自动化投资预期批量制造行业

在我们的2021年自动化投资预期系列的第二部分中,供应商强调了正在发生的流行病、供应链和劳动力问题,这些问题推动了对特定技术的近期兴趣。

Image002

如《本系列的第一部分调查自动化技术的支出趋势在离散,批量和连续的过程行业垂直方面,这第二款分为批次划分批量或混合动力车制造业的基于自动化技术供应商2020年代后期进行的一项研究。我们向这些供应商询问了一系列问题,以更好地了解他们如何在2020年遇到的经济和社会变化的工业频谱对其顾客最终的用户讨论。

正如预期的那样,在三个行业垂直方面有很多重叠,关于预期趋势的技术。但也有一些重要的方差。

首先,让我们看看重叠部分。在离散行业中,预计2021年支出增加的前五大领域是:数据采集和分析、云计算、网络安全软件和物联网平台软件(并列第三)、传感器和机器人/cobot(并列第五)。批处理行业的回应还指出,物联网平台软件、数据采集和分析、云计算、网络安全软件和传感器位列前五。在批量生产行业中,网络安全和云计算的支出并列第五。这一合作为第六项技术进入前五名开辟了一个位置,而在批量生产中,远程访问技术在该行业排名第二。

“增加支出的主要领域的共同点是需要更多的数据,”美国农业部全球生命科学技术行业顾问Bruce Kane说罗克韦尔自动化。“企业愿意投资数字转型,当他们认识到他们如何利用信息来利用信息来更好地了解他们的流程,因此提高性能,提高能力,减少制造成本,并提高市场。”

Keith Chambers,运营管理软件副总裁Aveva他说,本次调查中提到的主要领域“清楚地反映了批量制造业向数字化转型的强劲趋势。成批和混合动力制造商正面临着前所未有的挑战,COVID-19对其业务成果、增长和盈利能力产生了重大影响。为了随着市场需求、产品需求和包装配置的快速变化而变得更加灵活和敏捷,制造商们正在进行数字化转型。”

数字转换的影响
凯恩和钱伯斯关于数字转型投资的观察结果在我们的研究中得到了强调。所有支出增长最快的领域都是与数字转型密切相关的技术。这并不是说其他自动化技术,如SCADA、控制器、电机和驱动器,预计不会增加支出。我们的研究表明他们会的。

差别在于增加的支出数量。例如,在批处理行业中,80%的受访者预计数据采集和分析方面的支出会增加,只有42%的受访者预计电机、驱动器和运动控制技术方面的支出会增加。

钱伯斯表示,消费品(CPG)市场的成熟和COVID-19造成的供应链中断,促使制造商部署协同工作的供应链和制造系统。他补充说,让这些系统协同工作的一个关键组成部分意味着,它们应该“动态优化,以确保在操作约束允许的情况下获得最大的业务回报。”

钱伯斯还指出,批量生产企业正在满足客户和监管机构对供应链透明度日益增加的要求,这要求从农场到叉子的材料可追溯,以及产品在何处、何时、如何采购、加工和运输的可见性。

“伦理和企业责任被纳入价值链的每个阶段的运营程序,IIOT(工业互联网)和先进的数据分析正在部署,以扩大业务范围的可持续性举措,并提供生态和经济效益,”腔室说。“这种益处包括减少能源消耗和生产浪费报价的重要成本降低潜力。例如,汉高洗衣和家庭护理,消费品和工业化学品供应商,与Aveva一起制造数字骨干,以满足其可持续性和效率目标,实现能耗降低24%,从而导致1500万欧元降低能源成本和4.5%的整体设备有效性(OEE)改进。“

Mark Ruberg,包装行业经理Beckhoff自动化请注意,在批量制造中的业务“获得退出码头的产品报酬,因此他们总是正在寻找增加输出和正常运行时间的新方法。数字转型承诺新的机会优化这些领域,其中传统方法和技术有稳定的。更大的数据采集和分析功能提供了可操作的见解,以帮助制造商应对质量问题,识别消费者趋势,减少机器停机等。“

遗留控制器和相关系统几乎无法分离出关键数据,找出重要数据并进行分析,Ruberg说。这些较老的技术还需要额外的网关来连接到云或企业级网络。相比之下,较新的“基于pc的控制器和分析工具可以预处理机器控制器上的数据,以及PLC、运动控制、机器视觉等,并提供固有的连接,”Ruberg说。“这有助于制造商直接从现场获取信息,而无需创建大规模数据湖或使用过多带宽传输无用数据。”

远程访问的重要性与日俱增
纵观批量生产行业,82%的受访者预计远程接入技术的投资会增加,而在离散制造业中,只有74%的受访者预计远程接入技术的投资会增加。

根据我们的研究结果,当被问及为什么远程访问技术对批量制造商的重要性似乎高于离散制造商时,贝克霍夫的鲁伯格指出了远程访问的普遍好处。”远程访问和监控使大型制造商和机器制造商能够分析机器性能、执行计划的升级和修复问题,而无需前往现场。它还支持远程培训,教员可以使用增强现实或其他工具培训现场维护人员。在正常运行时间至关重要的行业,这可以节省大量的时间和成本。”

他还指出,在远程访问等技术的实施方面,离散的OEM倾向于领先于曲线。因此,他认为离散制造商并不侧重于现在添加远程访问,因为它们中的许多人“已经有解决方案,适用于它们以及他们的最终用户。这是批量制造商的好消息,因为它意味着已经有广泛的经过多种经过测试的模型来实现远程访问和监控。批量工业中的工程师不必重新发明轮子 - 它们可以修改现有策略或采用它们立即批发。“

