (maskinerna) och en rad sensorer som övervakar produktionen. Om sensorerna registrerar onormala data, rapporteras dessa till den centrala mjukvaran som griper in och löpande justerar maskinerna och produktionsparametrarna, så att produktionen optimeras löpande och helt automatiskt. Mjukvaran är de olika program som kontinuerligt övervakar och styr produktionen.

Smart Machine gör det möjligt att köra med maximal produktionshastighet och samtidigt löpande mäta produktionseffektiviteten med hjälp av OEE (Over all Equipment Efficiency), som t.ex. kan ange ett värde (en score), som visar hur hög produktionseffektiviteten är vid en vald tidpunkt. Med Smart Machine och intelligent produktion minskas även den oönskade nedtiden, dvs. den tid produktionsanläggningen står still och inte producerar om det uppstår ett fel på anläggningen eller en flaskhals i produktionen. Produktionsstopp (down time) är extra oönskat i en process då det kostar producenten pengar varje minut när maskinerna inte är uppe och kör med maximal kapacitet.

Ett viktigt element i Smart Machine är Machine Learning, som innebär att maskinen lär av sina fel, som en slags artificiell intelligens. Om det finns begynnande ”ugglor i mossen” i produktionen kommer en rad dataset ändra sig i oönskad riktning. Detta registreras av mjukvaran och systemet räknar själv ut när felen i produktionsanläggningen kommer att äga rum. Detta kan operatören informeras om så att han/hon kan gripa in. INNAN felen uppträder i produktionen och produktionen avbryts.

Smart Machine är således ett viktigt steg mot den fjärde industriella revolutionen, Industri 4.0 och löpande, intelligent produktionsoptimering är en av byggstenarna i Smart Machine-tekniken.

Smart Machines har positiv påverkan på hållbarheten

En löpande och intelligent produktionsoptimering gör det möjligt för producenten att uppfylla/adressera/realisera några av FN:s hållbarhetsmål. Nedan beskrivs några av de områden där Smart Machine-konceptet kan förbättra hållbarheten i en produktionsverksamhet.

En kontinuerlig produktionsoptimering gör naturligtvis produktionen mer effektiv och lönsam. Således går det med hjälp Smart Machine-konceptet att:

Optimera användningen av råvaror och resurser

En mer intelligent produktion gör det möjligt att spara på resurser som t.ex. energi och el (mindre utsläpp av koldioxid och därmed en lägre klimatbelastning). Sammanfattningsvis förutsättningar för att implementera en mer klimatvänlig industriproduktion.

Det blir även möjligt att spara på råvaror som t.ex. vatten, ingredienser och samtliga material som ingår i produktionen.

Minimera utsläpp av ämnen till den omgivande miljön

Genom att få bättre kontroll på produktionen blir det möjligt att släppa ut mindre mängder förorenade ämnen i miljön, t.ex. i hav, sjöar, vattendrag och den omgivande luften. Detta kan exempelvis ske med hjälp av sensorer som placeras i den närliggande omgivningen och som rapporterar tillbaka till produktionsmjukvaran om det konstateras höga värden av de ämnen som släpps ut i miljön.

Mindre produktionsförluster

I all produktion uppstår vissa förluster – normalt till följd av att det kasseras defekta/felaktiga produkter. En produktionsoptimering, bl.a. med hjälp av Smart Machines och sensorer, som övervakar produktionsprocessen, kan minsta dessa förluster så att resurserna används bättre. Detta ökar även företagets driftsekonomi – och färre kassationer/förluster visas direkt i resultatet.

Bättre livsmedelssäkerhet

Det går att övervaka livsmedelssäkerheten genom att använda sensorer, som t.ex. registrerar flöde, tryck, temperatur och pH. Dessa sensorer kan återrapportera till IT-systemet, om någon av de uppmätta parametrarna ligger utanför ett visst livsmedelssäkerhetsintervall, och den intelligenta fabriken kan genom artificiell intelligens justera de uppmätta parametrarna så att de ligger inom säkerhetsramarna. Systemet kan även larma via SMS eller mejl om några av parametrarna är så ”skeva” att produktionen måste stoppas, och då kan en operatör ingripa manuellt.

Full spårbarhet

I den intelligenta fabriken (produktionen) finns full spårbarhet på alla produkter. Det ser IT-systemen till. Det går att kalla tillbaka felaktiga livsmedel, både från detaljhandeln och konsumenterna, så att de sistnämna undviker sjukdom genom att konsumera de aktuella livsmedlen.

