DIGITALISERINGENS HINDER INOM TILLVERKNINGSINDUSTRIN: Ett kandidatexamensarbete om vilka hinder som finns för digitalisering under bearbetningsprocessen

INOM EXAMENSARBETE TEKNIK, GRUNDNIVÅ, 15 HP , STOCKHOLM SVERIGE 2020

DIGITALISERINGENS

HINDER INOM

TILLVERKNINGSINDUSTRIN

Ett kandidatexamensarbete om vilka hinder som

finns för digitalisering under

bearbetningsprocessen

HAMPUS ANDERSSON

MARIA JEMDAHL

DIGITALISERINGENS HINDER

INOM

TILLVERKNINGSINDUSTRIN

Ett kandidatexamensarbete om vilka hinder som finns för

digitalisering under bearbetningsprocessen

Hampus Andersson

Maria Jemdahl

MG110X Examensarbete inom Industriell produktion 2020

KTH Industriell teknik och management

Industriell produktion

SE-100 44 Stockholm

Sammanfattning

Industrin genomgår sin fjärde industriella revolution, maskiner och hela fabriker kopplar upp sig till molnet och börjar prata med varandra. Detta möjliggör stora resurseffektiviseringar om det utförs på rätt sätt. Utvecklingen av nya metoder för insamling av data medför inte bara möjligheter utan skapar även nya frågor som industrin inte handskats med tidigare.

Syftet med arbetet har varit att titta närmare på hur företag och industrin generellt sett ser på omställningen och vilka hinder som de anser är svårast när det kommer till implementering av ny teknik. Men även hur företagen bakom dessa nya tjänster och produkter jobbar med hinder under omställningen. Som grund för rapporten ligger en litteraturstudie där fakta om de tekniska lösningar som finns och en bakgrund till skärande bearbetning presenteras, vilket också varit det område som arbetet begränsats till. Personer har intervjuats för att få en inblick i hur olika företag jobbar med dessa frågor och kunna jämföra med litteraturstudien.

Resultatet från arbetet visar att industrin står inför många svåra beslut, samtidigt är alla överens om att digitalisering är den rätta vägen att gå. Det främsta hindret är kompetensfrågan. Hos de som köper digitala tjänster och produkter anser dem i de flesta fall att kompetens som krävs för att kunna implementera tekniken på effektivast sätt saknas. De utvecklande företagen står inför problem med att det många gånger är utmaningar de inte jobbat med tidigare och därför saknar kompetens för själva utvecklingen. Övriga hinder som arbetet påvisat handlar om kostnader, gemensamma standarder och datasäkerhet.

Abstract

The industry of today is going through its fourth revolution where machines and factories are starting to connect to the cloud and communicate with each other (Internet of Things). If performed correct this enables great resource efficiency. The development of new methods of data collection brings not only possibilities but also raises new questions that the industry hasn't dealt with before.

The purpose with this project has been to take a further look into how companies and the industry generally approach the adaptation within digitalization and which difficulties that are seen as most demanding when it comes to the implementing of new methods. Also, how companies behind new services and products work with difficulties during development. The base for this project has been a literature study where facts about some of today's technical solutions are presented, a background to metal cutting which is an area of limitation for this project is presented as well. Interviews with persons have been made to get a picture of how different companies are working with these questions and to compare them with the information received from the literature study.

The result of this project shows that the industry stands in front of many difficult decisions but with a common view that digitalization is the right way to go. The most outstanding obstacle is concerning competence and the lack of it. Those who purchase digital products and services consider themselves to lack the right knowledge to implement new technologies in the most efficient way. The developing companies faces challenges when it comes to finding the right competence regarding the development itself since it often is new challenges that they not have encountered before. Further impediments that the project has shown are cost, standards and data security.

Förord

Detta kandidatexamensarbete inom industriell produktion med temat

”resurseffektiv produktion i tillverkande företag” handlar om vilka hinder

som företag står inför med implementering av digitala verktyg.

Vi skulle vilja tacka de respondenter som ställt upp och svara på våra

frågor och de företagskontakter vi haft en dialog med under arbetets gång.

Vi vill även rikta ett stort tack till vår handledare Ove Bayard.

Hampus Andersson och Maria Jemdahl

Juni 2020

Innehållsförteckning

2.4 Digitalisering, olika för alla ... 8

2.5 Infrastruktur ... 9 2.6 Standarder ... 10 2.7 Certifiering ... 10 3. Tillverkning ... 11 3.1 Allmänt om svarvning ... 11 3.2 Svarvbommar ... 12 3.3 Uppbyggnad av CNC-maskin ... 13 3.4 Underhållsarbete ... 14 4. Intervjuunderlag ... 16 5. Lösningar på marknaden ... 18 5.1 CoroPlus ... 18

5.2 Bosch CISS och IVAS ... 19

5.3 Lösningar från maskintillverkare ... 20

6. Resultat ... 21

7. Diskussion ... 23

1. Inledning

I detta inledande avsnitt behandlas bakgrund, problemformulering, syfte, avgränsningar och metod för arbetet. Avsnittet har som avsikt att ge en orientering i ämnet som behandlas, ge inblick i de problem som ligger till grund för arbetet samt ge en bild av utformning och tillvägagångssätt.

1.1 Bakgrund

Världens industrier genomgår nu en stor revolution, den fjärde industriella revolutionen, även kallad industri 4.0. Den första industriella revolution tog fart under mitten av 1700-talet och ersatte handarbete med ångdrivna maskiner vilket möjliggjorde masstillverkning i ny skala och ökade produktionen med en faktor av upp till 100 [1]. Under andra hälften av 1800 talet gjordes stora framsteg inom elektrifieringen och utvecklingen av exempelvis bilar tog fart, detta var den andra industriella revolutionen [2]. Under senare delen av 1900-talet möjliggjorde digitaliseringen ytterligare en revolution vilket gav upphov till bland annat datorer som kunde användas i tillverkningsmaskiner och ersatte hålkort [3].

Under 2010-talet har den fjärde industriella revolutionen startat och innebär att maskiner och verktyg är uppkopplade mot ett nätverk och möjliggör en kommunikation mellan dessa utan inverkan av mänskliga faktorn, detta kallas ofta Internet of Things (IoT). Målet med att koppla samma enheter är att kunna samla in så mycket data som möjligt för att sedan kunna analysera den och dra slutsatser [4]. Några av de viktigaste drivande faktorerna för alla byggstenar i industri 4.0 är digitalisering av produkter och tjänster som företag erbjuder samt digitalisering av affärsmodeller och integrerade plattformslösningar drivna av data [4].

