立即构建未来工厂
可扩展的 IT 架构主干支持数字化转型
一位头戴安全帽的女士在生产车间中看着摄像头微笑

对于 Reckitt 的 IT 和制造团队来说,工业 4.0 已不再是一个新概念:数字化和自动化运营的必要性正在推动变革,以超越竞争对手。

由于物联网 (IoT) 传感器和网络、云技术和人工智能的日益普及和广泛应用,对于把“疗愈、滋养和防护”作为使命的包装消费品公司来说,成为一家工业 4.0 公司已成为现实。

Reckitt 制造 IT 总监 Ben Ellins 谈到这一全行业的巨变:“在供应链和制造领域,我们无疑正在经历第四次工业革命。过去 30 年间,制造业所采用的所有计算机技术现在都能合理顺畅地互联起来,并更经济、更高效地利用数据来推动改进。”

如何将异构的工厂技术与物联网技术连接起来,收集并理解机器产生的大量数据,然后根据这些数据(通常是通过自动化)采取行动,以提高安全性、生产力和效率,这就是许多公司面临的难题。

成本节省

 

预计维护成本和活动减少 10%

降低功耗

 

通过基于周期的维护,预计功耗可降低 3%

利用改进的连接性和快速的数据可见性,我们的优秀员工能够真正了解和分析我们的运营情况以及如何改进它们。但是,个人的洞察力只是这条成熟曲线上的第一步。当我们将人工智能算法应用于数据时,Reckitt 将能够更好地预测和规划未来。 Ben Ellins 制造业 IT 总监 Reckitt Group PLC
工业 4.0 转型的阻碍

Reckitt 是卫生、健康和营养消费品领域一系列全球最知名、最有声望品牌的实控公司,这些品牌包括 Air Wick、Calgon、Dettol、Durex、Lysol、Mucinex、Nurofen 等。Reckitt 每天在 200 多个市场销售 2000 万件产品,是一家真正的全球制造公司。自 1819 年在英国成立一家工厂以来,该公司通过兼并和收购不断发展壮大,可以想象,这种发展导致了该公司在制造 IT 技术和成熟度方面的差距。

尽管 Ellins 相信,Reckitt 工厂实现互联和数字化,有经济可行的现成技术可用,但要让这些工厂真正为工业 4.0 做好准备,还有大量工作要做。他说:“30 多年来,以工厂为主导的本地解决方案层出不穷,而这些解决方案的维护、更新或安全保障方式,与个人或企业计算机的维护、更新或安全保障方式并不相同。”这导致了数据孤立、操作系统不同以及工厂之间缺乏互联性。

这给整个 Reckitt 在数据管理和可用性方面实现一致性带来了真正的挑战。对于 Ellins 来说,“在我们开始利用数据之前,为工厂的数据和连接性标准奠定基础非常重要。”

不同工厂的技术成熟度也各不相同。Reckitt 数字化转型主管 Barney Carter 对此有切身体会:“我们的许多生产率计算仍然是手工完成的,依赖于操作员和他们的输入。这对工厂和公司的生产力有直接影响。”

Reckitt 不再依赖操作员读取和报告机器数据,而是采用技术自动将数据提供给需要的人。在正确的时间将正确的信息交到正确的人手中,将有助于公司提高整体设备效率 (OEE)、能源效率和工厂维护。

Carter 继续说道:“我们认识到,如果能直接从机器中提取信息,就能提高信息的准确性。我们将提高获得的信息量,减轻操作员的负担。”

“我认为第四次工业革命的陷阱之一,正是所谓的‘试点炼狱’,”Ellins 说。“问题在于,我们一直在孤立地引入实施解决方案,有时甚至是为技术而技术,我们一直是在寻求证明概念,而不是实现价值。”

没有“试点炼狱”的技术转型

为了快速克服这些障碍并实现工厂的大规模数字化,Reckitt 开始建设“未来工厂”,实施可扩展的解决方案,以推动卓越的制造并实现当代数字技术的成果。Reckitt 不想再开展另一个试点项目来证明技术概念,而是希望投资能够为未来创造价值。

任何技术投资都需要能够重新部署到其他工厂,并适用于各种使用情况。作为其内部工业变革的一部分,Reckitt 需要数据驱动的现代解决方案,以帮助公司从人工智能和机器学习中获益。捕获、使用、分析和共享数据对于任何数字化工厂都至关重要。

