Endüstri ve Pazar Trendleri
Birkaç tıklama yaparak ve bir düğmeye basarak, tüketiciler artık özel gözlükler, 3D dikiş makinesinden özel blazer ceketler ve bir kamera uygulamasını temel alan bir modelden ayakkabılar sipariş edebiliyor. Buna müşteri eksenli üretim adı veriliyor ve yalnızca tüketicilerin alışveriş yapma şeklini değiştirmekle kalmıyor ayrıca ürünlerin üretilme şeklini de değiştiriyor. Ama kişiselleştirme yetenekleri arayan üreticiler açısından 1 seri boyutuna gerçek müşteri eksenli üretim uygulamak, en son 3D yazıcılar ya da ekipmanlar satın almaktan çok daha fazlasını gerektirecektir. Ürün idealizasyonu ve tasarımından imalat ve lojistiğe kadar bu sürece dahil olan tüm tedarik zincirini anlamak önemli.
Yeni Teknoloji Eski Bir Konsepti Geliştiriyor
Müşteri eksenli üretim yeni bir konsept değil. Toyota 1980'lerin sonunda bu fikri masaya yatırmıştı, diğer taraftan Nike 1990'ların sonunda pazara bu fikirle geldi. Ama yeni teknolojiler tüketicilerin davranışlarını daha etkileşimli, kişiselleştirilmiş ve siparişe göre üretilmiş deneyimlere doğru kaydırıyor ve bu süreci hızlandırıyor. Bir satış evrakı üzerindeki birkaç seçenek ile gerçekleştirilen bir süreç olan özelleştirme, günümüzde daha kapsayıcı ve kişiselleştirilmiş bir deneyime dönüşmüş durumda ve söz konusu malın gıda ve içecek, ilaç, otomotiv ya da kıyafet olması fark etmiyor.
Bu kaymanın itici gücü, tüketici ve üretici teknolojilerinde ortaya çıkan bir evrim oldu. Tüketiciler satın alma deneyimlerini bireyselleştirmek için mobil teknolojiler kullanıyor ve geleneksel tedarik zincirlerini (ve aynı zamanda sürdürülebilir çerçevesindeki tartışmaları) değiştiriyor. Buna karşılık OEM'ler, bireysel ürünleri ve teslimatları tüketicilerin ihtiyaçlarına uyumlu hale getirmek için daha hassas ve karmaşık hareketleri gerçekleştirebilen daha gelişmiş makineler üretiyor. Ancak bu noktada tüketiciler öncülük yaparak OEM'leri ve üreticileri müşteri eksenli üretime çekiyor. Bu, tüketiciler için avantaj oluştururken üreticiler için OEE'ye zarar veren bir durum oldu ve ilerlemeyi planlıyorlarsa OEM'ler için beklenmedik bir şans olabilir.
OEM'ler Tüketicilerle Köşe Kapmaca Oynuyor
Artık OEM'lerin üzerinde buna reaksiyon gösterme baskısı var. Ama bu bir düğmeye basmak kadar kolay bir iş değil. Geçmişe bakıldığında üreticiler uzun süreli üretim döngülerine uyum sağlayıp büyük toplu çıktılar üretmiştir. Yöntem değişiklikleri üretim hattının gücünü kesmeyi, temizlemeyi ve her şeyi değiştirmeyi gerektiriyor. Bu, zaman harcatan, pahalı ve pazara çıkışı yavaşlatan bir süreç. Baskı, ambalaj, dolum ve paletleme dünyasında şirketler, tedarik zincirindeki diğer şirketlerin ihtiyaçlarını karşılamak için artık müşteri eksenli üretim sağlama görevini bireysel olarak daha sık alıyor. Değişiklikleri, üretim hattını kapamadan hızlı şekilde yapabilmek OEE'yi ciddi ölçüde geliştiriyor ve daha hızlı piyasa tepkileri sağlıyor.
Diyelim ki bir üretici standart ambalaj ile 20.000 şişelik üretim sürecinin ortasında olsun. Ama perakendeci o anda geçerli olan bir etkinliğe para yatırmak istiyor ve seçilen noktalara teslim edilmek üzere özel ambalajlı 5.000 şişe sipariş ediyor. Baskıdan nakliyeye, tedarik zincirinde yer alan tüm üreticiler istek üzerine üretim yapmak durumunda kalabilir. İdealde üreticiler geçerli üretimlerini duraklatabilir, bir müşteri yönetim sistemine doğrudan bağlanabilir ve değişiklikleri anında yapabilir. Üretimi durdurmadıklarında, üreticiler, bir yandan tüm siparişlerini karşılarken bir yandan OEE'de doğrudan bir artış görecektir.
OEM: Yeni Nesil
1 seri boyutuna bir müşteri eksenli üretim uygulamak, üretim sürecine esneklik ve tüketici duyarlılığı sağlayacaktır, ama bunun yanında ayrıca üretim döngüsü üzerine kullanılabilirlik, performans ve kalite anlamında muazzam bir stres de bindirecektir. Bu kullanılabilirlik, performans ve kalite ölçüsü OEE'nin temelidir:
- Makinelerin, yeni bir üretim serisi gerekli olduğunda planlı üretim saatlerinde yaşanan kayıp zamanı azaltması gerekir.