För att kunna generera all data krävs det verktyg och maskiner som är utrustade med sensorer för att kunna mäta olika parametrar. Det kan vara allt från vibrationer och varvtal till krafter och temperatur [5]. Denna data samlas in och skickas sedan vidare till en huvudenhet som i realtid bearbetar informationen och tar snabbt beslut om vad som ska göras utifrån förbestämda gränsvärden. Denna typ av datainsamling kan ske lokalt i en maskin där olika sensorer mäter och samlar in data, för en hel produktionslokal eller för hela företag. På så sätt kan alla i ett företag se hur maskinen utnyttjas utan att behöva vara på plats [6].

Tanken med att samla in all denna data är att kunna effektivisera sin produktion. Olika typer av slöseri behöver olika åtgärder för att minskas, men gemensamt för alla åtgärder är att de bygger på den insamlade data. Exempelvis är stillastående maskiner en stor kostnad och kan minskas genom att produktionsflöden optimeras, minskade stillestånd för underhåll samt mindre kasserade verktyg i maskinen. Ett annat exempel är hur tillverkade produkter inte håller de krav som satts från start, kassation och omarbetning är kostsamt i maskintid men också i ökad verifiering av produkterna [7].

Skärande bearbetning handlar om att subtrahera material från ett ämne, detta i motsats till additiv tillverkning där man lägger till material. Med ett skär tillverkat i hårdmetall kan man bearbeta metallen. Det vanligaste operationerna är svarvning och fräsning, vid svarvning roterar materialet och vid fräsning är det istället verktyget som roterar [8]. Vid skärande bearbetning jobbar man med många parametrar för att nå ett så bra resultat som möjligt, bland annat skärhastighet och skärdjup. Om dessa inte väljs med omsorg kan det leda till exempelvis ökad förslitning på verktyget och därmed en kortare livslängd [9]. En skicklig operatör kan idag se och höra om något är fel inställt, men för att helt optimera sin process krävs dataanalysering.

Sandvik är en global koncern inom verkstadsindustri med fokus på gruvindustri, metallbearbetning och materialteknik. De har satsat på att utvecklas mycket inom uppkopplade lösningar och har inom alla tre affärsområden tagit fram digitala lösningar för att möta kraven gentemot industri 4.0. Inom gruvdrift finns autonoma och fjärrstyrda gruvmaskiner [10], för materialbearbetning finns uppkopplade verktyg som kan ge feedback på bearbetningen [11] och inom materialteknik finns sensorbaserad rör för att kunna övervaka processer som tidigare krävde kvalificerade gissningar [12]. Den här rapporten kommer fokusera på hur sensorbaserade verktyg för skärande bearbetning är ett hjälpmedel för att resurseffektivisera.

Med hjälp av sensorer i verktyg kan en operatör få snabb information om någon parameter inte är optimalt inställd. Denna typ av implementering av industri 4.0 inom tillverkning kan bidra till ett bättre utnyttjande av resurser och därmed öka produktionen [5]. Med hjälp av fibernätverk och 5G öppnas nu möjligheterna att i realtid övervaka det som händer, och med avancerade algoritmer kunna agera innan det har påverkat slutresultatet [13]. Ett sensorbaserat skärverktyg som är sammankopplad med en CNC-maskin kan reagera så snabbt på avvikelser i vibration och kraft att den hinner stanna innan det har orsakats någon skada på verktyg, maskin eller bearbetad komponent och tillverkaren kan med dessa åtgärder spara resurser. Ett problem som uppstår i och med denna modernisering är att industrierna sällan har den kompetens som krävs för att genomföra denna förändring. Kompetensen som industrierna besitter omfattar idag till stor del hårdvara, medan den nya industrin även kräver kunskap om hur hård- och mjukvara ska integreras [14]. För att implementera elektroniska komponenter krävs det certifiering vilket är en stor utmaning som industrierna står inför, inte bara design och utvecklingsmässigt utan också kostnadsmässigt [15].

Förutom utmaningen med certifiering av elektronik till nya uppkopplade verktyg finns utmaningar i avsaknaden av standarder. I den relativt unga moderniseringen saknas idag standarder och gränssnitt för att möjliggöra en utbredning i stor skala av uppkopplade enheter. Detta problem kan även ses i mer etablerade branscher som exempelvis ekosystem för smarta hem [16].

en sådan lösning kan företag fokusera på att utveckla produkter som effektiviserar i maskiner på i fabriker vilket höjer Overall Equipment Effectiveness (OEE) medan Google, Microsoft eller Amazon hanterar datatrafiken [17]. Krav på att användarens data och integritet hanteras säkert och krypterat är stora frågor inom utformningen av industri 4.0.

1.2 Problemformulering

Industrin står inför en stor omställning till industri 4.0, i denna omställning har digitaliseringen en stor roll. Det finns många möjligheter till datainsamling för analys men i det tidiga skedet av utvecklingen står tillverkningsindustrin inför många hinder angående hur data ska distribueras och samlas in. Problem som också dyker upp är bland annat hur infrastrukturen kring de nya teknikerna ska byggas upp och standardiseras. Vi har tittat närmare på följande frågor och haft dessa som utgångspunkt genom arbetsprocessen:

• Vilka nya digitala produkter och tjänster finns på marknaden? • Vilka hinder finns för att utveckla och implementera dessa? • Hur ser samarbetet ut mellan olika parter inom industrin? 1.3 Syfte

Syftet med detta arbete är att redovisa för hur digitalisering med insamling av data, under tillverkning leder till resurseffektivisering inom industrin. Syftet är även att redogöra vilka hinder som idag finns till implementering av lösningar som finns på marknaden.

1.4 Avgränsningar

Detta arbete kommer begränsas till undersökning av hur data samlas in under skärande bearbetning, och inte fokusera på hur insamling av data före och efter bearbetning bidrar till resurseffektivisering. Inget fokus har lagts på att undersöka lösningar för additiv tillverkning. Fokus har inte heller varit att jämföra olika lösningarnas effektivitet och bestämma vad som fungerar bäst, utan arbetet har istället fokuserat på jämförande av olika sätt att arbeta med digitalisering. Både när det kommer till leverantörer av tjänster och produkter, men även de som köper och implementerar dessa.

