Producenci stają się dostawcami usług

W konsorcjalnym projekcie „Smart Factory as a Service“ (FABaaS) cały proces od początku do końca w przedsiębiorstwie produkcyjnym jest rozwijany w kierunku modelu biznesowego opartego na wykorzystaniu – od zamówienia, przez produkcję, aż po dostawę i płatność. © TRUMPF/Foto: Markus Breig (KIT/CroM)

System napędowy w zakładzie produkcyjnym w przyszłości nie będzie już tylko funkcjonalnym komponentem, lecz także jako „detektor stanu”, aby zapewnić trwały wysoki poziom wydajności. © WITTENSTEIN SE

Partnerzy konsorcjum projektu „Productivity as a Service“ badają model biznesowy oparty na użytkowaniu dla obrabiarek, w którym firmy z branży przetwórstwa metali płacą za pakiet obejmujący maszynę narzędziową, narzędzia skrawające i usługi IT. Wysokie koszty zakupu maszyny narzędziowej są pomijane. © MAPAL Dr. Kress KG

Inteligentna przekładnia z funkcją »cynapse« firmy WITTENSTEIN SE posiada zintegrowany moduł czujnika z elektroniczną tabliczką znamionową i interfejsem IO-Link. Może na przykład rejestrować, przechowywać, wyświetlać i przetwarzać temperaturę, drgania, czas pracy oraz pozycję montażową. © WITTENSTEIN SE

W przyszłości zakłady stolarskie i producenci mebli nie będą musieli już kupować maszyn do frezowania. Zamiast tego maszyna pozostanie własnością producenta, a oni będą płacić miesięcznie za jej użytkowanie. © Michael Weinig AG

Nie trzeba kupować maszyny, aby móc z niej korzystać: Digitalizacja umożliwia nowe modele biznesowe, które opierają się na zautomatyzowanej wymianie danych. Jakie warunki muszą być spełnione, aby te modele biznesowe były opłacalne i technicznie wykonalne, wyjaśniają eksperci z nauki i przemysłu w dużym projekcie badawczym »X-Forge«.

Digitalizacja nie tylko zmieniła sposób, w jaki producenci wytwarzają swoje produkty. Również relacje biznesowe, które zawierają między sobą firmy, uległy zmianie w ramach czwartej rewolucji przemysłowej. Z sztywnego łańcucha wartości powstała elastyczna sieć wartości, która nie zna już ustalonych procedur, a jej uczestnicy stale się zmieniają. To skomplikowane współdziałanie przypomina naturalny ekosystem składający się z zwierząt, roślin i mikroorganizmów, dlatego eksperci nazywają tę sieć wartości również cyfrowym ekosystemem.

Takie cyfrowe ekosystemy są utrzymywane przez zautomatyzowaną wymianę danych między wszystkimi uczestnikami. Ta ciągła wymiana umożliwia powstanie nowych, opartych na danych modeli biznesowych, w których producenci nie tylko stają się usługodawcami, ale także wszystkie procesy w hali produkcyjnej mogą być rozumiane jako odrębne usługi: Everything as a Service (XaaS). W dużym projekcie badawczym X-Forge eksperci z nauki i przemysłu badają niektóre z tych nowych modeli biznesowych, wyjaśniając, jakie dane muszą być zbierane i wymieniane oraz jak technicznie można zrealizować ten transfer danych.

X-Forge dzieli się na cztery konsorcja projektowe. Wszędzie bierze udział Instytut Fraunhofera ds. Technologii Produkcji i Automatyzacji IPA:

Gdy frezarka wysyła fakturę

Branża obróbki drewna w Badenii-Wirtembergii składa się głównie z małych i średnich przedsiębiorstw rodzinnych. Wysokie koszty zakupu nowoczesnych maszyn wysokiej technologii często pokonują one z dużym wysiłkiem. Wolą więc utrzymywać istniejący park maszynowy, zwlekać z inwestycjami na wiele lat i obawiać się pozostania w tyle za konkurencją. Możliwym rozwiązaniem jest model Pay per Use. Maszyny do obróbki drewna pozostają własnością producenta, a stolarze i fabryki mebli płacą miesięcznie za ich użytkowanie.