Billigare slutprodukter (t.ex. billigare livsmedel)

En kontinuerlig produktionsoptimering minimerar produktionsomkostnaderna och gör därmed de färdigproducerade produkterna billigare. Om det handlar om livsmedelsproduktion blir det möjligt att sänka livsmedelspriserna.

Bättre maskinsäkerhet

”Smart Machine”-konceptet innehåller även element som fokuserar på att uppnå en bättre maskinsäkerhet. Det innebär att risken för att de människor som använder maskinerna kommer till skada minimeras.

”Smart Machine”-konceptets betydelse för de enskilda hållbarhetsmålen

Om man studerar FN:s hållbarhetsmål är det särskilt mål 9 om att främja en hållbar industrialisering och understödja innovation som uppfylls med hjälp av Smart Machine-konceptet.

Även mål 2 om att stoppa hunger och uppnå en bättre livsmedelssäkerhet kan uppnås genom implementering av detta koncept. Det kan t.ex. uppnås med hjälp av att den effektivare produktionen kan göra det möjligt att minska priset på livsmedel, så att även de fattiga befolkningsgrupperna kan få råd att köpa de mest basala matvarorna, som t.ex. spannmål (ris) och mjölk- och köttprodukter. Just dessa livsmedel är viktiga för grundläggande näringsintag och därmed hälsa. Hälsa nämns för övrigt också i Mål 3, som har fokus på hälsa och välbefinnande.

I samband med Smart Machine är även mål 12 relevant. Mål 12 omfattar en ansvarsfull produktion, och då maskinsäkerhet och minimering av resurser och utsläpp av förorenade ämnen också är viktiga egenskaper i Smart Machine-konceptet.

Mål 13 beskriver kravet på att göra en insats för klimatet. Som nämndes tidigare är det med hjälp av smart teknik möjligt att spara på resurser som t.ex. olja, gas och elektricitet, varmed det släpps ut mindre koldioxid som bekant är skadligt för klimatet.

Därför kan man sammanfattningsvis konstatera att Smart Machine-konceptet är ett effektivt redskap för att bana vägen för en mer hållbar och klimatvänlig produktion inom alla områden i industrin.

Smart Machine-konceptet har utvecklats av Rockwell Automation, som i Danmark och Sverige har ett strategiskt samarbete med Wexøe.

Potential för uppskalning

Hela konceptet kan lätt utökas både lokalt och globalt. Med lokalt menas i den enskilda fabriken, där hela Smart Machine-konceptet är uppbyggt så att det både kan hantera små enstaka produktioner och enorma bulkproduktioner. Arkitekturen i systemet gör det möjligt att skala upp eller ner produktionen vid behov – utan att anläggningen behöver designas om eller mjukvaran omprogrammeras. Den bakomliggande tekniken är den samma – oavsett produktionsstorlek.

Det går även att skala upp Smart Machine globalt. Smart Machine är ett globalt koncept som kan implementeras överallt i världen. Den intelligenta produktionen kan etableras i Indien, Amerika eller Europa. Och hela produktionen kan övervakas via fjärråtkomst, vilket i praktiken innebär att en operatör i t.ex. Skövde kan hålla ett öga på att produktionen i en fabrik i Indien fungerar som den ska. Och på samma sätt kan en ingenjör i t.ex. Pakistan kontrollera om produktionen i en fabrik i Chicago löper friktionsfritt. Detta är bara några exempel på den globala aspekten i Smart Machine-konceptet.

Att systemet enkelt kan skalas upp hänger ihop med att det handlar om standardlösningar, och det ger stor flexibilitet. Exempelvis används det allmänt använda Ethernet/IP som nätverksprotokoll.

Teknisk Innovation

Den tekniska innovationen bakom Smart Machine-konceptet bygger på digitalisering, IT och automation. Andra element är Big Data, IoT (Internet of Things), artificiell intelligens och smartare och mer intelligenta sätt att producera på. Användningen av intelligenta sensorer är också en viktig del i Smart Machine.

Innovationen ligger i integrationen mellan den digitala världen och den fysiska produktionen, där intelligenta, samverkande/självverkande produktionsnätverk styr produktionen – i stort sett utan mänskligt ingripande.

Samtidigt ligger innovationen i att man – överallt på jorden – kan integrera särskilda kompetenser och kunskap om produktionsprocessen och utifrån det utveckla, driva och marknadsföra självstyrande, kunskapsbaserade och sensorstödda produktionssystem som kan etableras globalt.

Kontakta oss för mer information om Smart Machine-konceptet