Smart factories: dé slimme fabrieken van de toekomst

Smart factories zijn belangrijker geworden in de Supply Chain of toeleveringsketen. De snelle technologische vooruitgang, de concurrentiedruk en de versnippering van de vraag en de productie op mondiaal niveau, hebben de omschakeling van de fabrieken, die door automatisering en digitalisering «intelligent» willen worden, versneld.

Volgens de Smart Factory Study van Deloitte en MAPI (Manufacturer's Alliance for Productivity and Innovation), is 86% van de fabrikanten van mening, dat het vermogen om traditionele productiebedrijven om te vormen tot slimme fabrieken of smart factories, van doorslaggevend belang voor de verbetering van hun concurrentievermogen.

Wat zijn de karakteristieken van deze smart factories, en hoe verhouden deze zich tot de andere schakels in de toeleveringsketen of Supply Chain? Laten we deze punten in detail bekijken.

Smart factories

Het begrip «slimme fabrieken» of «smart factories», verwijst naar de toepassing van de nieuwste roboticatechnieken, en het gebruik van digitale oplossingen bij het beheer van de industriële productie. In een intelligent productiebedrijf, wordt een grote hoeveelheid gegevens beheerd. Deze worden verkregen via de sensoren die in de oplossingen zijn ingebouwd, en via de verschillende softwareprogramma's die de werkzaamheden binnen en buiten de fabriek coördineren.

Het doel is de productiviteit te verhogen en tegelijkertijd de behoefte aan voortdurende menselijke aansturing te beperken. De meest geavanceerde versie van de slimme fabriek, is in staat de productie aan te passen aan de ontwikkeling van de vraag, in te spelen op de behoefte aan snelheid van de toeleveringsketen, en afwijkingen in het proces te corrigeren om technische onderbrekingen te voorkomen. Daarbij wordt gebruik gemaakt van big data, en worden technologieën zoals IIoT-sensoren (Industrial Internet of Things), of virtuele representaties zoals zogenaamde digital twins ingezet.

Kenmerken van een intelligent productiebedrijf: de voordelen

Slimme fabrieken vormen een nieuwe stap in het beheer van productieactiviteiten. De kenmerken:

- Het betreft flexibele en aanpasbare productievoorzieningen

De herstructurering van de produktielijnen en het wijzigen van de werking van industriële machines hebben aanzienlijke financiële en operationele gevolgen. Het gaat dus om complexe beslissingen die zorgvuldig moeten worden geanalyseerd en getest om vergissingen te voorkomen.

De snelheid waarmee slimme fabrieken processen kunnen aanpassen, is te danken aan het systematische gebruik van hulpmiddelen zoals digital twins. Met dit soort software kunnen nieuwe productieprocessen digitaal worden gesimuleerd, en kan de efficiëntie ervan worden getest, voordat de processen daadwerkelijk worden ingevoerd.

3D-printen vergemakkelijkt de snelle totstandkoming van prototypes en productaanpassingen, waarna de uiteindelijke productie op grote schaal kan plaatsvinden. Zo maakt de technologie het mogelijk de productietaken te diversifiëren en tegelijkertijd de risico's te beperken.

- Ze beschikken over intelligente robotica oplossingen

Het aanpassingsvermogen van smart factories, is alleen mogelijk door de automatische systemen die dit proces ondersteunen. Deze functioneren naast de hierboven genoemde digitale technologieën. Bij intelligente productie, functioneren industriële machines die voorheen in een star systeem met beperkte bewegingen opereerden, nu als meer veelzijdige systemen die inspelen op de omgeving. Dit zou bijvoorbeeld het geval zijn, bij de implementatie van cobots of mobiele robots voor productiewerkzaamheden.

In slimme fabrieken of smart factories, controleren hulpmiddelen de productie en verzamelen in real time gegevens via allerlei soorten sensoren. Deze informatie wordt gebruikt om processen te optimaliseren: zo kan bijvoorbeeld de hoeveelheid gebruikte grondstoffen optimaal worden aangepast, of kan energie worden bespaard door de efficiëntie van de verplaatsingen van de machines te verbeteren.

- Deze beschikken over veiligere en efficiëntere procedures

Industriële automatisering beperkt de menselijke tussenkomst tot een minimum, waardoor de kans op letsels of CANS (complaints of arm, neck and/or shoulder) bij de magazijnmedewerknemers wordt verminderd. Bovendien zijn de machines uitgerust met geavanceerde sensoren en veiligheidsprotocollen, die het risico voor de magazijnmedewerkers beperken.

Slimme fabrieken beschikken ook over gedetailleerde industriële preventieve onderhoudsplannen, waarmee het aantal technische onderbrekingen tijdens de productie wordt ingeperkt. Dit is één van de meest veelbelovende sectoren voor de ontwikkeling van software voor machine learning, aangezien storingen en defecten, de efficiëntie in het gedrang brengen en de productietijd verlengen.

- Het gebruik van gegevens voor de besluitvorming

Slimme fabrieken hebben een groter vermogen om informatie uit de «echte wereld» te halen en deze gegevens digitaal te verwerken. Deze functioneren niet als geïsoleerde entiteiten: er worden meer gegevens gedeeld en geanalyseerd dankzij de integratie van systemen (hoofdzakelijk MES, ERP en WMS), en de verregaande specialisatie van de smart factories.

