Cải thiện năng suất sản xuất bằng IoT Analytics (Phân tích IoT)

Cải thiện năng suất thông qua số hóa (Improving Productivity Through Digitalization)

Tầm quan trọng chiến lược của số hóa

Số hóa đang thay đổi cục diện trong sản xuất khi các công ty áp dụng các sáng kiến ​​Công nghiệp 4.0, Sản xuất thông minh và Chuyển đổi số. Trên thực tế, một cuộc khảo sát gần đây của Tech-Clarity cho thấy hơn một nửa các nhà sản xuất tin rằng các sáng kiến ​​chuyển đổi số hóa / kỹ thuật số là điều quan trọng nếu không phải là quan trọng để đạt được chiến lược kinh doanh.

Internet of Things (IoT) là một thành phần quan trọng của số hóa trong nhà máy, giúp các công ty kết nối với tài sản sản xuất để giám sát tốt hơn cách họ thực hiện. Ngoài việc thu thập dữ liệu, các nhà sản xuất có thể tận dụng các phân tích nâng cao để có được trí thông minh thực sự về các nhà máy và sản xuất để cải thiện hoạt động, điều khiển hiệu suất cao hơn và hướng dẫn cải tiến liên tục (Continous Improvement)

Xác minh đầu tư phân tích IoT

Đối với một số công ty, việc tận dụng IoT công nghiệp (IIoT) chỉ đơn giản là một chiến lược cần phải thực hiện. Đối với những người khác, họ phải trả giá cho điều đó. Sách điện tử này cung cấp một khuôn khổ để phát triển ROI cho các khoản đầu tư IoT bằng cách sử dụng một số liệu sản xuất chung, Hiệu quả thiết bị tổng thể (OEE).

Phân tích tiềm năng cải tiến của OEE cho phép các công ty xác định các khoản tiết kiệm tiềm năng trong bối cảnh của nhà máy. Khung này cho thấy các công ty có thể sử dụng IoT và các phân tích như thế nào để giảm Sáu tổn lớn của OEE và cải thiện một cách hữu hình ba thành phần của OEE.

“Dựa trên nghiên cứu của chúng tôi, tiềm năng lớn nhất để tạo ra giá trị sẽ là tối ưu hóa hoạt động, làm cho các quy trình khác nhau trong nhà máy hiệu quả hơn. Nhìn chung, các ứng dụng IoT trong tối ưu hóa hoạt động có khả năng tạo ra giá trị từ 633 tỷ đến 1,8 nghìn tỷ đô la mỗi năm trong bối cảnh nhà máy vào năm 2025” – Internet vạn vật: Lập bản đồ giá trị vượt ra ngoài sự cường điệu – McKinsey & Company.

Định lượng giá trị hiệu suất nhà máy: OEE (Overall Equipment Efficency)

Nhiều nhà sản xuất đã giảm chi phí và cải thiện chất lượng bằng cách sử dụng các quy trình Lean, Six Sigma để loại bỏ tổn thất. Số hóa bằng IIoT mở rộng những cải tiến này, giúp các nhà sản xuất đạt được năng suất cao hơn nữa.

Chúng ta sẽ sử dụng OEE như một cách để định lượng giá trị tiềm năng bằng cách đánh giá cách phân tích IoT có thể cải thiện từng yếu tố trong ba yếu tố OEE và Sáu tổn thất của OEE có liên quan làm giảm năng suất. OEE là một số liệu đã được chứng minh về hiệu suất chuẩn và theo dõi tiến độ cho một công việc hoặc nhà máy. Mặc dù không phải tất cả các công ty đều nhìn vào OEE theo cùng một cách, nhưng nó cung cấp một khung giá trị để xác định và đánh giá các cải tiến năng suất.

6 tổn thất của OEE

Cải thiện năng suất IoT

IoT cung cấp dữ liệu kịp thời, chi tiết để tạo kiến ​​thức về hiệu suất sản xuất. Một nền tảng IoT hiệu quả có thể kết nối nhiều loại thiết bị và kết nối thông tin khác nhau lại với nhau trong thời gian thực để tạo bảng điều khiển, cảnh báo và kích hoạt để tạo hiểu biết để thúc đẩy hành động khắc phục.

