通过Belden的数字化解决方案能力实现两位数的生产力提升

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客户

作为一家支持全球数据采集和数字化计划的全球领先制造商，该公司与各个市场的客户密切合作，拥有 8,000 多名员工—从工程师和解决方案架构师到运营专家和机器操作员。

 

作为其使命的一部分，该制造商还优先考虑可持续运营，并遵循精益生产流程，在不影响产品性能或质量的情况下消除浪费。

挑战

提高运营效率和工厂产能 在其最古老的工厂之一—迈向工业 4.0 的第一步—该制造商希望能够 近乎实时地可视化工作流程 和 收集整体设备效率 (OEE) 数据 分析并改进机器性能。

 

多年来，其整个制造过程中部署了不同的控制技术组合，造成了独特的数字化挑战。有些机器有 PLC，有些则没有’t. 一些 PLC 已连接到网络；其他则没有。七十年前的机器与全新的设备一起运转，工厂的大部分’的传统设备完全缺乏网络连接能力。也没有办法追踪老化但关键部件（如电机）的健康状况。获得这些见解对于最大限度地减少设备停机时间至关重要—尤其是因为这家工厂生产一些制造商’最赚钱的产品线。盲点无处不在—但机会也同样存在。

 

“这家拥有 95 年历史的工厂就像一座古老机器和技术博物馆，” Belden’客户创新中心全球解决方案主管 Sylvia Feng 解释道。

 

“使用了各种 PLC 品牌和工业协议，以及各种年份的机械和各代控制技术。这使得与所有 PLC 和机器对话成为一项挑战。”

 

它还在整个工厂车间造成了积压和自动化孤岛。由于没有数据可以帮助他们做出明智的决策，操作员只能根据部落知识来运行机器，并通过反复试验来诊断问题。随着长期员工接近退休，运行设备将变得更加困难。

 

主管们不断地在工厂车间和办公室之间来回走动，根据前一天的信息获取报告。由于他们缺乏对操作员和机器性能的实时洞察，因此很难了解真正的生产线性能或知道应该关注哪些机器。

 

由于人手不足，维护团队还必须制定基于时间的维护计划。结果，员工花费宝贵的时间来维护很少使用的设备，而不是根据机器利用率确定维护任务的优先级。

 

由于工厂车间各处使用不同的协议和数据输入，一个供应商中立的解决方案将是采集关键运营数据并进行上下文分析的关键，将其集中在一个统一的数据平面，为（企业内部或在云中的）高级分析创造灵活性。

 

合作与发现

尽管他们的性能和产能目标很明确，但工厂’的团队缺乏以经济高效的方式实现其愿景所需的内部数字化经验和专业知识。“我们知道我们需要帮助来找到一种更加自动化的方法来了解我们的设备和工厂运营，” 工厂运营总监解释道’。

 

过去，该工厂曾尝试用固定的解决方案来升级自动化和数字化能力。这些解决方案不符合 IT 要求，并且团队无法证明投资的合理性。

 

“我们过去尝试过的解决方案’并不像我们想要的那样灵活，而且非常昂贵。我们’也尝试过 ‘自主研发的解决方案’ ，即我们内部有人来做这件事。虽然它具有成本效益，但它并不’那么坚固或复杂，并且没有’提供我们需要的所有东西，” 工厂’的运营总监解释道。“您最终会尝试为您的问题找到合适的解决方案，而不是为您的问题找到定制的解决方案。”

 

这一次，他们知道他们需要一个由专家团队设计的完整解决方案来解决他们面临的独特挑战—并为他们提供有关如何最好地运行工厂的见解。

 

制造商’不想花费宝贵的时间来制定物料清单或挑选产品、软件和服务来拼凑解决方案。相反，他们希望得到专家和顾问团队的支持，他们可以与他们一起努力： 

• 确定最大的挑战
• 设计和提出一个定制的解决方案 
• 满足特定的运营目标
• 保持成本效益

 

在了解了 Belden’ 客户创新中心提供的数据工程服务后，该团队知道这就是他们所寻求的协作解决方案：一种量身定制的数字化战略，以满足他们的特定运营目标和 KPI，由具有将过时工厂改造成现代化生产环境的实际经验的人员设计。

 

解决方案

Belden’s 客户创新中心的专家 始于一个三步数据工程流程，首先确定工厂’的运营目标，然后绘制出工厂’的当前运营状态。数字自动化顾问与工厂经理一起深入工厂，找出挑战，并观察操作员、主管、协作工作和流程，以获得全面的了解。

 

“运营部门的每个人都认为自己非常了解自己的运营—，但是从那些已经实现运营数字化并在不同环境中见过自动化解决方案的人那里获得外部视角可以带来全新的视角，并向您展示您’甚至不知道自己需要的东西。让这些数字化专家陪你一起走进车间是一次令人大开眼界的经历，” 工厂’的运营总监解释道。“您看到的事物与散步之前有所不同。”