1.5 Metodik

En litteraturstudie har genomförts. Fokus har varit att ta fram ett brett underlag som ger en helhetsbild av vad som krävs för en implementering av digitala lösningar i redan existerande maskinparker. Med den bakgrunden har intervjuer med företag som arbetar inom området genomförts för att få en uppfattning om hur realiserbara idéerna är. Inga egna undersökningar har genomförts.

Litteratursökningen gjordes med de främsta sökorden: “Industri 4.0”, “Digitalization”, "monitoring" och “sensors”. Databaserna Scopus, Springer och Researchgate användes för sökningar, information rörande företag har inhämtats både från företagen själva samt tredjehandsparter. Intervjuer har gjorts med personer från ett verktygstillverkande företag för att få en djupare inblick i hur situationen ser ut. Den information som tillhandahållits via litteratur samt intervjuer har sammanställts och jämförts för att hitta gemensamma faktorer och presentera dessa, detta för att belysa vad som är hinder för digitaliseringens implementering ute i den bearbetande industrin.

2. Digitalisering

I detta avsnitt presenteras den teoretiska bakgrunden som legat till grund för arbetet. Fokus är att lyfta de mest framstående problemen och möjligheterna som industrin står inför. De områden som behandlas i detta kapitel är Industri 4.0, sensorer, integritet, infrastruktur, standarder och certifiering.

2.1 Industri 4.0

Industri 4.0 är ett samlingsnamn för en rad olika förändringar som alla bidrar till hur arbetsprocessen skiftats för design, tillverkning och service etc. Den har föregåtts av tre tidigare revolutioner som alla bidragit till signifikanta framsteg och kraftigt höjt produktionsmöjligheterna. Övergripande handlar det om att digital teknik arbetar i symbios med konventionell tillverkning genom att de kopplas samman i nätverk. Genom att koppla upp allt i och runt tillverkningsprocessen, får man en högt integrerad värdekedja. Termen industri 4.0 kommer från Tyskland där industrimässan i Hannover 2011 hade det som tema [18].

De stora förändringarna inom industri 4.0 är främst följande:

• Information and communication technology (ICT) är ett brett begrepp som innefattar alla enheter, nätverkskomponenter, applikationer och system som underlättar kommunikationen med digitala världen. ICT är ett mer omfattande begrepp än IT och innefattar komponenter relaterade till digitaliseringen så som data och cloud computing.

• Cyber-physical system (CPS) är när fysiska system, exempelvis sensorer och maskiner är sammankopplade med hjälp av ICT. Detta kan vara en digital tvilling som speglar vad en fysisk maskin utför, som sedan jämförs den digitala tvillingen med förväntade utföranden.

• Nätverkskommunikation är viktigt för att kunna överföra de mängder data som krävs. Trådlösa och uppkopplade teknologier för sammankoppling av maskiner, system och människor. Detta är både inom produktionsanläggningar samt mellan leverantörer och kunder.

• Simuleringar blir en allt viktigare del av planeringsprocesser för att kunna förutse alla typer av problem som kan uppstå. Det är simulering av allt från hela fabriker där man kontrollerar maskiners placering till att simuleringar av robotars rörelse. • Big data är samlingsnamnet på all data som samlas in av olika sensorer och givare. • Intelligenta maskiner och verktyg som själva kan ta beslut om när de behöver

underhåll och vilken order som ska köras för att maximera utnyttjande av resusrser. Maskinerna “pratar” med varandra för att se hur andra ligger till. Insamlande av data är den viktigaste delen i utvecklingen av smartare fabriker. ”Data is the new oil” är ett väl etablerat uttryck inom IT-branschen och syftar till hur värdefull resurs data är [19]. Data anses av många vara en oändlig resurs och är

betydligt mer tillgänglig, samtidigt som den på samma sätt som olja måste raffineras. Vid insamlande av data måste man veta vad man letar efter för att kunna utnyttja den på bästa sätt. Företag som Google har använt användardata som affärsmodell sedan starten, medan industriföretag har börjat se potentialen i detta i och med introduktionen av industri 4.0. Att det dröjt längre för industrin beror på svårigheter att implementera datainsamlare i form av sensorer, jämfört med data från mjukvara som inte kräver några fysiska sensorer [20].

2.2 Sensorer

Fysiska sensorer och givare är tekniska lösningar som har mognat de senaste åren och den tekniska utveckling som elektronikkomponenter gjort är vad som möjliggjort sensorering av maskiner. Viktiga områden som utvecklats är kommunikationsmöjligheterna och processorkraften. Med introduktionen av 5G nätverk har möjligheten att överföra stora mängder data med väldigt kort fördröjning uppstått, vilket är ett krav för att kunna fatta beslut i realtid och agera utefter uppsatta regler. Tillsammans med ökad processorkraft för att hantera den ökade mängden data så har det blivit möjligt att realtidsövervaka processer som tidigare varit omöjliga. Figur 1 nedan visar hur marknaden för sensorer har ökad de senaste åren, där kan vi tydligt se en trend i hur användandet ökat under det senaste decenniet [21].

Figur 1, användandet av sensorer det senaste decenniet [21].

• Bisensorer och kemiska sensorer för användning inom exempelvis livsmedelsindustrin som omvandlar kemiska signaler till elektriska signaler. • Microelectromechanical systems (MEMS)-sensorer är en samling sensorer som

mäter fysiska parametrar som kraft, temperatur, tryck och rörelse etc.

• Optiska sensorer omvandlar ljus till elektroniska signaler och används flitigt i utvecklandet av självkörande bilar.

Inom ramen för detta projekt kommer MEMS-sensorer vara av störst intresse eftersom detta är den typen som finns i maskiner för att realtidsövervaka bearbetningsprocesserna.

2.3 Integritet

Precis som problemen med personlig integritet för användardata vid internetanvändning för privatpersoner finns det frågor kring hur data som genereras vid tillverkning ska hanteras. Problemet är främst vem som äger informationen i en applikation, eftersom det finns många inblandade parter [22]. Det finns maskintillverkare, verktygstillverkare, sensortillverkare och även slutkunden och alla vill äga informationen själva eftersom data är en värdefull resurs. Frågan beror många gånger på hur affärsmodellen ser ut. Beroende på om kunden köper en tjänst eller en produkt kan det vara så att leverantören äger data för att sedan använda denna data och leverera en tjänst [23].

Betydelsen kring principer om ägandeskap av data växer. Individer och företags rättigheter till egna data, och frågor som rör vem som har rätt att använda data blir allt viktigare. I dagsläget är det många gånger otydlig vem som äger data, Digitaliseringsrådet förklarar i sin rapport “Data som strategisk resurs” [24] att detta i vissa fall beror på att organisationer inte alltid har koll på vilken data man besitter och kan disponera.