“作为一家企业,我们拥有极其庞大的数据,但由于缺乏访问获取这些信息的途径,我们只使用了极少量的数据,”Carter 说。“我们希望不再需要有人去深入电子表格来查找信息。我们希望花更少的时间在数据收集上,而将更多的时间花在数据操作上。”

Reckitt 需要迅速采取行动,因为整个制造业都在向工业 4.0 转型。“我们进行了几次审计,发现我们已经落后于需要达到的水平,”Carter 说。“当意识到自己已经落后,我们不满足于只是追赶上去。而是希望在竞争中脱颖而出。”

Jamie Barnes 是 Reckitt 英国诺丁汉工厂的维护团队负责人,他回忆起之前寻找维护监控系统的经历。“我们调研过的一些系统有自己的仪表板,可以向工程师提供反馈,”他说。“但它们仍然需要工程师使用两个系统。一个用于监视数据,另一个用于创建工作单、预订零件等。我们希望有一种解决方案,可以自动完成这些工作,并与我们的 SAP 维护系统进行通信。”

Reckitt 还需要解决网络安全问题,这是制造业中经常被忽视的一个因素。“直到最近,业界才真正重视网络安全的问题,因为我们过去依赖的是独立的本地系统。然而,我们互联得越多,就越会给我们的资产带来风险。仅去年,就有 50% 的英国中小型制造商受到了某种网络攻击,”Ellins 说道。“网络安全必须融入我们所做的所有工作,以确保人员、产品和消费者的安全。”

利用云计算和物联网将愿景变为现实

为了启动未来工厂,Reckitt 选择 IBM Consulting 作为值得信赖的顾问,帮助其设计、构建和实施可扩展的云基础和数据主干,并可将其从诺丁汉工厂扩展和复制到全球各地的其他工厂。

Reckitt 选择 IBM 是因为其行业专长、协作方法和灵活性。Carter 说:“IBM 在项目方法上给了我们最大的自由度,让我们在实施过程中将愿景作为计划的一部分来构建。”这一愿景考虑了更广泛的制造业需求以及 Reckitt 具体的内部驱动力和机遇。“IBM 将它们融合在一起并随着计划的实施予以实现。”

IBM 和 Reckitt 共同选择了一个制胜策略:基于 Reckitt 选择的 Microsoft 技术和 Azure 云基础架构,将物联网和云技术相结合。随后,IBM 使用了一种成熟的可靠方法:IBM Garage™ 设计思维方法,让从工厂车间到董事会中的每个人都参与到解决方案的设计中来。

Carter 回忆道:“我们真的很想让人感觉到,这是从工厂车间开始的转变,而不是由 IT 强加的程序变更。大约 25 名各级人员参加了研讨会,包括与操作员和高级管理层的联合会议。由于新冠疫情,甚至在项目尚未启动之时就对项目产生了影响,因此这些会议是以混合形式召开的,有时是面对面会议,有时是在线会议。

Reckitt 最初于 2019 年 11 月与 IBM 接洽,原定于 2020 年 3 月开始工作,但当时新冠疫情迫使工厂关闭和差旅暂停。直到 2020 年 8 月,IBM Consulting 团队才亲自前往诺丁汉工厂。即便如此,项目团队仍不得不以混合方式开展工作,因为来自其他国家/地区的差旅和工厂产能仍然受到限制。

UKI IBM Consulting 的合伙人兼供应链和采购实践负责人 Tom Woodham 回忆道:“远程团队使用在线协作工具共同开发操作员所需的解决方案,这给我留下了深刻的印象。每个人都很快接受了新工作方式,为了实现项目目标努力工作。”

制胜方程式:构建、扩展、重复

经过几次设计研讨会后,IBM 团队为诺丁汉工厂制定了转型路线图。这后来将演变成其他工厂站点的可扩展模板。

IBM 部署了基于 Microsoft Azure IoT Hub 和 Edge 技术的企业数据和体系结构平台,作为诺丁汉未来工厂实施项目的数据主干。这种基于平台的方法将数据和连接性视为所有转型和创新的基线,使 Reckitt 现在能够更轻松地在集团各工厂复制数字化能力。