Jak taki model oparty na korzystaniu musi wyglądać, aby był atrakcyjny zarówno dla producentów, jak i użytkowników, badają naukowcy pod kierownictwem Olivera Schöllhamera, kierownika działu strategii i rozwoju przedsiębiorstw w Fraunhofer IPA, w ramach konsorcjum »Wood Working as a Service« (WOODaaS). Kluczowe pytanie brzmi: co jest rozliczane na koniec miesiąca i jak przebiega fakturowanie oraz płatności? Aby to wyjaśnić, Schöllhammer i jego zespół muszą ustalić, czy dane generowane przez czujniki istniejących frezarek i maszyn do fazowania są wystarczające dla nowego modelu biznesowego, oraz które dodatkowe dane mogą być jeszcze potrzebne. Na końcu rachunki, procesy płatności i konserwacji mają być zautomatyzowane.

W projekcie biorą udział oprócz Fraunhofer IPA także producent maszyn Michael Weinig AG z Tauberbischofsheim (konsorcjalny lider), biuro inżynieryjne Roth GmbH & Co. KG z Billigheim oraz Hogra-Holz GmbH z Limbach w okręgu Neckar-Odenwald. Ministerstwo Gospodarki, Pracy i Turystyki Badenii-Wirtembergii finansuje WOODaaS kwotą blisko 2,3 miliona euro z programu wsparcia InvestBW.

Maszyna do obróbki skrawaniem, która konfiguruje się sama

Zleceniobiorcy i firmy dostawcze zajmujące się obróbką metali stoją w międzynarodowej konkurencji pod silną presją cenową. Muszą więc efektywnie wykorzystywać swoje maszyny do obróbki skrawaniem, czyli możliwie przez całą dobę, z ciągłą wysoką jakością procesu i produkcji, także przy małych seriach i pojedynczych elementach, przy niskich kosztach. Ma to również umożliwić model oparty na korzystaniu z usług: w przyszłości zleceniobiorcy i dostawcy nie będą musieli kupować drogich maszyn. Zamiast tego zapłacą za pakiet obejmujący maszynę narzędziową, narzędzie do obróbki skrawaniem i usługi IT.

Usługi te mają obejmować oprócz zautomatyzowanego rozliczania i procesów konserwacji także inteligentne algorytmy, które samodzielnie ingerują w proces obróbki i poprawiają parametry procesu w trakcie pracy. W ten sposób można uniknąć nadmiernego zużycia i uszkodzeń elementów. »Operatorzy maszyn do obróbki skrawaniem nie będą już musieli zajmować się ustawieniami maszyn i nie będą musieli zlecać zewnętrznym usługodawcom optymalizacji procesów produkcyjnych«, mówi naukowiec Schöllhammer z Fraunhofer IPA. Chcą to osiągnąć, łącząc dane o procesach i produkcji, które obecnie są jeszcze rozdzielone, i udostępniając je samouczącym się algorytmom.

W ramach projektu »Productivity as a Service« (PRODaaS) oprócz Fraunhofer IPA uczestniczą także Karl Walter Formen- und Kokillenbau GmbH & Co. KG z Göppingen, producent czujników Blum-Novotest GmbH z Grünkrawat w powiecie Ravensburg, producent maszyn F. Zimmermann GmbH z Neuhausen na Filderach, producent narzędzi MAPAL Dr. Kress KG (konsorcjalny lider) oraz platforma c-Com GmbH (obydwa z Aalen). Ministerstwo Gospodarki, Pracy i Turystyki Badenii-Wirtembergii finansuje PRODaaS kwotą około trzech milionów euro z programu wsparcia InvestBW.

