Mer data ger mindre skräp

Svaret på tillverkningsindustrins avfallsproblem ligger i data

 

För att finna sig till rätta i en ny verklighet efter pandemin måste industrin påskynda den digitala omställningen och lära sig att dra nytta av den. Det är redan på gång – enligt IBM har 67 % av tillverkarna snabbat upp takten i sina digitaliseringsprojekt sedan covid-19-pandemin bröt ut. Även om effektiv drift brukar framhållas som ett av de främsta argumenten för den här förändringen bör industrin också utnyttja konvergensen av Industri 4.0 och mål för miljö, socialt ansvar och styrning (ESG) för att förbättra sin trovärdighet i hållbarhetsfrågor. Här förklarar V R Vijay Anand, Head of Digital Machining hos den globala ledaren inom skärande bearbetning Sandvik Coromant, varför data är nyckeln till att minska problemen med avfall vid tillverkning.

 

Trots att användningen av digitala verktyg ökar är det bara 59 % av tillverkarna som anger förbättrad hållbarhet som en anledning till att digitalisera sin verksamhet. Men digitaliseringen erbjuder långt fler möjligheter än vad man i förstone tror. Uppgifter som den svenska branschorganisationen Teknikföretagen har sammanställt visar att användningen av digitala verktyg är mycket viktig för att nå hållbarhetsmålen – genom att dra nytta av IT-baserad teknik i andra sektorer, som till exempel tillverkning, går det att minska koldioxidutsläppen med upp till 20 %.

 

Att öka användningen av digital teknik är absolut nödvändigt för att tillverkningen ska nå upp till Parisavtalets mål om ökat resursutnyttjande och framförallt minskad avfallsmängd. Enligt de senaste uppgifterna från Världsbanken är mängden avfall från industrin nästan 18 gånger större det fasta kommunala avfallet på global nivå. Alla tillverkningsanläggningar ger upphov till avfall, och mycket av det skulle gå att undvika.

 

Överproduktion och defekta produkter är två av de största avfallsbovarna. Anläggningar där man förlitar sig på äldre teknik och som saknar förutsättningar för att tackla utmaningarna med modern tillverkning är alldeles för vanliga. Men det betyder inte att tillverkarna ska acceptera avfallet som en oundviklig konsekvens av produktionen. Industriavfallet måste minska och data har en viktig roll att spela här, om tillverkarna bara vet vad de ska gör med den.

 

Effektivare drift

I varenda tillverkningsanläggning, oavsett hur stor, avancerad eller gammal den är, genereras varje dag stora mängder data. I en smart fabrik inkluderar dessa data allt från utrustningens prestanda till produktkvalitet och uppgifterna samlas in med hjälp av givare som sitter monterade i alla maskiner. Att börja i liten skala, med data från varje enskild maskin, är den första metoden för att minska mängden avfall i stor skala.

 

Många bäckar små gäller även här: små förändringar i de enskilda processerna har tillsammans stor inverkan på den övergripande effektiviteten. Genom att samla in och analysera data från maskinerna på verkstadsgolvet kan tillverkarna övervaka maskinerna och vidta åtgärder vid behov. Sedan kan tillverkarna använda dessa data för att optimera olika bearbetningsprocesser som har stor påverkan på den totala energiförbrukningen. Bland annat genom att upptäcka ineffektiva processer, strömlinjeforma produktionen och logistikplaneringen och förutse underhållsbehovet. Genom att göra flera mindre processer mer energieffektiva kan data användas för att kontrollera – och minska – den totala energiförbrukningen.

 

Dåligt energiutnyttjande kan upptäckas i realtid så att tillverkarna får chansen både att hitta möjliga orsaker och vidta lämpliga åtgärder. När man som tillverkare tittar på uppgifter om energiförbrukningen kanske man till exempel upptäcker att en viss maskin gör av med betydligt mycket mer energi än de övriga. Tillverkaren kan sedan gå vidare och använda informationen för att ta reda på orsakerna bakom den förhöjda effektförbrukningen och göra förbättringar för att öka maskineffektiviteten och minska energislöseriet.

 

Genom att kontinuerligt analysera data i realtid blir det också lättare att få maskinunderhållet att flyta smidigt. Med hjälp av dataanalys går det att hitta problemen redan innan de har inträffat. Om en maskin börjar få problem eller maskinens funktion förändras finns det risk för att den producerar detaljer som inte duger och därför måste kasseras. Data om maskinprestanda kan vara en hjälp för att upptäcka även mycket små förändringar i hur maskinen fungerar direkt när dessa förändringar uppträder, så att teknikerna kan utföra prediktivt underhåll innan den börjar producera defekta produkter.