Ellins 说:“我们为诺丁汉工厂建立的这个一致的数据主干非常重要。”现在,我可以把它带到另一家工厂,然后说,‘工厂连接到 Reckitt 云背后所倚仗的数据体系结构,与我们其他所有工厂的体系结构都是一样的。”

Reckitt 和 IBM 分别针对三个用例应用并定制了解决方案:OEE、工厂维护以及能源效率和可持续性。

为了提高和改善运营和生产效率,Reckitt 部署了“Connected-OEE”解决方案,该方案可自动收集生产数据,并对工厂机器进行资产监视。现在,用户所需的信息触手可及,不再需要手动读取数据;他们可以专注于不断改进和减少最高生产力损失。

在解决生产维护问题时,Reckitt 需要从基于日历的维护计划转变为基于条件和周期的模式。“以前,采用我们基于时间的策略,无论机器状况如何,维护都会每周或每月触发一次,”Barnes 说。

新的互联维护平台将车间传感器的数据传输到云端,并将数据发送到公司的 SAP 系统。然后,根据实际机器状况(例如机器运行的周期数)自动触发维护活动。

Reckitt 还希望通过将能源计量表连接到云平台来提高能源效率。现在,现场管理人员可以使用仪表板追踪能源使用、现场趋势、运行异常等相关状况,密切跟进 Reckitt 可持续发展雄心大计的进展走势。

这些解决方案使用简便,从工厂车间到董事会,数据查看都一目了然。而且,它们还可以在其他工厂复制,无需再进行大规模的基础架构投资。“我认为,我们的与众不同之处在于,我们创造了一些可以扩展的内容。我们非常有信心能够扩大规模,因为我们所构建的内容都是基于一个统一平台,”Ellins 说。

新口号:互联是关键

2021 年 5 月,诺丁汉工厂成为 Reckitt 首个投入运营的未来工厂。到 6 月份,该公司已预计工厂维护成本将减少 10%,电力消耗将减少 3%。设备数据可见性的提高已经为根本原因分析提供了洞察力,有望显著提高生产率。

“连接性和数据可见性的提高使我们能够真正了解和分析我们的工作,以及如何开始改进工作,”Ellins 说。当我们将机器学习或人工智能算法应用于数据时,Reckitt 将能够更好地预测和规划未来。

这一规划从今天开始,从提高 OEE 开始。部门管理人员和操作员现在可以立即访问机器数据,操作员不再需要将数据输入电子表格,然后再搜索相关信息从机器自动上传的数据也更加准确和可靠。这些可信赖的数据可以让管理人员把时间花在分析业务上,而不是搜索信息并验证其有效性。这将有助于加快决策和问题解决,并最终提高生产力。

从基于日历的维护转变为基于状态和周期的维护,也有望帮助 Reckitt 提高生产率和效率。自动化系统只有在满足设定条件时才会触发维护事件,例如当某一条件超出容许范围或某一资产运行了设定的小时数。Barnes 表示:“这将帮助我们提高工程师的工作效率,因为他们将只处理需要关注的资产,而不是每个月都要完成每台机器的所有工作单。”

IBM 的 Woodham 表示:“单一数据主干还为 Reckitt 提供了一条通往机器学习和人工智能运维的道路。例如,数据可以揭示机器何时可能发生故障或何时需要立即维护。“机器学习算法可以帮助 Reckitt 理解数据,并开始预测事情的发展方向,”他说。“预测可以转化为系统指导指令,因此,与其由某个人看到问题并决定如何处理,不如由他们利用数据来决定该怎么做,最终形成闭环。”

由于公司的能源管理系统已与数据主干相连,因此这种预测分析也可应用于这些系统。由于 Reckitt 现在拥有一致的数据和工厂级的能源消耗视图,因此可以取代整个工厂的人工抄表。这种可见性将使每个工厂都能锁定需要削减的领域,以帮助实现公司的总体可持续发展目标。

“互联是关键”这一理念已成为 Ellins 个人和整个公司的新口号。在扩展到其他工厂时,Reckitt 将在相同的基础架构平台和数据主干上构建其解决方案。“可以这样说,我们为工厂建立了一个可适当扩展的数据平台,这是非常关键的一点。随着平台的成熟,它还将不断带来更多价值。”

在实施未来工厂解决方案时,Ellins 还看到了 IT 和运营技术 (OT) 之间的融合,形成面向未来的混合 IT-OT 基础架构。“作为工业 4.0 转型的一部分,我们正在了解 IT 系统如何与工程系统连接,它们使用的是相同的语言。”这种融合还使 Reckitt 能够实施涵盖 IT 和操作系统的可靠网络安全环境。