Aveva的Chambers指出,采用更高级别远程访问技术的另一个优势是:“协作是批量制造商操作的关键组成部分——远程访问和远程监控使人员和功能团队之间的团队协作成为可能。远程访问操作数据和/或执行所需的数据分析,使远程工作的支持人员或决策者能够与当地团队协作。这种协作场景适用于制造组织内外的人员,比如让外部支持团队远程访问工厂设备。”

他补充说,批量制造商应该注意的另一个新兴的远程协作概念是“控制塔”或“统一操作中心”,它“将以前独立的团队集中在一个控制室位置,具有访问和远程监控功能,协作具有整体视图和增强层。跨越一个或多个制造地点的情报,”他说。他说,这种协作方式使团队能够快速做出明智的决策,优化运营、资产和物流。

MES仍然很重要吗?
许多受访者注意到MES在批量制造中增加了MES的使用作为IOT相关技术的驾驶员,该技术包括在批量制造中的前五种兴趣技术 - 尽管MES本身并未考虑到前五种技术。

凯恩指出,罗克韦尔一直认为,客户越来越多地采用和推进MES,“这是他们的物联网数据获取实时信息以做出更好的业务决策的中心点。MES层有能力连接到几乎所有不同的业务流程,将信息捆绑在一起,并在适当的时间从适当的来源将信息传递给适当的人员。”

对于MES作为物联网数据中心的观点,Beckhoff的Ruberg补充说:“随着工业物联网和工业4.0概念的更高实现,制造商正在努力适应对批量定制的日益增长的需求。这包括从针对患者的治疗方案到购买一盒印有狗狗头像的糖果。在大流行期间,制造商限制了SKU的扩散,因此只有受欢迎的产品才会发生更改。然而,大多数人都期待大规模定制回归,并正在整合灵活的技术——从控制和MES到运动和机电一体化——以做好准备。在默认情况下,增加的数字化需要MES技术能够跟上这些趋势。”

随着机器通过成为工业物联网系统中的“东西”而变得更智能,Aveva的钱伯斯表示,MES可以将这些机器与联网的工人和其他联网资产结合起来,将这组智能机器变成一个智能工厂。“从本质上讲,MES的角色正在演变为工厂的数字孪生兄弟,一个将工厂所有资产和运营的所有数据联系在一起的解决方案,”他说。从那里开始,MES对这些数据进行过滤并将其置于环境中,以管理整个操作,并与企业的供应链管理层进行集成和交互。这使得公司能够基于实际的材料、劳动力和产能可用性建立可行的计划,基于业务和运营kpi(关键绩效指标)优化工厂生产,并提供计划执行的可视性。通过将制造执行和商业计划优化并集成到一个单一的数字系统中,供应链因此变得更加敏捷和有弹性。”

房间补充说,Aveva看到公司在多网站MES软件中增加投资,以“协调整个制造网络,并进一步优化价值链,以及类似预测分析和规范化规划和调度的解决方案,所有这些都解锁了MES提供的重要价值。“

劳动问题
一些受访者认为,一个关键的运营问题是批量生产的顶级技术趋势背后的具体驱动因素,即该行业持续存在的劳动力问题——更具体地说,是找到足够合格员工的能力。

Beckhoff的Ruberg表示:“由于长期的劳动力短缺,企业需要比以往任何时候都更有准备,以适应需求或产能的变化。”“需求的变化可能是识别市场趋势,而产能的变化意味着能够通过快速、基于软件的转换来扩大生产。两者都需要大量的数据分析,所以将特定的生产信息与市场指标结合起来的能力是关键。”

Ruberg补充说,为大部分行业加强这个问题的关键因素是,整个一代控制工程师处于退休年龄或附近。

他说:“这些老工程师只要在工厂里走动,听听机器的声音,就能识别出问题。”“他们知道什么时候该进行小的调整,什么时候该进行大的维护。随着这些专家的大量退休,新的自动化技术必须提供一个答案。与分析、机器学习和基于云的系统相结合的状态监测和高端测量提供了宝贵的工具来替代这些丢失的知识。这些技术还可以帮助企业提高正常运行时间和吞吐量。就像软件即服务模型减少了内部IT工作一样,机器即服务减少了内部工程和维护需求。通过将调试和故障排除外包,公司减少了培训需求和维护更大内部团队的其他要求。”

Aveva的钱伯斯指出,通过数字和移动用户体验,物联网和云技术的信息更容易获取,可用于指导新一代工人完成程序执行、指令、数据收集表单和信息背景等任务。

钱伯斯说:“工业组织越来越多地使用软件能力来解决这些劳动力挑战,包括员工协作、日志和解决问题的技能管理,所有这些都促进了数字知识共享、团队协作和技能发展。”“重要的是,培训视频和社交渠道减少了让一线工人掌握基本技能的时间,这些技能是运营当今复杂的工业操作所需的,并创建了一个数字知识库,在有经验的工人退休之前,将最佳实践进行标准化和存储。”

洛克威尔公司的凯恩提到,增强和虚拟现实等新技术(64%的受访者预计2021年批量生产行业将增加在这些技术上的支出)有助于使制造业作为一个整体对更年轻的劳动力更具吸引力。他说,这些技术使我们能够“将年轻一代对互联网、电脑和游戏的兴趣和经验,与增强现实操作人员培训和机器人远程支持等东西联系起来,让他们对制造业感到兴奋。”此外,这些技术允许制造商“更容易地培训新员工,并提高员工的技能,以适应新的岗位。”随着劳动力需求的变化,公司可以更加灵活地对待员工,并知道他们可以更快地提高员工的生产力。”

更多关于商业智能