Машините като услуга (Machine-as-a-Service)

МашиниСп. Инженеринг ревю - брой 4/2019 • 04.07.2019

С навлизането на Internet of Things в индустриалното производство възниква един нов бизнес модел за извличане на допълнителна добавена стойност от металорежещите и металообработващите машини - машините като услуга (Machine-as-a-service, MaaS). Тази иновативна концепция включва превръщането на производственото оборудване от физически продукт в цялостен бизнес актив посредством IoT свързаност и включва множество допълнителни услуги и възможности, произтичащи от двупосочната комуникация между производителите на машини и техните клиенти.

В условията на Industry 4.0 взаимоотношенията между доставчик и потребител вече не се изчерпват само с еднократния акт на покупко-продажба на машината. Все повече производители на индустриално оборудване предлагат и допълнителен пакет от услуги, достъпен най-често под формата на абонамент (subscription) – за отдалечен мониторинг, превантивна и регулярна поддръжка по време на жизнения цикъл на машината с помощта на вградени инструменти за машинно обучение, обработка на големи масиви данни и оползотворяване на събраната от сензорите информация, комуникация от типа “машина-към-машина” и съвременни средства за автоматизация.

Този двупосочен процес на комуникация осигурява и непрекъснат поток от информация към самия производител на оригинално оборудване, който може да използва тези данни за цялостна оптимизация на продуктите и услугите си.

 

Технологични предпоставки

В екосистемата на големите масиви от данни (big data) концепцията за производствена машина трайно се е трансформирала. Индустриалните системи за управление са все по-свързани, но контролът, който те осъществяват, вече не се изчерпва само със схемата “от точка до точка” (point-to-point) в ограничени мрежи посредством устройства за въвеждане на команди.

С навлизането на Internet of Things в промишленото производство към уравнението се добавят и възможностите на гигантски изчислителни масиви. Облачните технологии позволяват интензивна обработка на информация и изграждане на двупосочни вериги за управление с обратна връзка директно до полевото оборудване. Индустриалният софтуер и алгоритмите за управление, функциониращи на това полево ниво или в периферията на производствената мрежа, могат да бъдат модифицирани, а данните - обменяни в рамките на текущия производствен процес. Това позволява директно обновяване на логиката на управление, както и адаптиране на производствените параметри.

В резултат от тази т. нар. хиперсвързаност се утвърждава парадигмата за машината като услуга, която се реализира на практика чрез добавяне на периферни IIoT (Industrial Internet of Things) устройства към полевите точки на една производствена мрежа. Такъв облак-базиран IoT подход позволява синхронизация на данните между отделните заинтересовани страни по веригата на стойността.

Ползата от въвеждането на тази технология е постигането на високооптимизирана и времево координирана производствена верига без нежелани престои. Концепцията Machine-as-a-Service е ключова за реализирането на Industry 4.0 и обединяването на взаимосвързаните и интелигентни производствени системи в единна платформа за умна фабрика. Така темповете на производство вече се измерват не със скоростите на обработка или подаване на материал при дадена машина, а с потенциала й да превръща физическите ресурси в комбиниран продукт с добавена бизнес стойност.

 

Ключови сфери на оптимизация

Машините като услуга могат да създават допълнителна стойност в 3 ключови звена на производствената верига - обслужването в рамките на жизнения цикъл на оборудването, допирните точки с клиентите и измеренията на т. нар. вътрешна ефективност.

Що се отнася до поддръжката на машината, тя вече не се състои само в ремонти и обслужване по време на сервизния живот на оборудването. Този процес включва и автоматични софтуерни ъпдейти, както и дистанционно надграждане на свързаната система с нови функции, позволяващи постигане на по-висок клас бизнес цели.

Допирните точки с клиентите също се изменят по характер вследствие на възможностите за много по-бързото им отдалечено обслужване в реално време в дигиталната ера. В миналото досегът между производителя и потребителя на дадена машина се е случвал главно в момента на покупко-продажбата, последващата настройка, конфигурация и въвеждане в експлоатация, а след това – в недотам честите срещи между техническите екипи на производствената фирма и клиента в рамките на ограничен период на сервизно обслужване.

В концепцията за машината като услуга, осъществявана чрез IoT, последният етап на отношенията между двете страни се разширява и превръща в непрекъсната двупосочна връзка до същинския край на жизнения цикъл на даден продукт.

С цел извличане на максимума от тези възможности, производителите създават нови категории бизнес стойност, за чието придобиване таксуват своите клиенти под формата на абонаментна услуга или чрез единични заплащания – например данни от мониторинг, пакети за самодиагностика, оптимизация и т. н. В резултат е налице многопластов продукт с по-дълъг живот, който освен физически ползи, носи на потребителя (а и на производителя) допълнителни бизнес предимства.

Третата категория допълнителна стойност в резултат от въвеждането на MaaS концепцията е по линия на т. нар. вътрешна ефективност. Чрез IIoT свързаност и разширена връзка с клиента в реално време могат да се правят допълнителни отдалечени тестове и проверки на оборудването, например дали е съвместимо с даден нов индустриален стандарт.

В рамките на използването на дадената машина като услуга нейното привеждане към изискванията на съответния стандарт също става част от този нов бизнес модел на отношения между двете страни. В допълнение, финансовият отдел на производственото предприятие може да използва данните, събирани от оборудването чрез IIoT, за да извършва анализи на разходите и ползите от прилагането на различни мерки и стратегии. Така от материален актив на цеха машината се превръща в дългосрочен бизнес актив на цялата компания.