Förutom frågan om vem som äger informationen finns även en stor oro angående hur säkert det är att koppla upp alla sina maskiner till molnet. Det krävs en avancerad infrastruktur både på lokal nivå i maskiner men även på global nivå där fabriker ska vara uppkopplade mot diverse smarta tjänster.

Om ett företag kräver en sluten produktion för att kunna garantera en viss slutprodukt är det svårt att koppla upp fabriker utan att göra sig sårbara mot attacker. Att investera i en infrastruktur som är förberedd att hantera stora mängder data på ett säkert sätt är en hörnsten i att bygga en fabrik som är förberedd för industri 4.0 [18].

När ägandefrågan är löst kommer nya frågor om hur de olika parterna kan dela på data för att bidra till utvecklingen. Viktiga perspektiv som lyfts fram är hur den personlig integriteten ska stå i parallellitet till samhällsnyttan som den kan bidra med [24]. Det kan komma att behöva regleringar på detta område likt det som finns kring andra resurser i företag, exempelvis arbetskraft och kapital.

2.4 Digitalisering, olika för alla

Det som nämns ovan handlar ofta om storskaliga investeringar, men många är inte beredda att ta detta steg. Vid undersökningar visade det sig att många företag har fattat beslut om att göra investeringar i industri 4.0, men att betydligt färre har en uppfattning om vilka investeringar man vill göra och hur man vill implementera det i fabriken [25]. På marknaden finns det idag punktlösningar som övervakar specifika händelser vid tillverkning och möjliggör att ge ytterligare information till operatör. Allt mellan dessa relativt små investeringar till storskalig implementering som benämnts i tidigare stycken kan väljas, och när det inte är självklart vilka resurseffektiviseringar det ger på längre sikt är det ett svårt beslut som måste tas. Även de relativt små stegen mot en digitalisering av tillverkningen kan vara kostsamt och övervägs noga.

Enligt en undersökning som genomförts av SKF 2018 [25], där 400 personer ute i svensk industri tillfrågats om digitalisering finns en stor osäkerhet kring hur möjligheter inom digitalisering bäst kan utnyttjas. Resultaten visar på kompetens är det som uppfattas som största hindret för digitalisering att komma igång, tid och budget är även faktorer på detta. 80% av de tillfrågade anser med stor eller mycket stor utsträckning att “det är viktigt att svensk industri satsar på Industri 4.0”. De största vinster som respondenterna anser att digitalisering medför är:

• Effektivare planering av underhållsarbete • Större kontroll över maskinparken

• Effektivare produktionsflöde

• Bättre beslutsunderlag för underhållsavdelningen

I digitaliseringsrådets rapport “Data som strategisk resurs” beskrivs liknande bilder, de trycker mycket på ett ökat kunskapsbehov i och med bristen på kompetens och att denna brist är en begränsande faktor för digitaliseringens utveckling. De förklarar hur spetskompetens är svår för företag att rekrytera och att många aktörer efterfrågar en större förståelse på ledningsnivå [24].

I rapporten beskrivs också skillnader mellan olika aktörer och hur hinder kan se olika ut. För små och medelstora företag belyses främst kompetens och tid, och frågan kring hur företagen ska sätta sig in i digitaliseringens möjligheter och påbörja sitt förändringsarbete, här spelar även organisatoriska förutsättningar in med kunskap och visioner om hur data kan användas inom organisationen. Stora företag som har affärsutvecklingsresurser och kompetens kan brottas med andra utmaningar, här kan förändringsarbetet mötas av motstånd på grund av bl.a. organisatoriska och tekniska arv. En trend som syns är att högre krav ställs på att utveckla nya produkter, tjänster och affärsmodeller inom digitaliseringens medförda förändringar [24].

2.5 Infrastruktur

I detta avsnitt kommer infrastruktur för datahantering inom de tre områdena; Cloud Computing, Nätverk och Edge Computing att behandlas.

Cloud computing

När man utvecklar digitala lösningar och vill kunna erbjuda uppkopplade maskiner och fabriker krävs det en avancerad infrastruktur som hanterar all data som genereras. Med det menas att den ska lagras, proceseras och lagras i back-up, vilket kräver serverhallar. När det talas om att saker lagras i molnet sker det egentligen fysiskt i stora datacenter. För utvecklare av maskiner och verktyg är inte detta en resurs man tillhandahåller själva utan man använder sig av leverantörer som AWS, Azure etc [17][26]. Förutom att dessa leverantörer hanterar lagring av data utför det även cloud computing, dvs utför nödvändiga beräkningar och portning av datatrafik. De erbjuder dynamisk datalagring som göra att man enkelt kan skala upp sin verksamhet vid ett växande antal kunder. Till sist erbjuder de säkra och krypterade tjänster med bland annat VPC (virtual private cloud) som möjliggör att företag kan säkra sina tjänster i slutna system.

Nätverk

Att förbereda sina maskiner och främst fabriker för digitalisering är en fråga som kunder hanterar och ser olika på. Beroende på vilka lösningar man väljer krävs diverse installationer av hubbar och liknande för klara en ökad datatrafik [27]. I många industrier idag finns knappt wi-fi i hela lokalen, datorerna som tillhör maskinerna är oftast uppkopplade mot något intranätverk. I maskinerna kommer en process-dosa användas för att översätta signaler från maskiner och sensorer till användarvänliga data. Förutom det fasta nätet kommer även det mobila nätverket vara en katalysator för den digitaliseringen på ännu bredare front. 5G är idag endast i uppstartsfas i Sverige, vilket kan leda till att förutsättningar för datadriven innovation i andra länder är bättre. Fysisk infrastruktur med god tillgänglighet är en förutsättning för digitalisering [24].

Edge computing

En annan approach för att minska belastningen på nätverk är att använda så kallad edge computing, och är i motsats till cloud computing när beräkningar görs i utkanten av nätverket istället för centralt. Det innebär att datatrafiken till molnet avlastas när allt fler enheter bli uppkopplade. Genom att använda egde computing kan man minimera svarstider på kritiska processer, exempelvis att hinna stanna en maskin vid kollision. Övriga fördelar är att man kan ha en högre grad av säkerhet när bearbetning av information sker lokalt istället för på annan plats. Många kunder anser att sådant är nödvändigt för att kunna implementera industri 4.0 lösningar. En tredje fördel är att man får en högre tillförlitlighet då det går att fortsätta köra även vid nedkopplade servrar. Med edge computing sker beräkningar lokalt på enheter som datorer eller telefoner [28].

