Aby zmodernizować procesy produkcji i dostarczania sprzętu 5G, zastosowano podejście wzorcowe.
W 2019 roku, gdy operatorzy zaczynali wdrażać technologię 5G, firma Ericsson z siedzibą w Sztokholmie postawiła sobie za cel stać się potęgą w produkcji i dostarczaniu sprzętu 5G. Niestety, pod koniec 2010 roku okoliczności w branży zagroziły jej zdolności do wytwarzania wysokiej jakości produktów 5G.
W ciągu ostatnich dwóch lat wiele firm z branży sprzętu 5G borykało się z niedoborami komponentów, co bardzo utrudniało produkcję urządzeń radiowych 5G. Długi czas realizacji i wysyłka za granicę przekładały się na wyższe ryzyko związane z wytwarzaniem wadliwych produktów. Jednocześnie Ericsson planował produkcję nowej serii radiotelefonów 5G. Zespół zdał sobie sprawę, że zbliżenie produkcji do klientów w Stanach Zjednoczonych skróciłoby czas realizacji od zamówienia do produkcji, zmniejszając ryzyko nadwyżki zapasów ze względu na zmieniające się zapotrzebowanie klientów.
Gdy zespół firmy Ericsson zastanawiał się, jak stawić czoła obecnym zmianom w branży, doszedł do jednego wniosku – muszą stać się częścią Global Lighthouse Network. Innymi słowy, musieli zbudować wiodącą w branży fabrykę produkującą sprzęt, spełniającą standardy Światowego Forum Ekonomicznego (WEF) i stosującą standardy czwartej rewolucji przemysłowej (4IR lub Industry 4.0), aby objąć wizję, innowacje i odpowiedzialność w sieciach produkcyjnych w celu odblokowania wartości i nadania priorytetu zrównoważonemu rozwojowi środowiska.
Roczny proces – trwający od 2019 do 2020 roku – mający na celu stworzenie wzorcowej inteligentnej fabryki miał swój udział w przeszkodach, ale ostatecznie zespół Ericsson ukończył inteligentną fabrykę 5G w Lewisville w Teksasie, która była godna statusu Lighthouse i była przykładem dla producentów sprzętu na całym świecie.
Osiągnięcie statusu 4IR Lighthouse dla inteligentnej fabryki 5G
Status WEF Lighthouse jest przyznawany tylko wybranym firmom na całym świecie. Firmy, które chcą nominować obiekt do tego statusu, muszą wykonać bardzo konkretne kroki, aby zostać Lighthouse. Wśród wymagań jest wykazanie wpływu na zmianę modeli operacyjnych, wdrożenie zintegrowanych przypadków użycia technologii na dużą skalę oraz umożliwienie bardziej wydajnych procesów dzięki przemysłowemu internetowi rzeczy (IIoT) i zwiększonemu zaangażowaniu pracowników.
Spełnienie wymagań Lighthouse dla inteligentnej fabryki 5G było wyjątkową sytuacją, ponieważ zespół miał do czynienia z fabryką od podstaw. Oznaczało to, że zespół pracował nad statusem 4IR w tym samym czasie, co budowa fabryki, instalacja sprzętu i uruchomienie. Ponadto musieli przeszkolić zespół, który miał bardzo małe doświadczenie w fabryce i musieli wdrożyć zupełnie nową technologię w całej fabryce.
Aby jednak rozpocząć procesy 4IR, musieli najpierw zidentyfikować przypadki użycia w swoich obecnych procesach produkcyjnych, które najlepiej skorzystałyby z praktyk 4IR. Tak więc w połowie 2019 roku zespół Lewisville wdrożył kilka strategicznych kroków w celu zidentyfikowania tych przypadków użycia.
Identyfikacja przypadków użycia
Pierwszym krokiem było opracowanie monitora wydajności z dziennymi i tygodniowymi raportami. Zespół musiał wiedzieć, co poszło nie tak w innych obiektach, aby upewnić się, że te błędy nie wystąpią w lokalizacji Lewisville. Zespół Ericsson odwiedził istniejące lokalizacje „brownfield” i przeprowadził wywiady z zespołami inżynierów, aby zidentyfikować istniejące problemy. Proces odkrywania obejmował rozmowy z operatorami na hali produkcyjnej, w tym z inżynierami procesu i inżynierami jakości, a następnie pracę nad identyfikacją głównych przyczyn przestojów i opóźnień w procesie produkcyjnym.