 

CoroPlus^®-sortimentet från Sandvik Coromants Data Driven Machining-utbud hjälper tillverkande företag att förbättra effektiviteten, minska mängden avfall och öka produktiviteten. CoroPlus® Process Control övervakar maskiner i realtid och utlöser åtgärder enligt programmerade protokoll. Om ett visst fördefinierat problem inträffar triggar denna lösning automatiskt en korrigerande åtgärd – till exempel att stanna maskinen eller byta ut ett uttjänt skärverktyg. Detta sätt att utföra underhåll ökar drifteffektiviteten med ända upp till 89 % och minskar avfallsmängden genom att ge tillverkarna chansen att utvärdera data, övervaka maskinens prestanda och upptäcka fel innan de inträffar.

 

 

Hänsyn till hela livscykeln

Även data från utförda livscykelanalyser (LCA) kan bidra till att minska avfallet. Vid en livscykelanalys utvärderas en produkts miljöpåverkan vid alla olika stadier under livslängden. Detta får man fram genom att titta på hur råmaterialen till produkten har utvunnits, hur stor mängd resurser som krävs, hur mycket och vilken typ av material och energi som går åt för att tillverka, paketera och distribuera produkten, vilken påverkan användningen av produkten har och hur mycket avfall och föroreningar produkten ger upphov till när den är uttjänt.

 

Eftersom livscykelanalysen tar hänsyn till alla stadier under produktens livslängd ger den alla fakta svart på vitt. När analysen är klar kan tillverkarna använda den för att upptäcka stora hållbarhetsbrister för en befintlig produkt, utvärdera produkter som fortfarande är på utvecklingsstadiet och ta fram nya, mer hållbara lösningar.

 

Men det räcker inte att bara titta närmare på själva produkterna, även paketeringen är viktig. Förpackningar är nödvändiga men ger anledning till oro för miljön på grund av den stora resursanvändningen. Problemet finns dessutom över hela världen. I Storbritannien produceras nästan 44 miljoner ton förpackningsavfall varje år av handel och industri och 28 % av det kommunala fasta avfallet i USA utgörs av förpackningar.

 

Hos Sandvik Coromant är man medveten om problemet med förpackningar, även när det gäller små produkter som skärverktyg, och lanserade därför nyligen ett program för en paketeringsväljare (PSA). PSA är ett program som använder data för att analysera en tredimensionell CAD-modell av den Sandvik Coromant-produkt som ska paketeras, identifierar dess kritiska punkter och använder en AI-algoritm för att rekommendera minsta möjliga mängd förpackningsmaterial. På så vis förbättras utfallet av livscykelanalysen för Sandvik Coromants verktyg eftersom det uppstår mindre förpackningsavfall när verktygen distribueras till tillverkarna.

 

Insyn ökar cirkulariteten

Data kan också användas för att underlätta en sluten tillverkningskedja där avfall från en process används som en resurs i en annan. Att jobba på det här sättet bidrar till en cirkulär tillverkningsekonomi där avfallet minimeras så långt det är möjligt genom kontinuerlig återanvändning.

 

Genom att använda data från livscykelanalysen tillsammans med maskindata kan tillverkarna förbättra effektiviteten och cirkulariteten hos sina produkter genom konstanta produkt- och processförbättringar. För att implementera den här typen av produktionssystem krävs en stabil och välgenomtänkt datastrategi. För att bygga upp en stark dataarkitektur måste tillverkarna ha en digital infrastruktur som enkelt kan synkronisera operationer, eventuellt mellan flera olika platser, och identifiera möjligheter att använda avfall som annars skulle gått till kassering. Sandvik Coromants CoroPlus^®-serie av uppkopplade bearbetningslösningar och verktyg med inbyggda sensorer ger tillverkarna tillgång till digital teknik och förser dem med de vassa och verktygsnära data de behöver för att utnyttja sina avfallsresurser och öka hållbarheten i sin verksamhet.

 

Ibland kan det kännas som om man drunknar i den enorma mängden tillgängliga data och det kan vara svårt att veta vad man ska göra med all information. Men med rätt strategi är insamlade data ett mycket värdefullt verktyg för att minska mängden avfall genom ökad effektivitet, skapa förutsättningar för prediktivt underhåll, inspirera till innovativ produktutveckling och effektivare resurshantering hos maskiner, anläggningar och hela företag.