2.6 Standarder

För utbyte av data mellan olika system och maskiner krävs standarder som möjliggör detta. Här skapas problematik med hur öppet detta ska vara. Idag finns ingen given standard för hur kommunikation sker mellan maskin och verktyg vilket gör att det krävs många bryggor för att översätta signaler viket bidrar till ökad komplexitet vid implementering av industri 4.0 [29].

Det finns däremot standarder som för kommunikation mellan maskiner. MTConnect är ett kommunikationsprotokoll med syfte att utbyta data mellan maskiner och mjukvaruapplikationer för bearbetningsbevakning. Tjänsten är licensfri och har öppen källkod. MTConnect är ett read-only protokoll. Eftersom detta protokoll endas läser data finns det ingen möjlighet att styra en maskin med det. En annan standard som finns är OPC UA, vilket lämpar sig bäst för maskiner som styrs av PLC, medan MTconnect fungerar bäst för CNC-maskiner. Båda är http-baserade vilket innebär att de kan användas på internetbaserade plattformar [30].

2.7 Certifiering

Alla produkter som använder sig av trådlös teknik måste genomgå certifiering, vilket gör att i stort sett alla produkter avsedda för IoT kommer behöva certifieras. Det finns dock olika off-the-shelf delar som kan användas vid implementering av trådlös teknik för att minimera kostnader.

För att kunna utveckla nya innovativa produkter med sensorer krävs det inte bara att man vet hur den ska fungera utan även hur den ska introduceras på marknaden. Många stora företag som idag funderar på att utveckla IoT-produkter har aldrig tidigare varit i kontakt med exempelvis FCC (Federal Communications Commission) - certifiering. Detta är något man bör ha i åtanke redan vid produktens tidiga skede och genom hela utvecklingsprocessen. Även många produkter som inte tidigare varit avsedda för att vara ”smarta” kommer att behöva arbetas om för att kunna passa in i vårt nya digitala liv. Denna typ av certifiering är viktig för att över huvud taget kunna få sälja produkter på marknaden [31]. Dessvärre finns det ingen global standard för certifiering utan det är olika certifieringar på olika marknader.

Förutom certifiering av ovan nämnda måste licenser till Bluetooth Special Interest Group och Wi-Fi Alliance betalas för att få marknadsföra och använda dessa tekniker [32]. Denna typ av certifiering är dyr och när man säljer låga volymer av produkterna blir kostnaden per produkt hög om man jämför med certifieraring av exempelvis en mobiltelefon som säljs i miljontals.

3. Tillverkning

Detta avsnitt kommer ge en bakgrund till skärande bearbetning, vad det innebär och vilka svårigheter som finns. Fokus ligger på svarvning eftersom de lösningar från verktygstillverkare som finns på marknaden är baserade på svarvprodukter. Här presenteras även CNC-maskinernas uppbyggnad och hur man kan kommunicera med maskinen som verktygstillverkare. Avsnittet kommer allmänt handla om svarvning, svarvbommar, uppbyggnad av maskiner och underhållsarbete.

3.1 Allmänt om svarvning

Skärande bearbetning innebär att man tar bort material genom med olika metoder där svarvning, fräsning och borrning är några av de vanligaste. Vid svarvning roterar materialet medan det är verktyget som roterar vid fräsning och borrning. Dessa metoder att bearbeta material kallas för olika operationer, och för att kunna utföra dessa krävs det att man noga överväger viktiga parametrar som är avgörande för slutresultatet. Exempel på dessa parametrar är skärdjup (hur djupt man vill bearbeta), skärhastighet (hur snabbt verktyget rör sig i förhållande till rotationen) och rotationshastighet (hur snabbt material eller verktyg roterar beroende på operation). Vid bristfälligt valda parametrar kan man få en förhöjd verktygsförslitning och därmed kortare livslängd på grund av höga temperaturer vid skäreggen och vid vissa applikationer vibrationer [33]. Figur 2 visar utvändig svarvning.

Verktyget består i sig av flera delar där skäret är den del som bearbetar metallen och är tillverkad av hårdmetall och en skärhållare som skäret ligger i. Beroende på utformning kan antingen skärhållaren direkt sättas i maskinen eller så kan en adapter användas för att passa maskinens gränssnitt. Skärhållare med integrerat maskingränssnitt har högre precision vid inmätning samt är stabilare. Figur 3 visar de olika alternativen för verktygsinfästning som beskrivs ovan.

Figur 3, två olika skärhållare och en adapter (från väster till höger i bild) [35] Bearbetning av metall innebär att materialet plasticerar med väldigt höga krafter på både verktyg och skär. Dessa höga krafter ger upphov till deflektion i skärhållaren och blir mer och mer påtaglig desto mer längre skäret sitter ifrån infästningen. Exempel på operationer där sådant blir påtagligt är vid invändig svarvning med långt överhäng.

Verktygsslitage är gradvis slitage på verktyget under bearbetning. Skärhastighet vc,

matningshastighet fn och skärdjup ap är parametrar som påverkar slitaget som i sin tur

påverkar ytkvalitén, noggrannhet och kostnader. Skärverktygen utsätts för olika mekanismer som leder till slitage, där de vanligaste är nötande, kemiska, vidhäftande, termiska, värme och mekaniska.

Vibration under svarvbearbetning är problem som påverkar resultatet vid bearbetningen. Vid svarvning finns tre typer av vibrationer; fria, påtvingade och självgenererade vibrationer. Dessa korrelerar med den relativa rörelsen mellan arbetsstycke och skärverktyg [36].

3.2 Svarvbommar

Invändig svarvningen innebär bearbetning av arbetsstyckets innerdiameter, detta sker med svarvbommar. Den invändiga svarvningen medför skymd arbetsyta samt stora överhäng hos verktyget, utmaningar som detta leder till är bland annat vibrationer och bristande spånavgång som i sin tur kan leda till skärbrott.

Figur 4, svarbom för invändig bearbetning. [37]

3.3 Uppbyggnad av CNC-maskin

CNC-maskiner arbetar med principen om att hela tiden återkoppla sin position för alla axlar tillbaka till huvudenheten för att kunna korrigera felet. Maskinen har ett bör-värdet som indikerar vad positionen skall vara och får tillbaka ett är-värde.

