Améliorations de la productivité à deux chiffres grâce aux capacités des solutions de numérisation de Belden
En tant que fabricant mondial de premier plan qui soutient les initiatives d'ingestion et de numérisation de données dans le monde entier, cette entreprise travaille en étroite collaboration avec des clients sur divers marchés et emploie plus de 8 000 travailleurs—, des ingénieurs et architectes de solutions aux experts opérationnels et opérateurs de machines. Dans le cadre de sa mission, le fabricant privilégie également les opérations durables et suit des processus de fabrication allégés pour éliminer les déchets sans compromettre les performances ou la qualité des produits. Afin d'améliorer l'efficacité opérationnelle et la capacité de l'usine dans l'une de ses plus anciennes usines—et de faire le premier pas vers l'Industrie 4.0—ce fabricant souhaitait pouvoir visualiser les flux de travail en temps quasi réel et collecter des données sur l'efficacité globale de l'équipement (OEE) pour analyser et améliorer les performances des machines. Au fil des ans, un ensemble disparate de technologies de contrôle a été déployé tout au long du processus de fabrication, créant des défis uniques en matière de numérisation. Certaines machines étaient équipées d'automates programmables, d'autres non. Certains automates étaient connectés au réseau, d'autres non.’ Des machines vieilles de soixante-dix ans fonctionnaient aux côtés d’équipements flambant neufs, et une grande partie des équipements existants de l’usine manquaient totalement de capacités de connectivité réseau.’ En outre, il était impossible de suivre l'état des composants vieillissants, mais pourtant essentiels, tels que les moteurs. L’obtention de ces informations était essentielle pour minimiser les temps d’arrêt des équipements, notamment parce que cette usine produit certaines des gammes de produits les plus rentables du fabricant.—’ Les angles morts étaient partout, mais les opportunités aussi.— “Différentes marques d'automates programmables et protocoles industriels ont été utilisés, ainsi que différents millésimes de machines et générations de technologies de contrôle. Cela a rendu difficile la communication avec tous les automates et toutes les machines.” Cela a également créé des retards et des îlots d'automatisation dans toute l'usine. Les opérateurs utilisaient les machines en ayant peu de connaissances techniques et diagnostiquaient les problèmes par tâtonnement, car ils n'avaient pas de données pour leur permettre de prendre des décisions éclairées. Le personnel le plus ancien s'approchant de la retraite, il deviendrait toujours plus difficile de faire fonctionner l'équipement. Les superviseurs devaient sans cesse faire le va-et-vient entre l'usine et le bureau pour produire des rapports à partir des informations recueillies la veille. Ne disposant pas d'informations en temps réel sur les performances des opérateurs et des machines, il leur était difficile de comprendre les performances réelles de la ligne de production ou de savoir sur quelles machines se concentrer. L'équipe de maintenance devait également faire face à un calendrier de maintenance basé sur le temps, tout en étant en sous-effectif. En conséquence, les salariés passaient un temps précieux à entretenir des équipements rarement utilisés au lieu de hiérarchiser les tâches de maintenance en fonction de l'utilisation des machines. En raison des différents protocoles et entrées de données utilisés dans l'usine, une solution indépendante du fournisseur serait primordiale pour récolter et contextualiser les données opérationnelles critiques, les rassembler dans un plan de données unifié, et créer de la flexibilité pour des analyses avancées (sur site ou dans le cloud). Bien que leurs objectifs de performance et de capacité soient clairs, l’équipe de l’usine manquait de l’expérience et de l’expertise en numérisation interne nécessaires pour donner vie à sa vision de manière rentable.’ “« Nous savions que nous avions besoin d’aide pour trouver une approche plus automatisée pour comprendre notre équipement et nos opérations en usine », explique le directeur des opérations de l’usine.” ’ Par le passé, l'usine avait tenté d'améliorer ses capacités d'automatisation et de numérisation avec des solutions fixes. Ces solutions ne répondaient pas aux exigences informatiques, et l'équipe ne pouvait pas justifier les investissements. Cette fois, ils savaient qu’ils avaient besoin d’une solution complète conçue par une équipe d’experts pour répondre à leurs défis uniques—et leur donner un aperçu de la meilleure façon de gérer l’usine. Le fabricant ne voulait pas perdre un temps précieux à élaborer une nomenclature ou à sélectionner des produits, des logiciels et des services pour trouver une solution.’ Il a plutôt préféré bénéficier du soutien d'une équipe d'experts et de conseillers qui pourraient travailler à ses côtés pour : Après avoir découvert les services d'ingénierie des données fournis par le Customer Innovation Center de Belden, l'équipe savait que c'était la solution de collaboration qu'elle recherchait : une stratégie de numérisation sur mesure pour répondre à ses objectifs opérationnels et KPI spécifiques, conçue par des personnes ayant une expérience concrète de la transformation d'usines obsolètes en environnements de production modernes.’ Experts du Centre d'innovation client de Belden’ A commencé par un processus d'ingénierie des données en trois étapes qui a commencé par l'identification des objectifs opérationnels de l'usine et la cartographie de l'état actuel des opérations de l'usine.’’ Les consultants en automatisation numérique se sont rendus sur place avec le directeur de l'usine pour identifier les problèmes et observer les opérateurs, les superviseurs, le travail collaboratif et les processus en action afin d'obtenir une vue d'ensemble. “Tout le monde dans le secteur des opérations pense connaître très bien son fonctionnement, mais obtenir un point de vue extérieur de quelqu'un qui a numérisé des opérations et vu des solutions automatisées dans différents environnements peut apporter une toute nouvelle perspective et vous montrer des choses dont vous ne saviez même pas que vous aviez besoin.—’ « Avoir ces experts en numérisation à vos côtés sur le terrain a été une expérience révélatrice », explique le directeur des opérations de l'usine.” ’ “Vous voyez les choses différemment de ce que vous faisiez avant la marche.” De là, Belden’ Les consultants en automatisation numérique ont collecté des données sur le potentiel avantages de l'amélioration de la visibilité et de la maintenance que le directeur des opérations pourrait utiliser pour élaborer une analyse de rentabilisation interne. Ils ont également permis à l'usine de calculer un retour sur investissement anticipé sur le plan des coûts et de la valeur. Une fois que la direction a constaté les avantages considérables de cette transformation, le projet a été approuvé et mis en œuvre rapidement. Sur la base des informations recueillies lors de l’évaluation du flux de travail, Belden’ L'équipe a conçu une solution de numérisation pour répondre aux besoins des usines’ ses plus grands défis. “Nous avons transformé cette boîte noire en une boîte en verre,” explique Feng. “De cette façon, leurs opérateurs et superviseurs peuvent voir ce qui se passe’ ce qui se passe dans l'usine et hiérarchiser et résoudre les problèmes en fonction de données en temps quasi réel.” Cette solution donne à l'équipe les informations dont elle a besoin pour gérer l'usine de manière plus efficace et efficiente. Elle crée une visibilité sur toutes les données importantes de l'OEE, y compris la disponibilité, la performance et la qualité, et démocratise ces informations pour les rendre disponibles à un seul et même endroit. Elle fournit également les données nécessaires pour détecter les anomalies de fonctionnement et les défauts de l'équipement afin de pouvoir y remédier avant que la panne ne se produise. Belden’ La solution indépendante du fournisseur ne nécessite pas de remplacement complet. Diverses sources de données OT existantes ont été recueillies à partir de contrôleurs logiques programmables (PLC), d'ERP (planification des ressources de l'entreprise), d'historiques, de documents Excel, d'interfaces homme-machine (HMI) et de fichiers CSV, puis converties dans un format commun, transformées, normalisées et contextualisées. Des capteurs ont été déployés dans toute l'usine pour recueillir les données opérationnelles sensibles manquantes et surveiller les performances, la disponibilité et l'état des machines, notamment en ce qui concerne les vibrations, la température, le courant, la puissance et d'autres indicateurs. Belden’ L'équipe de s a aidé le client à créer un plan de données commun grâce à ses services d'ingénierie de données pour permettre la visualisation et l'analyse des données. Belden’ L'équipe de s a travaillé avec différents groupes d'utilisateurs pour concevoir l'interface utilisateur afin de prendre en charge les personas au sein de l'usine et de donner à diverses fonctions client des informations qui les aideront à optimiser leurs opérations quotidiennes. La solution comprend : Parce que la plante’ Les machines étaient essentielles aux opérations et