System napędowy, który podpowiada, jak poprawić jakość produktu

Dla większości firm coraz trudniej jest dostrzec i wdrożyć potencjały optymalizacyjne własnych produktów lub procesów produkcyjnych. Jednak dzięki digitalizacji pojawiają się coraz nowe podejścia, które umożliwiają dalsze ulepszenia. Tak więc Paul Thieme i jego współpracownicy z Centrum Kompetencji DigITools w Fraunhofer IPA w ramach konsorcjum »Product Life Cycle Enrichment as a Service« (PLCEaaS) zamierzają gromadzić i udostępniać w jednym miejscu wszystkie dane, które powstają podczas całego cyklu życia produktu systemu napędowego firmy WITTENSTEIN SE.

To centralne miejsce to tzw. „administracyjna chmura”, która jak cyfrowa teczka przechowuje uporządkowane wszystkie istotne dane — od produkcji poszczególnych elementów, przez montaż i dostawę gotowego systemu napędowego, aż po fazę użytkowania z wszystkimi awariami, przestojami, uszkodzeniami, naprawami i konserwacją. Za pomocą prostego w obsłudze narzędzia analitycznego można te dane przygotować i przeanalizować. »Dzięki temu podejściu można zrealizować znacznie więcej niż tylko Predictive Maintenance«, mówi Thieme. »Dostarcza ono także wskazówek, jak bardziej oszczędnie wykorzystywać system napędowy i pokazuje producentowi, jak mógłby dalej podnosić jakość produktu.«

W ramach projektu PLCEaaS uczestniczą oprócz Fraunhofer IPA także WITTENSTEIN SE z Igersheim (konsorcjalny lider), a także ASCon Systems Holding GmbH oraz TruPhysics GmbH (obie z Stuttgartu). Ministerstwo Gospodarki, Pracy i Turystyki Badenii-Wirtembergii finansuje PLCEaaS kwotą około dwóch milionów euro z programu wsparcia InvestBW.

Fabryka pełna usług

Kolejny krok w rozwoju projektu stanowią partnerzy w konsorcjum »Smart Factory as a Service« (FABaaS). Nie chodzi tu o rozwijanie operacji pojedynczej maszyny czy cyklu życia konkretnego produktu w modelu opartym na korzystaniu, lecz o cały proces od zamówienia, przez produkcję, aż po dostawę i płatność. »Przekazywanie sprzedaży, logistyki czy obsługi płatności w ręce zewnętrznych usługodawców to od dawna powszechna praktyka«, wyjaśnia Anja Reuter z Centrum Kompetencji DigITools w Fraunhofer IPA. »Ale podział wszystkiego, co dzieje się w hali produkcyjnej, na odrębne, zarezerwowane usługi zewnętrznych dostawców to nowa koncepcja produkcji, która staje się możliwa dopiero dzięki digitalizacji.«

Ale do jakiego stopnia taka produkcja oparta na dobrze zorganizowanych usługach jest opłacalna dla wszystkich stron? Jakie dane muszą być zbierane i wymieniane? Jakie dane mogą być wymieniane bez naruszania obowiązującego prawa? Jakie warunki techniczne muszą spełniać poszczególne maszyny i jak wygląda architektura IT? Na te pytania odpowiadają Reuter i jej partnerzy w projekcie FABaaS, a ostatecznie realizują wybrane usługi na przykładzie.

W projekcie FABaaS uczestniczą oprócz Fraunhofer IPA także Instytut Pracy i Organizacji Fraunhofer IAO, firma TRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH & Co. KG z Ditzingen (konsorcjalny lider), dwie firmy programistyczne Heidelberg Mobil International GmbH i XETICS GmbH z Stuttgartu, dwaj producenci czujników SICK AG z Waldkirch i Kinemic GmbH z Karlsruhe, producent próżniowych systemów J. Schmalz GmbH z Glatten, firma STOPA Anlagenbau GmbH z Achern, firma ACD Elektronik GmbH z Achstetten w powiecie Biberach oraz międzynarodowa firma doradcza umlaut SE. Ministerstwo Gospodarki, Pracy i Turystyki Badenii-Wirtembergii finansuje FABaaS kwotą blisko pięciu milionów euro z programu wsparcia InvestBW.