IIoT工业4.0

如何计算数字变换的ROI

简化和优先考虑智能工厂升级的数字愿景,并在回报计算中考虑硬和软节约。

由帕克斯顿Shantz 2021年9月6日
礼貌:Caron工程

学习目标

  • 许多公司没有实现数字化转型的增长,因为他们看不到投资回报(ROI)的回报。
  • 确定数字视觉的优先级需要关注控制系统和资产管理系统。
  • 制造执行系统(MES)和企业资源规划(ERP)升级可以帮助公司实现ROI返回。

虽然智能制造和数字化转型继续在物流、包装、过程控制、装配和制造领域获得吸引力,但许多设施仍在抵制改变和使用相同的旧设备和流程。最主要的原因?没有现成的关于投资回报(ROI)或价值时间(TTV)的信息来支持对其进行投资。

有时,项目冠军推动项目的技术优势的优点。大多数工程师和工厂管理人员都需要提供更传统的理由。如果需要ROI或TTV数据来移动行业4.0计划,这里有一些建议和研究,以帮助让事情移动。

数字转型真的有投资回报率吗?

请记住,对于许多首席财务官(CFOS),致命的策略投资的责任相对较新。在近年来之前,他们的重点是财务报告更多,为公司的资产和现金管理的所有权提供更多地。通过耦合对CFO的信托责任的理解,可以清楚地清楚为什么CFO希望具体数据证明任何技术投资决策。

当然,对于那些转型速度不够快的公司来说,坊间的信息肯定会让它们慢慢死去。无数的图表预测了工业4.0将带来的指数级增长。但是很多这样的信息已经流传多年了。它经受住了时间的考验吗?是否有真实的ROI和TTV数据?

如果我们退后一步,2017年的增长预测预计从2017年到2023年,工业4.0将经历37%的复合年增长率(470亿美元到3100亿美元)。相比2019年的一份类似报告从2016年开始的研究开始,该复合复年增长率从2020年重新预测为14.6%至2027。

虽然这两个数据点支持的事实是,对行业4.0的期望可能过于乐观,但他们也说明了许多错误信息如何使数字转变更加复杂,并且困难。这种错误信息通常源于销售不必要的硬件和软件解决方案的公司意味着将用户锁定为独特的解决方案。这些新技术和概念的真实终端目标 - 数字视觉 - 是更广泛,更开放,更强大的。

简化并优先考虑数字视觉:三个组件

为了避免这种复杂性和不准确的ROI和TTV计算,重要的是简化数字视觉并将其优先级划分为一个可以逐步实现的计划。通过这个过程可以更好地理解需求,并使公司更好地准备为每个步骤选择正确的技术合作伙伴。

为了简化和优先考虑数字愿景,首先考虑制造业的数字转型如何集成三个关键业务组件:

  • 监控和数据采集(SCADA),可编程逻辑控制器(PLC)和控制(机器自动化)
  • 制造执行系统(MES),包括:(零件追溯、机器监控和机器管理,即配方等)
  • 企业资源规划(ERP),包括:( AP / AR,原材料,采购订单,库存,调度和跟踪)。

实现较大的盈利能力和竞争性收益需要三个业务组件的无缝集成。然而,重要的是要从机器自动化水平开始,然后纳入MES,最后纳入ERP。遵循这条路径的原因是基于数据需求,但也因为这是最容易的开发路径。

图1:选择优先使用开放技术的数字转型合作伙伴,包括与所有开放现场总线系统的水平通信和通过OPC UA、MQTT、AMQP等进行的垂直通信。礼貌:Beckhoff自动化

图1:选择优先使用开放技术的数字转型合作伙伴,包括与所有开放现场总线系统的水平通信和通过OPC UA、MQTT、AMQP等进行的垂直通信。礼貌:Beckhoff自动化

PLC/控制技术的ROI考虑

由于PLC/控制是制造业中最知名和理解的组件之一,许多非常好的工业4.0解决方案可以添加到现有的PLC/控制平台上。卡隆工程就是一个很好的例子。Caron Engineering成立于1986年,与机床用户合作了36年,将机床数字化。

通过专注于无人值守的操作,Caron工程提供了一种被称为工具监控自适应控制(TMAC)的现成的提供产品。随着5,000多个安装,该技术已被证明易于融入任何类型的计算机控制切割机床,约10,000美元到20,000美元。TMAC提供28%的平均ROI和TTV,即通过使用高级传感器即时立即提供机器健康信息,允许维护部门预测潜在停机时间。

这个例子是比较典型的,它是如何容易地计算一个有吸引力的ROI和TTV数字转换PLC/控制。无论是集成交钥匙解决方案、与集成商合作还是与自动化供应商合作,都很容易瞄准并量化获得特定利益所需的投资。然而,向上游移动,整合MES和ERP, ROI和TTV值变得更加难以量化。

对MES和ERP升级的ROI考虑

ROI更难以计算MES和ERP系统,因为估计ROI需要有关成本和福利的详细信息 - 这可能对这些系统有挑战性。对于这些中的每一个,用户可以确定数字转换是否会提供好处,但是关于实际好处的情况存在不确定性。此外,还可以有许多软返回ROI计算将错过。

如果MES和ERP系统很复杂,请考虑增量和迭代过程,允许更好的效益目标。此过程允许用户专注于特定问题,并立即揭示硬质和软储蓄。

为MES硬质开头的典型场所是质量差,而ERP则效率低下。这两个问题导致返工,废料和生产时间丢失的过度成本。正确量化这些成本将为MES和ERP提供明确的定义和有意义的投资目标。

下一步是评估潜在的软储蓄。这是MES和ERP系统茁壮成长并实现数字转换的实际目的的位置。在此阶段,重要的是要识别和量化可以自动化的手动任务。它是关于消除人为干预的时间,挑战和局限,允许MES和ERP系统立即进行关键决策。自动化决策将推进公司的竞争力。但是,对于ROI计算,公司应该专注于可以消除的节省时间和冗余任务。

图2:Caron Engineering的TMAC解决方案提供多通道监控,以帮助提高机器和工具的健康状况,提供28%的投资回报率和简单集成的切割机使用基于pc的控制。礼貌:Caron工程

图2:Caron Engineering的TMAC解决方案提供多通道监控,以帮助提高机器和工具的健康状况,提供28%的投资回报率和简单集成的切割机使用基于pc的控制。礼貌:Caron工程

工业4.0投资回报率:关注眼前的问题和解决方案

在沿着迭代投资回报率估计的道路,始于侧重于立即问题及其解决方案。数字转型肯定会长期提供好处,因此避免了试图容纳行业4.0各个方面的陷阱。努力寻找可以帮助驾驶公司转型的技术合作伙伴。合作伙伴可能对每个阶段不同。

选择专注于将PLC/控制、MES和ERP系统数据统一为信息的合作伙伴,以解决制造效率低下的问题,继续支持员工参与创新,并建立在标准的工业硬件、软件和通信协议上。

帕克斯顿Shantz,数字制造业经理,Beckhoff Automation LLC..由Chris Vavra编辑,网页内容经理,控制工程, CFE Media and Technology,cvavra@cfemedia.com

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关键词:数字化转型,工业4.0

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Paxton Shantz.
作者简介:贝克霍夫自动化有限公司数字制造业经理Paxton shanz