 

Industry 4.0 и новите модели на обслужване

Industry 4.0 софтуерът включва аналитични инструменти, които подпомагат производителите на оригинално оборудване в изучаването на механичните фактори и условията на средата, водещи до проблеми и повреди в машините. Такива могат да са вибрациите, работните температури или налягания, както и широк кръг от други индикатори за работата на оборудването.

С помощта на усъвършенстваните софтуерни програми за мониторинг и диагностика, които обработват и анализират събираните от IoT-свързаните машини данни, производителите могат да осъществяват ефективна прогнозна поддръжка като аналог на традиционните програми по регулярно обслужване. Обикновено те са базирани на броя изработени часове или се насрочват на предварително изчислени интервали, които обаче не отразяват реалното състояние и потребности на машината, както и зоните, които изискват по-задълбочено наблюдение. Така регулярната поддръжка често може да се окаже излишна или пък недостатъчна, тъй като обслужващият екип не придобива точна представа кои части от оборудването реално се нуждаят от ремонт или оптимизация, а в резултат се допуска загуба на време, труд и усилия.

Превантивната поддръжка, от друга страна, позволява планирането на ремонтните дейности по приоритет и спомага за предотвратяването на редица повреди и аварии още в зародиш. Подобно целенасочено обслужване е много по-ефективно по отношение на разходите, рисковете и ползите и спомага за максимално елиминиране на нежеланите производствени прекъсвания. Тази услуга е сред най-често търсените от потребителите на машини възможности във връзка с MaaS модела в съвременните фабрики.

На самите производители на оборудване машината като услуга осигурява ценната възможност да анализират как точно клиентите им използват оборудването по време на реалната му експлоатация в завода. Тази практика им носи важна информация за силните и слаби страни на продуктите им и потенциала за подобрения на дизайна и цялостния процес на разработка. Освен да оптимизират съществуващата си производствена програма, компаниите могат да се фокусират и върху разработването на изцяло нови системи и решения, които да отговорят на потребностите в различни допълнителни пазарни ниши и отрасли.
Machine-as-a-Service моделът дава възможност и за използване на наличните данни с цел по-нататъшно персонализиране на различни типове продукти на базата на тяхното използване от клиента и неговите предпочитания, както и посредством анализ на широк набор от фактори от реалната работна среда на машината.

 

Стъпки към дигиталната трансформация

Една от най-съществените разлики между модерните фабрики от Industry 4.0 и заводите от миналото е именно еволюцията на обработващите машини в комбиниран актив с добавена бизнес стойност. С помощта на IIoT свързаност Machine-as-a-service моделът осигурява цялата традиционна функционалност на оборудването, като в допълнение предлага и множество допълнителни ползи.

Те са възможни благодарение на дигиталната трансформация на производствените технологии и надхвърлят обикновеното преминаване към безхартиена администрация или свързването на отделните елементи от производството в мрежа. С оглед оптимално оползотворяване потенциала на MaaS концепцията са нужни и някои допълнителни мерки и стратегии по пътя към постигане на стандарта Industry 4.0.

Нова инфраструктура - за да е възможна дигиталната трансформация на едно производство по пътя към Индустрия 4.0, е необходима съответната заводска инфраструктура, която да осъществи прехода към цифрово управление. Самата цифровизация не е еднократно събитие, което просто се случва, тя е процес, изискващ множество промени в производствените технологии, активи и практики.

Необходимо е и възприемането на нови бизнес модели, които да обезпечат оползотворяването на новосъздадените продукти и услуги, носители на стойност. Те произтичат от големите информационни масиви, генерирани вследствие на непрекъснатото събиране на данни от машините и другото производствено оборудване. Ето защо преминаването към модела Machine-as-a-service налага и премащабиране на производството, управление на новата стойност, генерирана от съществуващите процеси, както и тяхната нова взаимосвързаност.

Производствени темпове съобразно потребностите - MaaS концепцията е насочена към едновременното удовлетворяване на потребностите на производители и клиенти. Новата производствена парадигма измества фокуса към адаптиране на производителността не спрямо предварително зададените и лимитирани максимални скорости и капацитети на машините, а спрямо нуждите на пазара.

Посредством IoT и използването на машините като услуга с допълнителна функционалност под формата на абонаментен план предприятията могат да интегрират производствата си в цялостната свързана бизнес екосистема на Industry 4.0. Тя отчита динамиката на пазарното търсене и създава възможности за оптимизиране на производствените методологии, усилията и инвестициите към необходимите резултати.

Операции в реално време - IIoT свързаността ускорява не само производството, но и всички свързани с него операции и дейности, включително обслужването и поддръжката. Преди възприемането на MaaS модела, беше популярен сценарий в дадена машина да възникне неизправност и да мине известно време, преди обслужващият персонал да забележи. Подобни ситуации са източник на продължителни периоди на работа с влошена ефективност, загуби на ресурси и най-често - нежелано прекъсване на производството, водещо до скъпи престои и ремонти на оборудването.

Съвременната “хиперсвързаност” на индустриалните системи позволява незабавно уведомяване на мениджмънта в случай на предстоящ или настъпил проблем с някоя от машините. Предизвикателството сега е пред техническите екипи, които трябва да осигурят навременна реакция на възникналата ситуация. Тъй като моменталното разрешаване на проблема със собствени ресурси невинаги е възможно, много фирми възприемат други подходи за обезпечаване на подобни сценарии, например ангажиране на подизпълнители, служители от партньорски мрежи или т. нар. краудсорсинг (crowdsourcing), включващ привличането онлайн на свободен екип, работещ към друга компания или изпълняващ такива услуги като основна дейност.

Новият брой 6/2019

брой 6-2019

ВСИЧКИ СТАТИИ | АРХИВ

ЕКСКЛУЗИВНО

Top