Figur 5, delar som styr CNC-maskin [38]

Ovan ser vi en figur som överblickar infrastrukturen hos en cnc-maskin. Terminalen och HMI (human machine interface) är operatörens sätt att kommunicera med maskinen. Den är kopplad till huvuddatorn i maskinen vilken utföra alla beräkningar och kontrollerar återkopplingen till axlarnas position. Servomotorerna som driver axlarna i maskinen är kopplade till process-boxar som omvandlar signalerna från motorerna till ett språk som kan tolkas av huvuddatorn. Med en PLC kan man koppla in sensorer från kringutrustning och koppla ihop maskiner med nätverk [38].

I och med digitaliseringen av industrin har det vuxit fram ett behov att kunna komma åt maskiners infrastruktur för att kunna lägga till sensorer från tredje part. På marknaden idag finns det olika lösningar som alla försöker samla in data under bearbetningsprocessen. Den första lösningen är att maskinerna från start utrustas med sensorer, och fördelen här blir att maskinbyggarna kan bygga in lösningen redan från fabrik och på så sätt optimera lösningen. Det andra alternativet är att man har en lösning med sensorbaserade verktyg i maskinen, fördelen jämfört med sensorer i maskinen är insamlingen av data sker närmare där det händer. Detta har två fördelar, dels att man slipper brus i form av vibrationer och andra faktorer som finns, men även att man kan reagera snabbare på avvikelser från gränsvärdena. För att kunna minska konsekvenserna av en kollision krävs det att maskinen stannar snabbt och då kan skillnader i millisekunder vara skillnaden i att byta en hel spindel eller byta skär. Dessa fördelar är mest signifikanta vid bearbetning, när man försöker undvika en kollision mellan verktyg och material är en större mängd sensorer i maskinen en fördel. Ett tredje alternativ är att utrusta maskinen med sensorer helt fristående från de första två alternativen vilket är en billigare och betydligt mindre komplicerad process [39].

3.4 Underhållsarbete

Underhållsarbete är en viktig del för att hålla maskinparken i drift så många timmar som möjligt. Stillestånd för maskiner är en dyr fast kostnad som måste därför minimeras genom planerat underhåll. I Sverige uppgår kostnaden till 7% av BNP för industri och infrastruktur vilket motsvarar 25 miljarder euro [40]. Underhållsarbete delas in i två kategorier, avhjälpande och förebyggande. Avhjälpande underhåll innebär att man måste reparera något som redan är trasigt, vilket är ett sämre alternativ eftersom man då måste lägga tid på att tillkalla reparatör, hitta felet, beställa reservdelar och sedan åtgärda. I motsatts till avhjälpande underhåll där dessa steg görs i förväg för att spara tid.

Det tillståndsbaserad underhållet kan vidare delas in i flera grenar, tillståndsbaserat- och förutbestämt underhåll. Det tillståndsbaserade underhållet går ut på att slitaget mäts med olika typer av visualisering, se figur 6. Den andra grenen är förutbestämt underhåll vilket innebär att man gör underhåll med givna mellanrum, exempelvis efter ett visst antal drifttimmar eller dagar.

Realtidsövervakat underhåll

Förutbestämt underhåll dras med nackdelen att delar eventuellt inte utnyttjas maximalt, när det bestämda tidsintervallet har löpt ut kan delarna ha mycket kvar på livslängden. För att maximalt kunna utnyttja tillståndsbaserat underhåll krävs mer än den information som ges i figur 6. Oavsett vilken av metoderna som används finns det även en tidsförskjutning mellan det att felet uppstår och att reparatören blir informerad. Därför finns det tre kritiska punkter att hantera för att minimera underhåll:

• Enkel insamling av information vid maskinerna

• Flexibel och enkel avläsning av information oavsett var man är • Snabbt informera berörda reparatörer.

Med industri 4.0 har lösningar vuxit fram för att lösa dessa problem. Med sensorer som realtidsövervakar kritiska parametrar finns all informations som krävs för att kunna bedöma maskiners tillstånd. Den data som samlas in kan sedan evalueras efter regler som förbestäms. Denna information synliggörs sedan för alla berörda parter inom företaget på digitala plattformar och en notis skickas ut till underhållspersonal [42].

4. Intervjuunderlag

I detta avsnitt sammanställs och redogörs det viktigaste materialet från intervjuerna och jämförs med litteraturstudien. Personerna som blivit intervjuade jobbar i direkt kontakt med digitalisering på olika sätt inom bearbetningsindustrin. Främst jobbar de på ett stort svenskt industriföretag inom skärande bearbetning som även utvecklar produkter och tjänster för industri 4.0. Även ett mindre företag som jobbar med legotillverkning har svarat på frågor om implementering av digitala lösningar. • Etablerade samarbeten finns mellan olika parter som historiskt sett har jobbat i

nära samarbeten. De har hela tiden en dialog om hur de tillsammans ska kunna skapa lösningar som gynnar kunder.

• Det som är svårigheterna för företagen är att skapa lösningar som är en “win-win” situation för båda parter och summan av de båda parternas lösning är mer värt än vad de är separerade.

• Hos kunderna finns det en osäkerhet angående hur stor resursbesparing de nya investeringarna faktiskt ger. Samtidigt är det svårt för företagen att ge några direkta svar på frågan eftersom det är så pass få sålda enheter även om man kan visa en del data från initiala kund-case. När tekniken mognar kommer detta inte vara ett hinder längre.

• En respondent väljer att belysa människors svårighet att förändras. Samtidigt som alla tekniska framsteg möjliggör en förändring så är det inte bara att implementera. Det finns en inre seghet när det är människor som ska förändra sitt arbetssätt och skapa nya rutiner.

• Stora företag som jobbar med att ta fram lösningar på marknaden har tagit en roll som utbildare. Det finns flera exempel där innovatörer försöker undervisa marknaden för att belysa de vinster som kan göras med ny teknik.

• Det kan finnas interna motstridigheter för att jobba med utveckling av nyare teknik. Vissa anser att de borde satsa på sådant som har hög avkastning och på områden där de historiskt sett har haft goda marginaler. Därför kan det vara extra energikrävande när personer får jobba med intern motvind, utöver de utmaningar som de redan har.

• I vissa fall kan det vara svårt att försöka få igenom investeringar i ny teknik på grund av att exempelvis IT-avdelningen har tagit beslut om att man endast ska jobba med vissa program.

• Med utvecklingen av nya tjänster har behovet av nya affärsplaner vuxit fram. Ofta är teknik i framkant väldigt dyr och för att motivera kunderna har det tagits fram affärsmodeller som mer liknar det som finns för strömmande tjänster, ex Spotify

• Eftersom kunden äger data krävs det att företag som utvecklar produkterna får ta del av data i syfte att utveckla sina produkter. Detta är något som ser olika ut i olika delar av världen, där skandinaviska länder ofta är öppnare med sin data än övriga världen generellt sett.