Mở rộng giá trị IoT với Analytics

Analytics khuếch đại giá trị IoT bằng cách tập hợp các thông tin khác nhau như luồng dữ liệu cảm biến, dữ liệu môi trường và thông tin từ các hệ thống doanh nghiệp như ERP, MES, EAM hoặc HRMS. Sau đó, các thuật toán có thể khám phá những hiểu biết mới và sâu sắc hơn bằng cách tìm ra các xu hướng và mối quan hệ dữ liệu ẩn tạo ra trí thông minh hoạt động sản xuất.

Ví dụ: phân tích có thể sử dụng trí thông minh nhân tạo (AI) để tìm mối tương quan giữa các khiếm khuyết chất lượng và các yếu tố có thể không rõ ràng, như nhà cung cấp cụ thể hoặc tuân thủ quy trình thiết lập. Cùng với IoT, các phân tích phát hiện ra các cơ hội mới để giúp mở rộng cải thiện năng suất.

Cải thiện OEE : Tính khả dụng – Availability

Thành phần OEE : Tính khả dụng

Số liệu đầu tiên chúng tôi thảo luận là Tính khả dụng, được đo bằng phần trăm thời gian chạy khả dụng so với thiết bị sản xuất thời gian được lên kế hoạch để hoạt động. Số liệu này rất quan trọng vì việc tăng thời gian hoạt động của thiết bị giúp tăng thông lượng cao hơn và mang lại giá trị sản xuất lớn hơn. 2trong số 6 tổn thất đầu tiên mà chúng tôi sẽ thảo luận, Thiết bị và điều chỉnh các thiết bị và các điều chỉnh của Thiết bị, và trực tiếp ảnh hưởng đến Thiết bị.

Giảm lỗi do thiết bị downtime

Thời gian downtime do thiết bị hỏng là một trong những nguyên nhân chính của năng suất bị mất. Phân tích IoT giảm việc dừng không có kế hoạch bằng cách giúp các nhà sản xuất giám sát thiết bị để duy trì hoạt động. Nguồn giá trị chính đến từ việc xác định các vấn đề trước khi chúng xảy ra để thiết bị có thể được bảo trì theo lịch trình.

Sử dụng các thuật toán để xác định các kịch bản thường xảy ra trước sự cố giúp các nhà sản xuất chuyển đổi sang dịch vụ dự đoán (Predictive Maintenance). Bảo dưỡng thiết bị trước khi nó bị hỏng giúp cải thiện Thời gian trung bình giữa các lần hỏng hóc (MTBF), giảm thiểu sự gián đoạn của các sự cố gây ra hiệu ứng xếp tầng và leo thang thành tổn thất năng suất lớn hơn.

MTBF và MTTR

Không phải tất cả các vấn đề có thể được dự đoán, nhưng nhận dạng nhanh hơn và kiến ​​thức tốt hơn về tình huống giúp giảm thiểu sự gián đoạn bằng cách hỗ trợ sửa chữa nhanh chóng. Có thông tin phù hợp giúp nhân viên dịch vụ chuẩn bị các bộ phận, kỹ năng, công cụ và kiến ​​thức phù hợp, cải thiện tỷ lệ sửa lỗi lần đầu và Thời gian sửa chữa trung bình (MTTR).

Giảm thiểu cài đặt và điều chỉnh (Adjustment)

Thứ hai của tổn thất OEE ảnh hưởng đến tính khả dụng là tạm dừng thiết bị theo kế hoạch để thiết lập, thay đổi và điều chỉnh. Trong khi những điều này có thể là cần thiết, nó lấy đi thời gian sản xuất hữu dụng. Phân tích IoT giúp các công ty theo dõi tần suất và thời gian thực tế của các sự kiện này và xác định sự bất thường hoặc xu hướng có thể chỉ ra các vấn đề hoặc cơ hội để cải thiện. Những hiểu biết tốt hơn có thể giúp khám phá những cách để làm cho chúng hiệu quả hơn hoặc liên kết tạm dừng với các yếu tố có thể được điều chỉnh.