- OEM'ler gerçek makinenin ve verim hızının farkında olmalı ve tasarlandığı gibi çalışmasını sağlamalıdır.
- Seriler arasındaki geçişte üretilen malların sayısının gerekli kotaya ulaşması ve üretilen bu malların istenen kalitede olması çok önemlidir.
Yeni nesil bir makinede (bir uyarlamalı makinede), sıralı ürün süreçlerinin katı bir şekilde makinelere uyarlanması yerine makinenin ürünlere uyarlanması gerekir. Makinelerin siparişe göre üretim, e-ticaret ve doğrudan tüketiciye gibi kritik dijital iş modelleri ile uyumlu olması ve aynı zamanda 1 seri boyutu üretiminde düşük maliyetli olması gerekir. Uyarlamalı makine, bir üretim hattı üzerindeki her ürün ya da kitin bağımsız kontrollü ve senkronize hareketine dayanır. Bunun için geleneksel makine düşüncesini bir kenara bırakmak ve bunları mekanik, elektrik, elektronik ve yazılımı kullanıma hazır modüller halinde harmanlayan mekatronik uygulamalar olarak düşünmeye başlamak gerekir.
Bu (Büyük) Veri ile Başlar
Tüketiciler hareket çözümlerini müşteri eksenli üretime doğru yönlendiriyor ve bu hareket üretilmekte olan çok miktarda veriyi temel alıyor. Endüstri 4.0'ın ve uyarlamalı makinenin arkasındaki fikir, veriyi ve bir sistemin bileşenleri arasında (hatta tedarik zinciri çapında) bu verinin gönderilip alınma şeklini standart hale getirmektir. Bu yalnızca üretimin dışından (yani tüketicilerden) gelen veriyi değil ayrıca üretim sırasında oluşturulan veriyi de içeriyor. Kenarda verinin analiz edilmesi sayesinde üreticiler, makine performansını ister şirket içi bir işlem olarak ister başka bir makineden gerçek zamanlı değerlendirip ayarlayabiliyor. Kenardaki analizler veriyi, buluta gönderilmesi gerekmeden işleyebiliyor, bu sayede veri, daha iyi planlama ve esneklik için bir kaynak planlama sistemine entegre edilebiliyor.
Uyarlamalı Makinenin İnşası
OEM'ler makinelerini ve sağlayacakları katma değeri planlarken son kullanıcı da sürecin yönlendiricisi konumunda. Müşteri eksenli üretimi 1 seri boyutuna uygulayabilmek için makinenin bir ürünü dolum, baskı, ambalaj ya da paletlemeye göre uyarlaması gerekiyor. Her ne kadar mevcut kurulumlar hemen uygulamayı zor hale getirse de OEM'ler, kitle pazarlamacılığının bir yan ürünü olarak gereken SKU'lara yönelik giderek artan talebi karşılamak için kendi makinelerini gelişmiş hareket çözümleri ile tasarlayabilir. Bu makineler OEE hedeflerini hâlâ karşılarken üretim esnekliğini artırabilir.
Servo Çözümler Küçülüyor
Konu motorlar olduğunda mevcut trendler küçülme yönünde. On beş yıl önce ortalama bir servo ambalaj makinesinde dört servo ekseni olabiliyordu. Bugün bir ambalaj makinesinde 16 ila 20 eksen bulunabiliyor, bu da kulak katlama, kareleme, bastırma ve format değişiklikleri gibi işlevlerin servo tahrikli olmasını sağlıyor. Daha küçük servo sürücüler yeni özellikler kazandırıyor, işlemi daha da otomatik hale getiriyor ve OEM'lerin ürünlerini farklı hale getirmesine olanak sağlıyor.
Geri besleme, özellikler, güç gereksinimleri ve kontrol şemalarına ilişkin çok sayıda kombinasyon ile her amaca uygun bir servo sürücü çözümü yok. OEM'ler geri besleme cihazlarını, iletişim protokollerini ve motor yeteneklerini karıştırma ve eşleştirme yoluna gidebilir. Örneğin bir gövdesiz motor hareketi doğrudan eklem noktasında dâhil ederek dişli kutusu, kayış ve kasnak gibi gereksiz bileşenlerin hantallığın ve ağırlığını ortadan kaldırabilir. Ancak yüksek kaliteli üretimi gerçek anlamda garanti etmek için servo eksenler, CNC ve robotik sistemler arasında gerçek zamanlı senkronizasyon gereklidir.
Gelişmiş Kontrol
Farklılaştırılmış bir hareket sisteminin mekanik yönlerinin ötesinde, kitle pazarlamacılığına ulaşma kabiliyeti bağlantıya bağlıdır. Bağlantılı bir sistem, tüm cihazların birbiriyle bağlı olmasını sağlar. Örneğin sistemin kontrol birimleri veri toplarken bu verileri sistemi kontrol etmek ve gerektiğinde yükleme cihazları ile paylaşmak için kullanabilir.