Als gevolg daarvan is er in slimme fabrieken een betere procesbeheersing, en wordt er relevante technische kennis gegenereerd, die zeer nuttig is voor de strategische besluitvorming.

De verbinding tussen het magazijn en de slimme fabriek

De concurrentievoordelen die slimme fabrieken opleveren, dreigen verloren te gaan zonder een medestander in het streven naar efficiëntie: het magazijn. Hoe kan worden gezorgd voor een optimale afstemming tussen de slimme fabriek en het magazijn? Ideale opslagfaciliteiten garanderen:

- Automatische afhandeling van laadeenheden

In de productielogistiek, is het gebruikelijk dat de magazijnen zich dicht bij de fabrieken of productiebedrijven bevinden. Ze zijn bedoeld voor de opslag van halffabricaten en voor het beheer van eindproducten, vanaf de voorbereiding tot de verzending naar de klant. De interne goederenstromen tussen de twee faciliteiten kunnen in hoge mate worden gepland, wat de automatisering van deze magazijnen zeer kosteneffectief maakt.

Het gebruik van automatische systemen stopt niet bij smart factories, maar gaat door tot in de magazijnen: magazijnkranen handelen de laadeenheden af, en pallet rollenbanen verplaatsen ze van de productielijnen naar de magazijnstellingen waar ze opgeslagen worden. Een voorbeeld hiervan, is het magazijn dat Mecalux heeft gerealiseerd voor DAFSA, een fabrikant met de meest geavanceerde productie-, verpakkings- en verwerkingsapparatuur voor vruchtensappen, soepen en amandelsiroop in Europa.

- Volledige traceerbaarheid van de voorraad onderdelen en componenten

Afhankelijk van de aard van de productie, kunnen de voorraden in de magazijnen bestaan uit duizenden verschillende referenties, die bij de verschillende fasen van het productieproces betrokken zijn. Sommige SKU's zijn eindproducten die uit de fabriek of het productiebedrijf worden ontvangen, andere zijn onderdelen of grondstoffen die worden gebruikt in de productielijnen. In het magazijn moet het voorraadniveau van elke referentie en de opslaglocatie beheerd kunnen worden, ten einde een intelligente fabriek te kunnen ondersteunen en leveren.

Het magazijn van GKN Driveline, een onderneming die gespecialiseerd is in de productie en distributie van onderdelen voor de automobiel- en de luchtvaartindustrie, is hiervan een goed voorbeeld. Op verzoek heeft Mecalux twee Miniload-systemen geïnstalleerd: één bestemd voor de bevoorrading van de fabriek en de andere voor de voorbereiding en verzending van bestellingen van onderdelen naar klanten. GKN Driveline had te maken met een zeer hoog voorraadvolume van ongeveer 5.000 artikelen en bereikte een volledige traceerbaarheid met behulp van Easy WMS.

- Zichtbaarheid van productie en logistieke werkzaamheden

De goederenstromen tussen de installaties zijn even belangrijk als de gegevensstromen tussen de computersystemen. Het is onmogelijk om deze stromen van elkaar te scheiden, dus is het noodzakelijk om de gegevensbronnen die niet met de bedrijfssystemen geïntegreerd zijn, de zogenaamde informatiesilo’s, bij smart factories op te heffen. Wat het magazijn betreft, is het noodzakelijk het WMS te integreren met de rest van de bedrijfssoftware, aangezien dit de manier is om de inkomende en uitgaande goederen te beheren, teneinde onderbrekingen of vergissingen bij de levering van materialen te voorkomen.

In die zin zijn niet alle warehouse management systemen verenigbaar met deze vereisten, aangezien hiervoor een grotere mate van specialisatie noodzakelijk is. In dit opzicht beschikt Easy WMS van Mecalux over een productiemodule, waarvan de functies zijn uitgebreid, om te voldoen aan de specifieke vereisten van de productiesector.

Producenten staan voor de uitdaging om over te schakelen op «slimme fabrieken» of «smart factories»

Volgens het rapport «Smart factories at scale» van het Capgemini Research Institute, voeren bedrijven al in 30% van de gevallen intelligente productiestrategieën in, en zijn deze ondernemingen van plan deze initiatieven de komende jaren uit te breiden tot nog eens 40% van hun activiteiten. Zo beweert 68% van de ondervraagde fabrikanten, dat zij in hun fabrieken projecten voor «slimme productie» hebben lopen.

Deze gegevens laten een opwaartse trend zien, die geleidelijk en progressief verloopt. Slimme fabrieken of smart factories, zijn niet gevrijwaard van deze uitdagingen, die in veel gevallen serieuze beperkingen inhouden voor een snelle ontwikkeling. Zo is cyberbeveiliging een punt van zorg voor 46% van de respondenten, terwijl het gebrek aan technische capaciteit om de integraties te ontwikkelen, dat dikwijls te wijten is aan het gebrek aan talent 4.0 profielen, een punt van aandacht is voor 51%.

Op het gebied van de opslaglogistiek zijn er gelijkenissen met dit scenario. De onvermijdelijke veranderingen in verband met logistiek 4.0 versnellen de transformatie van magazijnen, en zorgen ervoor dat deze concurrerend blijven ten opzichte van de markt. Wilt u gespecialiseerd advies over softwareoplossingen en logistieke automatisering, neem dan contact met ons op. Al meer dan 50 jaar optimaliseren wij de logistiek van de meest uiteenlopende ondernemingen.