• Beroende på vilken roll respondenten arbetar med finns det olika perspektiv på hur stora problem standarder och certifiering står för, men klart är att det är något som man måste jobba med som man inte är van med tidigare. För många företag är kostnaden för dessa nya uppgifter en väsentlig del av utvecklingskostnaden. • Gemensamma standarder för kommunikation mellan maskiner finns i dagsläget,

men det saknas etablerade standarder för kommunikation mellan verktyg och maskin som gör att sensorer i exempelvis verktyg kan stanna maskinen.

5. Lösningar på marknaden

I detta avsnitt kommer lösningar från ett par olika företag presenteras. De olika produkterna och tjänsterna kommer från maskintillverkare, verktygstillverkare och tredjepartstillverkare och täcker in de områden som denna rapport omfamnar. De lösningar som presenteras kommer från Sandvik Coromant, DMG mori, Mazak och Bosch. Alla dessa företag har en lång bakgrund inom sina områden och har under senaste decenniet jobbat med att ta fram lösningar för industri 4.0.

5.1 CoroPlus

CoroPlus är en plattform från verktygstillverkaren Sandvik Coromant utformat med uppkopplade verktyg och olika programvaror. Coroplus är avsedd att hjälpa tillverkare implementera industri 4.0. Plattformen innefattar olika lösningar med planering av bearbetning, utförande av bearbetning och verifiering. I följande avsnitt beskrivs SilentToolsPlus respektive ProcessControl som är delar i CoroPlus mer ingående.

ProcessControl

ProcessControl [43] är ett processövervakningssystem som övervakar bearbetning i realtid. Övervakningen hanterar följande:

• Kollisionsdetektering • Skärbrottsdetektering

• Verktygsförslitningsdetektering • Kontaktdetektering

Vid bearbetning finns flera faktorer som är svårkontrollerade, se ovan nämnda. Dessa kan leda till skada på maskin, komponent, spindel och verktyg. Målet för systemet är att ge ökad kontroll över bearbetningen och på så sätt kunna eliminera de negativa konsekvenserna av de svårkontrollerade faktorerna. Systemet följer programmerade protokoll vid problemdetektering för att exempelvis stoppa maskinen eller byta trasiga skär. Detta leder till en rad förbättringar exempelvis mindre kassationer, maskinstopp och outnyttjade resurser som i sin tur leder till en mer resurseffektiv produktion.

Kollisionsdetektering:

Kraftsensor sitter inbyggd mellan spindeln och revolverns gränssnitt eller mellan verktygshållare och sliden. Vid kollision eller att bearbetningsprocessen möter ett hinder slås bearbetningskraften ifrån. Signal från sensorn övervakas mot en överbelastningsgräns och systemet kan med detta reagera och stanna maskinen.

Skärbrottsdetektering:

Skärbrottsdetektering görs genom att tolka avvikelser i mätning av bearbetningskraften. Detta är en dynamisk process och gränserna anpassas under bearbetning för att tolerera långsamma signaländringar så att oväntade signaltoppar inte påverkar. Dessa anpassningar sker med cykler kortare än millisekunder. När gränsvärdena passeras sker extra analys för att fastställa om skärbrott skett eller inte. Verktygsförslitning:

För att detektera slitage och förslitning hos skärverktyget analyseras sensorers data över tid. Skäreggsvibrationer ökar vid förslitningen, vibrationssensorer ger tillgång till accelerationsvärden och dessa kan jämföras med överbelastningsgränser.

SilentToolsPlus

En lösning som är ovanlig på marknaden är sensorbaserade verktyg. Med sensorer placerade precis bakom skäret kan man plocka upp även de minsta vibrationerna. Ju närmare händelsen man registrerar data, desto mer exakta förutsägelser kan man göra. Om data registreras längre ifrån skäret kan det behövas interpolering av data, vilket inte ger samma tillförlitlighet som direkt avläsning.

SilentToolsPlus [5] är en uppkopplad lösning för invändig svarvning med långa överhäng. Det är en verktygsserie där svarvverktygen under bearbetning ger en realtidsövervakning av kritiska parametrar så som temperatur och kraft. Tack vare accelerometrar i svarvkroppen kan ställvinkeln ställas med direkt avläsning på en mobil enhet utan att behövas mätas in. Temperaturgivare håller koll värmen som utvecklas i verktyg och varnar om den når en kritisk nivå. Dessa sensorer bidrar alla till en öka inblicken i produktionen som tidigare varit omöjlig och ökar resursbesparandet genom att minska ställtiden, defekta verktyg och undermåttlig kvalité på slutprodukten.

5.2 Bosch CISS och IVAS

Bland tredjepartslösningar finns många intressanta lösningar, ett företag som länge utvecklat lösningar för andra branscher är Bosch. De har med industri 4.0 som bakgrund tagit fram ett antal sensorer för eftermontering i bland annat maskiner. Detta möjliggör att företag på ett snabbt och kostnadseffektivt sätt kan ta del av fördelarna med en uppkopplad maskinpark utan att behöva investera i nya maskiner och verktyg. Två av dessa lösningar är Connected Industrial Sensor Solution (CISS) och Intelligent Vibration Analysis Sensor (IVAS).

CISS är en multifunktionell enhet med åtta sensorer för mätning av tryck, rörelse, ljus, rotation, ljud, temperatur, fuktighet och magnetism. Enheter är klassad för att klara tuffa miljöer som bearbetning och tung industri. Sensorn kopplas med Bluetooth till mobila enheter för att kommunicera mätningar. I en app presenteras resultatet i grafer på ett tydligt sätt och kan meddela när det är dags för underhåll. Enheten kan användas för att leverera kritiska data för digitala tvillingar [44].

IVAS är en enhet med två MEMS-sensorer för vibrationsmätning med hög bandbredd och känslighet. Den kan integreras med redan existerande lösningar samt anpassas efter specifika önskemål. Med den höga känsligheten kan man mäta väldigt små avvikelser och upptäcka att exempelvis lager blir utslitna på grund av vibrationsförändringar. IVAS är en del i CPS och kan underlätta distansunderhåll [45].