Cải thiện OEE : Hiệu suất thiết bị – Performance

Thành phần OEE: Hiệu suất

Lĩnh vực trọng tâm tiếp theo là cải thiện chỉ số Hiệu suất, còn được gọi là tốc độ xử lý cho một thiết bị. Hiệu suất được đo bằng tốc độ sản xuất chạy theo phần trăm thời gian chu kỳ lý tưởng của nó. Biện pháp này rất quan trọng vì nó khuyến khích đầu ra tối đa từ thời gian thiết bị hoạt động. Hai tổn thất tiếp theo mà chúng tôi sẽ phân tích là Idling và dừng ngắn và giảm tốc độ, Giảm ảnh hưởng đến các biện pháp Hiệu suất OEE.

Giảm thiểu dừng không tải và dừng máy ngắn

OEE – Performance

Phân tích IoT có thể giúp giảm bớt việc chạy không tải và các điểm dừng nhỏ theo một số cách. Đầu tiên, nó có thể giúp bằng cách giảm nhu cầu điều chỉnh trong quá trình bằng cách chỉnh tham số trong thông số kỹ thuật chính xác hơn dựa trên phân tích hiệu suất trong quá khứ. Nó cũng có thể cung cấp cái nhìn sâu sắc về các sản phẩm yêu cầu nhiều điểm dừng hơn và sử dụng Machine Learning  để xác định nguyên nhân gốc có thể được sửa chữa. Ngoài ra, các phân tích có thể xác định trước các tình huống như các vấn đề quan trọng có thể gây ra sự chậm trễ nhỏ để chúng có thể được giải quyết trước khi chúng ảnh hưởng đến năng suất.

Ngăn chặn giảm tốc độ

Các biện pháp tổn thất tiếp theo làm chậm thời gian chu kỳ làm giảm khối lượng sản xuất. Phân tích IoT có thể giúp xác định các cách để chạy hết công suất mà không gây gián đoạn. Nó cho phép xác định vấn đề nhanh hơn vì không có độ trễ trong số liệu. Giám sát IoT có thể nhanh chóng xác định khi thiết bị không chạy ở tốc độ dự định để cung cấp khả năng hiển thị rõ hơn cho vấn đề, trong khi phân tích có thể giúp các công ty giám sát và tìm ra nguyên nhân gốc.

Thời gian chu kỳ chậm thường là do lỗi thiết bị. Những hỏng hóc này có thể được xác định một cách chủ động và ngăn chặn để thiết bị vẫn trong tình trạng hoạt động tốt nhất. Tốc độ chậm cũng có thể là do quá trình sản xuất dưới mức tối ưu có thể được xác định bởi các phân tích. Ngoài ra, các công ty có khả năng IoT mạnh mẽ có thể khắc phục sự cố bằng cách nâng cấp từ xa cấu hình thiết bị hoặc điều khiển để cải thiện hiệu suất.

Cải thiện OEE – Chất lượng sản xuất – Quality

Thành phần thứ 3 của OEE: Chất lượng

Số liệu OEE cuối cùng mà chúng ta thảo luận là Chất lượng. Phân tích IoT có thể giúp đảm bảo rằng các đơn vị được sản xuất có thể chấp nhận được, cải thiện năng suất / năng suất quá trình đầu tiên và hạn chế phế liệu và sản xuất. Hai tổn thất OEE cuối cùng mà chúng tôi sẽ thảo luận trực tiếp ảnh hưởng đến khía cạnh Chất lượng của OEE và bao gồm các quy trình khắc phục lỗi của cải tiến và giảm năng suất.

Giảm khuyết tật quá trình sản xuất

Lỗi quy trình, cũng được coi là từ chối sản xuất, lấy đi từ năng suất sản xuất có lợi nhuận. Họ cũng lãng phí thời gian và vật liệu. Phân tích IoT có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc cải thiện năng suất và giảm thiểu chất thải. Giám sát sản xuất trong thời gian thực thông qua IoT giúp nhanh chóng xác định các vấn đề.

Ví dụ, IoT có thể giám sát các thiết bị đo lường tự động để nhanh chóng phát hiện ra sản xuất cụ thể. Nó cũng có thể đảm bảo rằng các cài đặt thiết bị là chính xác thông qua giám sát và điều chỉnh với thông tin liên lạc hai chiều và điều khiển từ xa.