 

从那里，Belden’的数字自动化顾问收集了有关提高可见性和维护的潜在 好处 的数据，运营总监可以使用这些数据来构建内部业务案例。他们还帮助工厂 计算预期的投资回报 （从成本和价值角度而言）。当高管们看到这一转型带来的巨大好处后，他们便批准该项目快速推进。

 

根据工作流程评估期间收集的信息，Belden’团队设计了数字化解决方案来应对工厂’面临的最大挑战。

 

“我们把这个黑盒子改造成了玻璃盒子，” 冯解释道。“这样，他们的操作员和主管就可以看到’工厂正在发生的事情，并根据近乎实时的数据确定优先级并进行故障排除。”

 

该解决方案为团队提供了更高效、更有效地运营工厂所需的洞察力。它使所有关键 OEE 指标（包括可用性、性能和质量）变得可见，并使这些信息民主化，以便人们可以在一个地方获得这些信息。它还提供检测设备运行异常和缺陷所需的数据，以便在故障发生之前解决这些问题。

 

百通’与供应商无关的解决方案不需要拆除和更换。从 PLC、ERP、历史数据库、Excel 表、HMI 和 CSV 文件收集各种现有 OT 数据，并将其转换为通用格式、进行转换、规范化和情境化。整个工厂都部署了传感器，以收集缺失的关键操作数据并监控机器性能、可用性和健康状况，包括振动、温度、电流、功率和其他指标。

 

百通’团队通过其数据工程服务帮助客户创建通用数据平面，以实现数据可视化和分析。百通’团队与各个用户组合作设计用户界面，以支持工厂内的角色，并为各种客户功能提供洞察力，帮助他们优化日常运营。

 

该解决方案包括：

• 一个具有来自所有设备类型的近乎实时数据的OEE仪表板
• 深入到运营数据当中进行根本原因分析的能力
• 多层次的维护分析工具，以确定日常活动的优先次序，监测关键资产，并在出现异常情况时提醒工作人员。​​​​​​​ 

 

因为植物’机器对于运营至关重要，并且不能’无需更新或更换，Belden 确保它们在整个数字化过程中保持功能正常。

 

工厂不再在整个项目过程中管理多个供应商，而是与一个值得信赖的合作伙伴合作— Belden 及其 客户创新中心—那’负责帮助团队成员提高 OEE 可见性并简化维护。

 

影响 & 结果

操作员和主管现在不再需要进行有根据的猜测，而是需要根据指标 持续报告 可用性、性能和质量。即使那些对设备没有任何部落知识或历史的人也可以理解这些信息，并采取正确的行动来提高 OEE。

 

操作员现在可以专注于增值活动并生产更多产品，而不必用纸笔在每小时的记录表上记录设备故障和停机时间。数据以易于理解的方式直接从源头捕获，并显示在一个地方，以便每个人都可以看到’他们的机器和流程正在发生什么。实时 OEE 数据显示哪些生产线运行良好、哪些生产线需要关注以及哪些生产线出现故障—以及停机的原因。由于机器数字化，数据的准确性得到了提高。

 

“该解决方案为我和维护方面的主管提供了可视化，” 维护经理解释道。“我们可以携带平板电脑并查看设施的摘要。根据颜色，我们知道我们’正在运行，或者如果我们’重新下来。例如，我们可以监测电机的温度、振动和电流消耗。我们有很多旧设备，而 Belden 并没有’过来说， ‘你需要升级所有这些设备。’他们找到了一种不同的方法来获取数据。”

 

预测性维护现在对于工厂来说也已成为现实。 关键人员无需遵循日历时间表，而是可以根据近乎实时的数据来了解关键资产（例如发动机）的健康状况，从而采取最具影响力的行动项目。操作员可以立即知道特定参数（振动、温度、电流、电压等）是否出现异常。如果是，警报将通过文本和电子邮件发送给维护团队，以便在故障发生之前立即解决问题。这有助于团队确定资源分配和维护活动的优先级，从而减少工厂的计划外停机时间。

 

得益于 Belden’的数据工程工作，该工厂也为未来做好了准备。其新部署的 OT 网络和数据提取基础设施将能够支持未来的工业 4.0 和智能制造计划，包括数字孪生、人工智能和机器学习以及 5G 部署。

 

由于 Belden’的工作，该工厂的生产效率获得了 两位数的提高 ，同时，极其保守的估计每年至少可节省 50 万美元。

 

“如果工厂能够按计划提高产能，那么这将相当于增加$1 百万的收入。该项目的投资回收期预计为 1.25 年，” 冯解释道。

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