_Jak Digital Twin i wirtualizacja przestrzeni produkcyjnej poprawiły wydajność firmy farmaceutycznej

Lider rynku farmaceutycznego

Firma, z którą TT PSC współpracowało podczas realizacji projektu związanego z technologią IIoT, AR/VR oraz AI jest liderem polskiego rynku farmaceutycznego o silnej pozycji w Europie Środkowo-Wschodniej. Przedsiębiorstwo zatrudnia ponad 4000 pracowników, jest także właścicielem kilku fabryk. Firma jest świadoma konieczności wprowadzania innowacji i rozwiązań technologicznych. Współpraca z Transition Technologies PSC to dowód na to, że chce korzystać z najnowocześniejszych, a przy tym sprawdzonych i dostosowanych do swoich potrzeb, rozwiązań.

Lepsze zarządzanie danymi dzięki platformie ThingWorx

Branża farmaceutyczna to gałąź rynku, która szybko adaptuje nowe rozwiązania, nierzadko napędzając czy finansując tworzenie nowych. W Polsce branża farmaceutyczna od lat plasuje się w pierwszej trójce liderów innowacji, co potwierdzają dane GUS z raportu „Działalność innowacyjna przedsiębiorstw w latach 2018–2020”.

Współpraca producenta leków z Transition Technologies PSC wynikała z potrzeby uporządkowania i usprawnienia zarządzania danymi podchodzącymi z wielu różnych źródeł. Klientowi zależało na agregacji i wizualizacji danych, a także mechanizmach przewidywania anomalii produkcyjnych. Firma postanowiła przetestować także technologię AR/VR do bardziej obrazowego wyświetlania danych.

Celem projektu było wykonanie cyfrowego modelu maszynowni (Digital Twin) wraz z istniejącą infrastrukturą poprzez utworzenie wirtualnego środowiska na bazie platformy IoT ThingWorx oraz rozwiązań z obszaru AR i VR.

Wyzwania i potrzeby

Klient dąży do realizacji założeń Przemysłu 4.0 w swoim przedsiębiorstwie; tym samym unowocześni swoje linie produkcyjne i zoptymalizuje procesy. Główne potrzeby klienta:  

• Ograniczenie zużycia energii,
• ograniczenie liczby przestojów maszyn, a tym samym zwiększenie wskaźników ich efektywności,
• zwiększenie efektywności nadzoru mediów oraz zwiększenie szybkości reakcji podczas wykrycia awarii,
• umożliwienie zdalnej realizacji szkoleń nowych pracowników.

Działania TT PSC polegały przede wszystkim na wirtualizacji przestrzeni produkcyjnej poprzez wykonanie następujących czynności: 

1. Skanowanie przestrzeni produkcyjnej wraz ze znajdującą się w tej przestrzeni infrastrukturą,
2. implementacja skanu w postaci chmury punktów do aplikacji AR, przeznaczonej na urządzenia mobilne,
3. zaimplementowanie środowiska IIoT, rozbudowa tego środowiska o pakiet Manufacturing Apps oraz odwzorowanie w tej platformie dwóch maszyn wskazanych przez zamawiającego,
4. wdrożenie modułu analitycznego (AI) w tym zaawansowanych narzędzi przeznaczonych do analizy danych, które wykorzystują m.in. metody statystyczne i uczenie maszynowe,
5. integracja z zaimplementowanym środowiskiem IIoT oraz AI istniejących systemów zamawiającego określanych jako System Monitoringu Mediów.
6. Sprawdzenie i potwierdzenie czy utworzone ten sposób środowisko zapewnia:
   • agregowanie danych z wielu źródeł m.in. z istniejących w firmie systemów oraz baz danych
     oraz z czujników znajdujących się w zasobach produkcyjnych,
   • wizualizację danych w środowisku IIoT,
   • predykcję anomalii z użyciem technik AI,
   • prezentację danych w środowisku AR oraz VR.

Przebieg prac

Projekt wykonany został z użyciem technologii:

• Przemysłowego Internetu Rzeczy (Industrial Internet of Things, IoT),
• Rozszerzonej Rzeczywistości (Augmented Reality, AR) oraz Rzeczywistości Wirtualnej (Virtual Reality, VR)
• Sztucznej Inteligencji (Artificial Intelligence, AI).

Prace prowadzono metodyką hybrydową, tj. wysokopoziomowe działania koordynowane były w podejściu kaskadowym, a prace programistyczne i wdrożeniowe z użyciem zwinnych metodyk zarządzania projektami (Scrum, Agile).

Zespół TT PSC podzielił i zrealizował projekt w dwóch etapach: 

1. Realizacja prac rozwojowych.
2. Okres testów.

Prace rozwojowe objęły takie usługi, narzędzia i systemy jak:

• Skanowanie przestrzeni produkcyjnej:
  • wykonanie skanów pomieszczenia maszynowni (wyposażenie, urządzenia i instalacje),
  • opracowanie wyników skanowania w postaci chmury punktów.
• Wykonanie aplikacji AR/VR współpracującej ze skanem 3D: 
  • aplikacja AR oparta o silnik Vuforia przeznaczona na Apple iPad,
  • integracja aplikacji AR i VR z platformą ThingWorx; powiązanie dwóch maszyn (POI) w ramach PoC.
  • tryb VR dostępny z poziomu przeglądarki internetowej.
• Wdrożenie systemu ThingWorx:
• Integracja z Systemem Monitoringu Mediów:
• Odwzorowanie zestawu parametrów dla dwóch maszyn.
• Uruchomienie modułu analitycznego (automatyczne detekcja anomalii oraz predykcja stanów awaryjnych).
• Konfiguracja powiadomień email i SMS o alertach oraz raportach okresowych.
• Integracja z Active Directory.
• Szkolenia.

Rezultaty

 Rozwiązanie pozwoliło klientowi przetestować możliwości wirtualizacji przestrzeni produkcyjnej. W obrazowy sposób pokazało, jak dane są zbierane z różnych źródeł oraz automatycznie kontekstualizowane, analizowane i prezentowane w taki sposób, że zrozumienie stanu linii produkcyjnej oraz podjęcie decyzji strategicznych staje się łatwiejsze, szybsze i bardziej precyzyjne. IIoT, AR i AI stały się dla klienta realnymi możliwościami, niosącymi wymierne wartości.

Projekt umożliwił określenie poziomu trudności wdrożenia systemu w pełnym zakresie, z uwzględnieniem wszystkich zasobów produkcyjnych oraz w wielu lokalizacjach przedsiębiorstwa. Realizacja testów zwiększyła świadomość pracowników firmy w zakresie możliwości użytych technologii, a także pozwoliła w dużo większym zakresie określić realne potrzeby oraz perspektywy rozwojowe.

Wypowiedź specjalisty TT PSC