Đo lường Quality trong sản xuất

Analytics mở rộng điều này bằng cách xác định xu hướng hoặc trượt cụ thể trong khi sản xuất vẫn tuân thủ để có thể điều chỉnh để duy trì trong phạm vi dung sai. Nó cũng có thể giúp cung cấp cái nhìn sâu sắc có giá trị về các điều kiện dẫn đến rò rỉ chất lượng để chúng có thể được xác định và giảm thiểu. Cuối cùng, phân tích IoT đã đóng vòng lặp bằng cách cung cấp thông tin sản xuất thực tế cho các kỹ sư xử lý để sửa lỗi thiết kế sản xuất và tối ưu hóa quy trình sản xuất.

Giảm thiểu vấn đề giảm năng suất

Giảm OEE , Giảm năng suất, có liên quan chặt chẽ đến Khiếm khuyết của Quá trình. Nó thường xem xét các khoản lỗi phát sinh do các vấn đề vận hành ở trạng thái ổn định như các vấn đề về năng suất khởi động. Những nguyên nhân này có thể được gây ra bởi một số lý do tương tự như Lỗi khuyết tật, nhưng cũng có thể là do các quy trình khởi động / khởi động mà chúng ta đã tuân thủ đúng. Nó cũng có thể đến từ vấn đề thiết lập phát sinh từ những thay đổi.

Phân tích IoT có thể giúp giảm những tổn thất năng suất này bằng cách cung cấp khả năng hiển thị cho sản xuất và xác định các vấn đề. Phân tích có thể tìm thấy xu hướng và sự bất thường và nguyên nhân gốc để nhà máy có thể quay số nhanh trong quy trình sản xuất để có được chất lượng, hoạt động ổn định để tối ưu hóa chất lượng sản xuất.

Kết hợp lại để tính toán cải thiện OEE

Ví dụ cải tiến OEE

Các phần trước đã chia sẻ những cải tiến tiềm năng dựa trên số liệu từ nghiên cứu hiện tại và nghiên cứu trường hợp. Bây giờ đã đến lúc để hiển thị cách các cải tiến phân tích IoT này kết hợp với nhau để cải thiện OEE.

Kết quả cải thiện OEE : Điều quan trọng cần lưu ý là khoản tiết kiệm này đi thẳng vào điểm mấu chốt và có thể cải thiện đáng kể lợi nhuận. Rõ ràng tác động của thêm 61,4 triệu đô la lợi nhuận cho một công ty trị giá 500 triệu đô la sẽ thay đổi cuộc chơi. Lưu ý rằng mỗi số liệu này được cải thiện đáng kể và khó có thể cải thiện đồng thời tất cả các giá trị này, nhưng chỉ cần cải thiện 20% Tính khả dụng sẽ mang lại khoản tiết kiệm hơn 20 triệu đô la. Mặc dù mỗi công ty có cơ hội khác nhau, nhưng những cải tiến tiềm năng là rất đáng kể và mang lại lợi thế cạnh tranh lớn.


Điểm chuẩn công nghiệp cho OEE thường là 85%, mặc dù nó có giá trị như một cách để đo lường cơ hội và cải thiện cho một công ty cá nhân. Điều quan trọng là phải nhận ra rằng mọi phần trăm đều làm tăng năng suất của nhà máy và điểm mấu chốt.

 

Cải thiện ROI của IOT Analytics bằng cách giảm chi phí sở hữu

Các thành phần chi phí của ROI IoT Analytics

Cho đến nay, chúng tôi đã thảo luận về cách nhận được giá trị bằng cách cải thiện OEE, nhưng rõ ràng lợi ích cần phải được cân nhắc với chi phí chương trình để tính ROI. Chi phí sẽ bao gồm chi phí của phần mềm cũng như chi phí để phát triển các giải pháp phân tích để xác định và giải quyết các vấn đề có giá trị cao. Chi phí của các chuyên gia sản xuất đối tượng cũng nên được bao gồm. Chúng tôi đã giành được một mô hình chi phí chi tiết, nhưng điều quan trọng là đưa ra một số cách mà các công ty có thể hạn chế tổng chi phí sở hữu và nhận được nhiều hơn từ khoản đầu tư của họ.