为工业 4.0 做好准备

Reckitt 深信,它已经为工厂进入未来的工业 4.0 奠定了基础。IBM 为 Reckitt 提供了所需的指导,帮助 Reckitt 在之前选择的 Microsoft 技术和 Azure 云物联网平台上设计、开发和实施解决方案。

Carter 对 IBM 咨询团队能够与其他公司进行技术合作表示欢迎和赞赏。“尽管我们实施 Ilabo 的 Logix 是基于 Microsoft Azure 而不是 IBM 技术,但我们还是感受到 IBM 的专业性很强。IBM 公司的人员知识渊博,经验丰富,理念先进。”

通过选择一套核心技术解决方案,Reckitt 将其未来工厂扩展到其他工厂,并在其领先数字工厂的同一平台上继续创新。“现在我们有了工业 4.0、未来工厂体系结构,我们可以以最小的代价迭代和扩展用例。而且我们有可扩展和可重复的标准设计,”Carter 说。

这种可重复且可扩展的体系结构已准备好推广到其他 Reckitt 工厂。Ellins 说:“诺丁汉未来工厂基本上就是其他工厂的标杆。我们要强调的是,‘这正是公司未来的发展方向’。这一改革进程将会继续,让诺丁汉工厂引领我们前进。”

重要的是,尽管未来工厂基础架构是可扩展的并且适用于诺丁汉工厂的三个用例,但每个工厂都可以根据自己的用例和需求进行调整。Reckitt 预计,每个工厂都将在该基础架构的基础上,根据自身的技术成熟度进行创新。这些工厂反过来可以成为全球其他工厂的标杆。

Ellins 认为,Reckitt 凭借其可扩展的数据平台,正在向更高的数字化成熟度迈进,并在竞争中遥遥领先。未来工厂让 Reckitt 有机会将其数据和洞察带回生产流程。

Ellins 说:“最终,我们将在某些领域实现完全自动化,并利用我们的联网数据自动调整流程,将人工干预排除在外。这并不意味着我们要减少劳动力。这意味着我们要让员工做更有价值的工作,做只有人才能做的事情,不断推动改进和寻找机会。”

Reckitt 徽标
关于 Reckitt Group PLC

Reckitt(链接位于 ibm.com 外部)的历史可以追溯到 1819 年,当时是由 Reckitt 两兄弟建造的一个作坊。如今,这家总部位于英国斯劳的公司为全球市场生产健康、卫生和营养产品。尽管该公司的名字可能并不家喻户晓,但其许多品牌却广为人知,包括 Lysol、Air Wick、Calgon、Airborne 和 Strepsils 润喉糖。Reckitt 在全球拥有超过 43,000 名员工,2020 年实现收入 139.9 亿英镑。

接下来
探索更多案例研究 Siemens Gamesa 加快风力发电上市 阅读成功案例 L'Oréal + IBM:工业 4.0 的变革 观看视频 (3:10) 更智能的工厂:Kyocera 和 IBM 观看视频 (0:30)
脚注

© Copyright IBM Corporation 2021. IBM Corporation, IBM Consulting, New Orchard Road, Armonk, NY 10504

美国出品,2021 年 9 月。

IBM、IBM 徽标、ibm.com 以及 IBM Garage 是 International Business Machines Corp. 在世界各地司法辖区的注册商标。其他产品和服务名称可能是 IBM 或其他公司的商标。有关 IBM 商标的最新清单,请访问网站 www.ibm.com/cn-zh/legal/copytrade。

Microsoft、Windows、Windows NT 和 Windows 徽标是 Microsoft Corporation 在美国和/或其他国家/地区的商标。

本文档为自最初公布日期起的最新版本,IBM 可能随时对其进行更改。IBM 并不一定在开展业务的所有国家或地区提供所有产品或服务。

文中引用的性能数据和客户示例仅作演示说明之用。实际性能结果可能因具体配置和操作条件而异。本文档中的信息均“按原样”提供,不涉及任何明示或暗示的保证,包括适销性、特定用途适用性的任何保证,以及不侵权的任何保证或条件。IBM 产品根据其提供时所依据的协议条款和条件获得保证。