ne pouvaient’ Afin de ne pas être mis à jour ou remplacés, Belden a veillé à ce qu'ils restent fonctionnels tout au long du processus de numérisation. Au lieu de gérer plusieurs fournisseurs tout au long du projet, l'usine travaille avec un seul partenaire de confiance— Belden et ses Centre d'innovation client— que’ est responsable d'aider les membres de l'équipe à améliorer la visibilité de l'OEE et à rationaliser la maintenance. Au lieu de travailler sur des suppositions, les opérateurs et les superviseurs ont désormais sous les yeux des indicateurs qui rendent compte en permanence de la disponibilité, des performances et de la qualité. Ces informations peuvent être comprises même par les personnes qui n'ont aucune connaissance préalable ou un historique sur les équipements en question et permettent à celles-ci de prendre les bonnes mesures pour augmenter l'OEE. Au lieu de documenter les pannes et les temps d'arrêt des équipements avec un stylo et du papier sur une feuille heure par heure, les opérateurs peuvent désormais se concentrer sur les activités à valeur ajoutée et fabriquer davantage de produits. Les données sont directement capturées à partir de la source de manière facilement digestible et affichées en un seul endroit afin que tout le monde puisse voir ce qu'elles contiennent.’ ce qui se passe avec leurs machines et leurs processus. Les données OEE en direct révèlent quelles lignes fonctionnent bien, quelles lignes nécessitent une attention particulière et lesquelles sont en panne— ainsi que les raisons des temps d’arrêt. La précision des données s'est améliorée grâce à la numérisation des machines. “Cette solution offre une visualisation pour moi et mes superviseurs du côté maintenance,” explique le responsable de la maintenance. “Nous pouvons transporter une tablette et voir un résumé de l'installation. En fonction des couleurs, nous savons si nous’ re courir, ou si nous’ re en bas. Nous pouvons surveiller les températures, les vibrations et la consommation de courant des moteurs, par exemple. Nous avons beaucoup de vieux équipements, et Belden ne’ ne viens pas dire, ‘ Vous devez mettre à niveau tout cela.’ Ils ont trouvé un autre moyen d’accéder aux données.” La maintenance préventive est désormais une réalité pour l'usine également. Au lieu de suivre un calendrier, le personnel qualifié peut s'occuper des tâches les plus importantes en fonction des données en temps quasi réel sur l'état des actifs importants, comme les moteurs. Les opérateurs savent immédiatement si un paramètre donné (vibration, température, courant, tension, etc.) se comporte différemment. Si c'est le cas, l'alerte sera envoyée à l'équipe de maintenance par SMS et par e-mail afin que le problème puisse être traité immédiatement avant que la panne ne se produise. Cela permet à l'équipe d'établir des priorités dans l'affectation des ressources et les activités de maintenance, de manière que l'usine connaisse moins de temps d'arrêt imprévus. Merci à Belden’ Grâce aux travaux d'ingénierie des données, l'usine est également prête pour l'avenir. Son réseau OT nouvellement déployé et son infrastructure d'ingestion de données pourront prendre en charge les initiatives futures de l'Industrie 4.0 et de la fabrication intelligente, notamment les jumeaux numériques, l'intelligence artificielle et l'apprentissage automatique, ainsi que le déploiement de la 5G Grâce au travail de Belden, l'usine a connu des améliorations de productivité à deux chiffres, ainsi que des estimations extrêmement prudentes d'au moins un demi-million de dollars d'économies par an.’ Client(e)
Défis
“Cette usine de 95 ans était comme un musée de machines et de technologies héritées, explique Sylvia Feng, responsable des solutions mondiales, qui fait partie du centre d'innovation client de Belden.” ’
Collaboration et découverte
“Les solutions que nous avions essayées dans le passé n’étaient pas aussi flexibles que nous le souhaitions et elles étaient très coûteuses.’ Nous avons également opté pour la solution « maison » où nous avons demandé à quelqu'un en interne de le faire.’ ‘’ Bien que rentable, ce système n'était pas aussi robuste ni aussi sophistiqué et ne fournissait pas tout ce dont nous avions besoin, explique le directeur des opérations de l'usine.’’” ’ “Vous finissez par essayer d’adapter une solution à votre problème au lieu d’avoir une solution personnalisée à vos problèmes.”
Solution
Impact & Résultats
“Si l'usine est en mesure d'augmenter sa capacité comme prévu, cela équivaudra à $1 millions de revenus supplémentaires. La période de retour sur investissement de ce projet est estimée à 1,25 an, explique Feng.”