Khả năng lặp lại và khả năng mở rộng làm giảm đầu tư

Trước đây, hầu hết các nhà sản xuất đã coi các dự án phân tích là các sáng kiến ​​một lần. Họ đã đầu tư vào việc phát triển hoặc mua sắm các phân tích chuyên môn tập trung vào một vấn đề duy nhất như cải thiện chất lượng sản xuất, tăng năng suất quá trình hoặc bảo trì dự đoán. Để có được lợi ích tối đa với chi phí tối thiểu đòi hỏi một cách tiếp cận lặp lại, có thể mở rộng hơn so với đầu tư vào các giải pháp được thiết kế riêng để giải quyết một vấn đề.

Cách tiếp cận nền tảng (platform) sẽ làm giảm chi phí

Thực hiện một cách tiếp cận nền tảng để phân tích IoT tạo ra các ứng dụng được xây dựng xung quanh dữ liệu chung, bảng điều khiển, cảnh báo và thuật toán. Các ứng dụng được xây dựng trên nền tảng có thể được mở rộng để tạo ra nhiều giải pháp giá trị hơn, cung cấp giá trị lớn hơn các giải pháp thích hợp. Các nền tảng cũng nên cung cấp các mẫu để giúp các công ty thu thập thông tin, áp dụng phân tích và đưa nó vào sử dụng trong bảng điều khiển và cảnh báo. Các công ty không nên bắt đầu bất kỳ công việc nào từ đầu, và theo thời gian sẽ có thể phát triển dựa trên các giải pháp của riêng họ làm nền tảng. Ví dụ, họ có thể tận dụng một ứng dụng hiện có bằng cách nhân rộng nó sang các nhà máy hoặc khu vực địa lý mới hoặc để giải quyết các vấn đề khác.

Cho phép cải tiến năng suất liên tục

Với một nền tảng, các nhóm cải tiến liên tục không giới hạn chỉ giải quyết một loại vấn đề. Các nhóm có thể tập trung vào cơ hội cải tiến lớn nhất tiếp theo, sử dụng phân tích IoT để tăng cường các quy trình Six Sigma hoặc kaizen hiện có. Cách tiếp cận nền tảng IoT cho phép các công ty tận dụng tối đa cả khoản đầu tư vào bộ công cụ phân tích và nguồn nhân lực quan trọng cần có để áp dụng chúng để cải thiện OEE.

Phát triển ROI phân tích IoT của bạn bằng cách sử dụng Khung OEE
Cho dù bạn đang cố gắng phát triển OEE từ giữa gói hoặc cố gắng tìm ra các cải tiến bổ sung để tiếp tục tiếp cận 100%, phân tích IoT là một lựa chọn rất tốt. Các công ty có thể sử dụng khung trong Sách điện tử này để ước tính giá trị kinh doanh của sáng kiến ​​phân tích IoT dựa trên nghiên cứu và nghiên cứu trường hợp, điều chỉnh các giả định để phù hợp với doanh nghiệp của họ và thêm chi phí để phát triển ROI và chứng minh nỗ lực của họ.

Bắt đầu nhỏ và mở rộng dần

Tất nhiên, điều quan trọng là các công ty nhận ra rằng họ nên bắt đầu nhỏ, đạt được giá trị hữu hình và tạo ra một nền tảng để mở rộng. Các dự án ban đầu nên có giá trị và có thể đo lường được với kết quả kinh doanh hữu hình, không chỉ là bằng chứng kỹ thuật về khái niệm. Họ nên xác định và ưu tiên các cơ hội trong nhà máy dựa trên khả năng cải thiện OEE. Ví dụ: họ có thể sử dụng phân tích IoT giảm thời gian ngừng hoạt động của thiết bị cho một công việc có vấn đề hoặc cải thiện năng suất cho một sản phẩm đầy thách thức. Đồng thời, họ nên giữ chi phí thấp và đặt nền tảng cho tương lai bằng cách sử dụng phương pháp tiếp cận dựa trên nền tảng có thể mở rộng.

Đăng ký để nhận tin từ chúng tôi.
Đăng ký để nhận được những thông tin mới nhất giúp ích cho việc số hóa sản xuất và chuỗi cung ứng của bạn.
Bạn có thể hủy bỏ bất cứ lúc nào bạn không thích.