Zespół Ericsson odwiedził również inne fabryki, aby sprawdzić, które elementy wyposażenia działały dobrze, a które nie. W przypadku wystąpienia problemów, zespół starał się je podkreślić i zapewnić ich widoczność w czasie rzeczywistym – nawet przed opublikowaniem cotygodniowych „raportów porannych”. Widoczność pomogła zespołowi zidentyfikować wskaźniki usterek i inne wskaźniki wydajności sprzętu. Każdy obszar wykazujący wyższy niż oczekiwany wskaźnik usterek wymagał dalszego zbadania, często przedstawiając konkretne przypadki użycia, w których technologia 5G mogłaby pomóc.
Wreszcie, zespół zbadał obszary w ramach siły roboczej, w których pracownicy byli zaangażowani w powtarzalne zadania, oferując potencjał do automatyzacji. Na przykład, jeśli stanowisko danej osoby polegało głównie na stacjonowaniu w określonym miejscu na linii produkcyjnej i powtarzalnym naciskaniu przycisków w celu umożliwienia dostępu do produktu, istniała doskonała okazja do automatyzacji procesu i potencjalnego wykorzystania technologii takich jak systemy wizyjne w celu zastąpienia tej roli.
Ericsson mógłby następnie przenieść pracownika na stanowisko o wyższej wartości w celu ulepszenia propozycji wartości produktu przy jednoczesnym zmniejszeniu siły roboczej wymaganej do produkcji. To strategiczne dostosowanie pozwala na zmianę przydziału istniejącego personelu do ról zwiększających wydajność, optymalizując w ten sposób ogólny proces, zapewniając jednocześnie możliwości podnoszenia kwalifikacji obecnej siły roboczej.
Poprawa wydajności operacyjnej
Jednym z głównych problemów, jakie odkrył zespół, była zdolność do gromadzenia przydatnych danych na temat procesów zachodzących w fabryce. W innych fabrykach zespoły i sprzęt były często odizolowane, co uniemożliwiało zespołom wdrażanie holistycznych rozwiązań problemów fabrycznych. Efektywne gromadzenie danych jest jedną z najlepszych praktyk odnotowanych w Przemyśle 4.0, umożliwiając organizacjom działanie w oparciu o spostrzeżenia w czasie rzeczywistym i ustalanie wzorców historycznych. Sukces inteligentnej fabryki 5G firmy Ericsson w USA zależał od integracji danych z tych odizolowanych wysp sprzętu przy jednoczesnej konsolidacji źródeł danych w celu zapewnienia widoczności. Solidne zarządzanie danymi zapewniło znormalizowane etykietowanie danych, ujednolicone znaczniki czasu i spójne definicje danych, co pozwoliło na stworzenie wiarygodnego i kompleksowego zbioru danych.
Ponieważ model operacyjny firmy opierał się na wielofunkcyjnych zespołach zorganizowanych wokół rozwoju IoT, rozwoju przypadków użycia i zarządzania platformą informatyczną (IT), wykorzystali oni zwinne metodologie i codzienne spotkania stand-up, aby promować skuteczną komunikację między zespołami, szybkie rozwiązywanie problemów i iteracyjny rozwój. Co więcej, zespoły ściśle przestrzegały minimalnego realnego produktu (MVP), testując i udoskonalając przypadki użycia testując i udoskonalając przypadki użycia, aby zapewnić szybki postęp.
Ponadto, wielofunkcyjna wiedza specjalistyczna odegrała kluczową rolę w przyspieszeniu realizacji i zapewnieniu sukcesu inicjatyw Przemysłu 4.0. Spostrzeżenia operatorów pierwszej linii zostały uwzględnione w celu zintegrowania głosu klienta, podczas gdy zaangażowanie interesariuszy w IT, zaopatrzenie, bezpieczeństwo IT, zarządzanie operacjami i finanse sprzyjało partnerstwom opartym na zaufaniu.
Szkolenie podstawowe również odegrało kluczową rolę w powodzeniu projektu, zapewniając, że zespół projektowy był dobrze zaznajomiony zarówno z koncepcjami produkcji, jak i Przemysłu 4.0. Przed rozpoczęciem transformacji 4IR znaczna część zespołu była stosunkowo nowa w zawiłościach operacji fabrycznych. Uczenie profesjonalistów nowych umiejętności może być trudne, ale nowy zespół był chętny do nauki umiejętności niezbędnych do sprawnego działania inteligentnej fabryki. Po pierwsze, każdy członek zespołu musiał zapoznać się z istniejącymi procesami fabrycznymi, aby uzyskać wgląd w potencjalne obszary wymagające poprawy.
Ponadto zespół przeszedł kompleksowe szkolenie w zakresie podstawowych koncepcji 4IR i tego, w jaki sposób mogą one przyczynić się do usprawnienia działalności fabryki. Szkolenia te utorowały drogę do ciągłego uczenia się i budowania zdolności, umożliwiając członkom zespołu efektywne przyczynianie się do realizacji mapy drogowej projektu. Szkolenia te odegrały również kluczową rolę w podnoszeniu kwalifikacji i przekwalifikowywaniu obecnego personelu, co jest kluczowym elementem Przemysłu 4.0. Obecnie personel fabryki wspólnie zarządza mapą drogową inteligentnej fabryki z udziałem wszystkich pracowników.