Makineler, somut verileri ve sıralı programlar tarafından izlenen çıkış sinyallerini işlemek için geleneksel olarak kullanılan programlanabilir mantık kontrol birimlerine (PLC'ler) sahiptir. Ağ sistemi aracılığıyla PLC'ye bağlanan ayrı bir hareket kontrol birimi servo sürücüleri kontrol ediyordu. Bu kurulum uzun seri üretimler için işe yarıyordu. Ancak hızlı dijital üretim süreçleri için çok daha karmaşık görevleri paralel olarak yürütebilen bir makine kontrol birimi gerekiyor. Bu da, OEM'lerin üretim ekipmanını Endüstri 4.0 için hazırlamasını sağlayan programlanabilir otomasyon kontrol birimlerinin (PAC'ler) geliştirilmesine yol açtı. Mantık ve işlem kontrolü, hareket kontrolü, görselleştirme, yüksek seviyeli programlama dilleri ve yazılım geliştirme araçlarını bir araya getiren tek bir kapalı döngü donanım platformu arayüz sorunlarını ortadan kaldırabiliyor ve 1 seri boyutuna müşteri eksenli üretim uygulamak gibi modüler tasarım ilkelerini kolaylaştırabiliyor. Yeni nesil bir kontrol platformunu seçerken IEC61131-3 ve PLCopen gibi endüstri standartları ile uyumluluk ve Ethernet TCP/IP (HTTP API), Profinet, EtherNet/IP ve EtherCAT ile iletişim kurabilen ve bunlar için bir ağ geçidi işlevi görebilen kontroller arayarak riskleri azaltın.
Üreticiler açısından bakıldığında, sistem çapındaki bu açık bağlantı, kendi kurumsal kaynak planlama (ERP) yazılımlarının doğrudan hareket sistemi ile iletişim kurmasını ve istek üzerine üretimi ister tek bir makine düzeyinde ister bütün bir üretim sistemi olarak ayarlamasını sağlıyor. Bir kenara yazıp sonra kodlamak yerine veriler sistem tarafından otomatik olarak gönderildiğinden hata şansı azalıyor. Bir sayıyı yanlış girme ya da klavyede 'yan tuşlara' basma riski yok. Bu kararlı ve bağlantılı bir süreç ve daha yüksek kalite, daha az hata, daha yüksek verim ve bu nedenle de daha iyi OEE üretiyor.
Hız için Kaliteden Ödün Vermeyin
Özelleştirilmiş üretimin zorluğu, kalitenin tüm ürün döngüsünde korunmasıdır. Hızlı ve esnek olmak, ancak bunun karşılığında kaliteden ödün vermiyorsanız harikadır. Yüksek ürün değişkenliği için esnek ve entegre gelişmiş inceleme ve takip sistemleri gerekir. Örneğin, baskı, dolum, ambalaj ve paletleme süreçlerini daha karmaşık hale gelirken optimize etmek için gelişmiş görüş sistemleri, serileştirme ve izleme kullanılabilir. Büyük veriyi kullanan gelişmiş servo motorlar ve açık iletişim protokolleri, tüm üretim sürecinde yüksek tekrarlanabilirliği olan bir tutarlılık ve hat boyunca bir noktada hata oluştuğunda bunu ileten bir sistem oluşturabilir.
Büyük Seri Boyutundan 1 Seri Boyutuna Geçiş
Bu biraz ürkütücü görünebilir ancak üreticiler maliyetli fabrika revizyonları olmadan da rekabet avantajlarını koruyabilirler. Operasyonlarının müşteri eksenli üretime ve nihayetinde 1 seri boyutuna geçişini başlatmak için OEM iş ortakları ile birlikte hareket edebilirler.
- Hangi üretim alanlarının daha otomatik bir sisteme geçişten daha fazla yararlanacağını belirleyin
- Ekipmanın kullanım ömrünü stratejik olarak planlayın ve gerektiğinde yükseltme ve ekleme yapın
- Farklılaştırılmış hareket sistemlerinin tasarlanmasına yardım etmek için optimum şekilde hızlı ve verimli tanımlama yapmak amacıyla Kollmorgen gibi bir hareket çözümleri tedarikçisi ile çalışın.
OEM'ler cephesinde, üreticiler (ve buna bağlı olarak tüketiciler) tarafından gelen artan özelleştirme talepleri söz konusu, ancak OEM'ler ticari kullanıma hazır (COTS) hareket ürünlerinin yetersiz olduğunu fark ediyor. İşte bu noktada bir mühendislik lideri ile ortaklık yapmanın yardımı dokunacaktır. OEM'ler, basit, güçlü hareket ve otomasyon çözümleri elde etmek için Kollmorgen'in ortak mühendislik uzmanlarından yararlanabilir. Gelişmiş araçlar, eğitim ve destek ile desteklenen Kollmorgen, müşteri eksenli üretimin ve 1 seri boyutunun bütün bir tedarik zincirine getirdiği yüke yardımcı olmak için eşsiz şekilde donatılmıştır.