Podczas przechodzenia na inteligentną fabrykę 5G zespół odkrył, jak ważna jest skuteczna komunikacja. Zespół organizował wiele spotkań w ciągu dnia, aby usprawnić i przyspieszyć rozwiązywanie konkretnych wyzwań. Pozwoliło to na płynny przepływ informacji w całym łańcuchu dostaw, jednocześnie ułatwiając szybkie rozwiązywanie problemów.
Wykorzystanie technologii 5G do budowy urządzeń 5G
Po zidentyfikowaniu przypadków użycia firma Ericsson oceniła potencjał technologii 5G w celu ulepszenia tych scenariuszy przypadków użycia. Pomogłoby to firmie Ericsson włączyć najnowszą technologię IIoT i wdrożyć wiele przypadków użycia 4IR na dużą skalę – każdy z nich jest wymagany do uzyskania statusu Lighthouse. Połączenie niskiego opóźnienia 5G i dużych prędkości danych umożliwia podejmowanie decyzji i działań w czasie rzeczywistym, a wykorzystanie sieci fal milimetrowych pozwala na zwiększenie niskiego opóźnienia, co skutkuje bardzo dużymi prędkościami przesyłu danych w obie strony.
Sieci prywatne, w przeciwieństwie do sieci Wi-Fi, zapewniają stabilną i niezawodną łączność, minimalizując ryzyko zakłóceń i utraty danych. Zespół zrozumiał, że wybór łączności wpływa na zakres i dokładność gromadzenia danych, a tym samym bezpośrednio wpływa na skuteczność tych przypadków użycia.
Prywatne sieci 5G umożliwiają integrację dodatkowych czujników, takich jak czujniki drgań i ciepła, z istniejącymi maszynami przewodowymi. Integracja ta usprawniła gromadzenie danych i umożliwiła wydobycie cennych spostrzeżeń w celu optymalizacji wydajności, bez konieczności całkowitej przebudowy istniejącej infrastruktury.
Dzięki niskim opóźnieniom i szybkim prędkościom transmisji danych w obie strony, zespół produkcyjny firmy Ericsson mógł skuteczniej wykorzystywać informacje do podejmowania decyzji i działania w celu usprawnienia produkcji lub usunięcia problemów. Na przykład zespół z Lewisville był w stanie wykorzystać rzeczywistość rozszerzoną do naprawy sprzętu z pomocą ekspertów ds. sprzętu. Zespół był w stanie udostępniać wideo, audio i adnotacje z minimalnym opóźnieniem, dzięki czemu mogli jak najszybciej zająć się usterkami sprzętu.
Jak osiągnąć lepsze wyniki
Przejście fabryki na inteligentną produkcję przyniosło znaczną poprawę wydajności operacyjnej. W jednym z godnych uwagi przykładów fabryka wykorzystała cyfrowe bliźniaki do ulepszenia i optymalizacji linii akceleratora inteligentnej produkcji. Dzięki wdrożeniu tego cyfrowego bliźniaka linia odnotowała 25% poprawę przepustowości, 30% poprawę w zakresie odpadów i błędów oraz 50% spadek nieplanowanych przestojów.
Usprawnienia inteligentnej fabryki zapewniły również zespołowi fabryki całościowy wgląd w procesy produkcyjne. Po raz pierwszy firma Ericsson zyskała możliwość kompleksowego monitorowania całego procesu produkcji urządzeń radiowych z perspektywy opartej na danych. Co więcej, ekonomiczne przechowywanie i usprawnione wyszukiwanie danych pozwala na zwiększenie wydajności badań dla inżynierów procesu.
Osiągnięcia firmy Ericsson w zakresie inteligentnej fabryki 5G ugruntowały jej pozycję w branży, zwłaszcza w Stanach Zjednoczonych, pozycjonując firmę jako pioniera w dziedzinie innowacji produkcyjnych. Sukces projektu odegrał kluczową rolę w utworzeniu dedykowanego zespołu Industry 4.0 w firmie Ericsson, z planami integracji zasad Przemysłu 4.0 w jej globalnych zakładach.
Po rozpoczęciu budowy w 2019 r. firma Ericsson złożyła wniosek o status Lighthouse pod koniec 2020 r., a fabryka w Lewisville osiągnęła status Lighthouse w 2021 r..
David Hart jest dyrektorem ds. rozwoju biznesu w firmie produkcyjnej Ericsson North America.