Båda dessa lösningar är ett annat angreppssätt för att digitalisera fabriker på ett kostnadseffektivt sätt som ska ämna att höja den totala resurseffektiviteten. Systemen är främst tänkta att samla data om maskiners beteenden för att kunna förutse problem. 5.3 Lösningar från maskintillverkare

Moderna maskiner kommer idag förberedda för framtiden på flera olika sätt, de innehåller bland annat en stor mängd sensorer och processorkraft samt att de är förberedda att kommunicera med sin omgivning. Maskinerna kommer levererade för att kunna integreras i hela värdekedjan, från planering till verifiering. Beroende på maskintillverkare finns det olika djupa integreringar och därmed olika förutsättningar för att nå digitalisering, men som belysts tidigare i rapporten har alla olika behov och målsättning med digitalisering.

Med uppkopplade maskiner har möjligheten att övervaka alla parametrar inuti maskinen på datorer och mobila enheter utvecklats. Med dessa möjligheter förenklas visualisering av bland annat maskinutnyttjande och OEE (overall equipment effectiveness). Två maskintillverkare som har jobbat på helhetslösningar är DMG MORI och Mazak [46][47]. De båda företagen har lösningar som innefattar att användaren sömlöst kan använda maskinen från planeringsstadiet och se virtuell verklighet av maskinen i CAM-miljön och därmed undvika senare problem. Maskinerna ger dessutom full övervakning av parametrar som är kritiska för att produktionen ska kunna flyta på utan onödiga stopp eller underhåll. För att kunna kommunicera med sin omgivning använder de bland annat kommunikationsstandarden MTConnect.

6. Resultat

I detta avsnitt presenteras det resultat och slutsatser som visats i samband med projektet. Resultatet är sammanställt och de viktigaste delarna som litteraturstudien samt intervjuunderlag lätt fram till. Resultatet är en sammanställning av den teori som samlats in under arbetet och de intervjuer som gjorts.

Utifrån det material vi har kommit i kontakt med råder det konsensus angående att digitalisering av inte bara industrin, utan samhället i stort är vägen framåt för att fortsätta vara konkurrenskraftig. Flertalet undersökningar [22][24][27] visar på hur nya sätt att jobba med digitala verktyg kan öka resurseffektiviteten, bland annat genom att förkorta tiden för omställning i produktion och därmed öka flexibiliteten hos produktionen. Idag är det främst de stora företagen som jobbar för att ta fram lösningar. På grund av en ständig utveckling inom det tekniska området händer det mycket under kort tid. Det finns även en osäkerhet kring vilka olika tekniker som kommer fortsätta användas.

I de undersökningar vi tittat på finns det en tydlig vilja hos de tillfrågade företagen att bli digitaliserade. Hur man ska gå tillväga är däremot vad många anser vara det svåra. Vi har funnit skillnader mellan vad som är hinder för olika företag med många faktorer som spelar in. Nedan listas de utmaningar som vi har funnit är de största utmaningarna bland olika aktörer.

• Kunskap och kompetens visade sig vara ett av de största hindren. Många vet vad industri 4.0 är, men betydligt färre har en klar bild om vad det faktiskt innebär. Detta medför att många har svårt att vet hur de på bästa sätt ska kunna implementera digitala verktyg för att kunna resurseffektivisera. När det kommer till små och medelstora företag är sannolikheten stor att det inte finns en särskild avdelning som jobbar med digitalisering och det blir därför lättare att gå vilse i den digitala djungeln. Stora företagen med resurser att lägga på digitalisering har oftast egna avdelningar och jobbar med att ta fram egna lösningar.

När det kommer till stora företag är kompetens i utvecklandet av tjänster ibland det som sätter stop istället. Många av de företag som idag jobbar med att ta fram nya lösningar har traditionellt inte jobbat med dessa typer av frågor tidigare och står därför i behov av att rekrytera in personal som har den kompetens som krävs. • Kostnaden är också en viktig del att ta hänsyn till. I den relativt unga utvecklingen

av industri 4.0 och dess verktyg är insteget i kostnad väldigt hög. Teknik är dyr under utveckling och sjunker i pris med ökade volymer, detta är en likhet som vi har sett på bilmarknaden i och med elbilars intåg. Det är svårt att påvisa de direkta resursbesparingarna som implementeringar ger när så få idag har vågat göra investeringar. I och med att fler ansluter kommer det bli lättare att visa vad investeringar ger för avkastning. Förändring för företag kostar inte bara i ny teknik som ska implementeras utan kostnader för utbildning av ny personal är också viktig. Förutom investeringar i nya verktyg eller maskiner kommer också investeringar i infrastruktur krävas för att kunna hantera den nya kommunikationen.

• Ett stort frågetecken som många har idag är hur datahantering sker för att inte göra avkall på användarens integritet. Trots att teknik ofta lever upp till lagar och användarnas krav, finns fortfarande en osäkerhet kring att använda tekniken på grund av att användarna inte är bekväma med tekniken. Attityden ändras dock i takt med att med att vårt privata användande av digitala tjänster ökar.

• Förändringsbenägenhet är också av stor vikt. Det är inte att förkasta att det är människor som måste göra förändringar, vilket är svårt i många fall. Från industrin bekräftar man om hur många som berörs av dessa förändringar motsätter sig sådant som bestäms högre upp i företag. Det finns oftast en inbyggd friktion vid införande av ny teknik, den konservativa synen ligger rotad i att en stor andel länge har jobbat på ett visst sätt som de anser fungerar bra. En annan typ av inre friktion som finns bland vissa företag är motsättningar att jobba med nya saker när man traditionellt jobbat med andra saker som i dagsläget är mer lönsamt. I styckena ovan har vi främst belyst de tydligaste hindren för företag som vill investera i ny teknik. Men från det andra perspektivet, leverantörerna av de digitala verktygens sida, finns det också en del hinder. Nedan listar vi några viktiga.

• Samarbete mellan olika parter är grunden för att få en hel fabrik att kunna kommunicera. Ingen tillverkare tillhandahåller idag en lösning innefattande allt som krävs för en produktion med allt från datasystem till maskiner. Därför kommer samarbeten vara extremt viktigt för att erbjuda en helhetslösning. Problemet idag är att många företag inte ser hur båda parter ska göra någon vinning i att dela med sig av exempelvis information till andra delar av verksamheten. I det fall som vi har tittat närmare på har verktygstillverkare och maskintillverkare svårt att komma överens om hur data ska utbytas mellan de olika parterna för att kunna bidra till en bättre helhetslösning.

• För att kunna samarbeta bättre krävs det inte bara vilja från båda parter, det krävs sätt att kommunicera på som är standardiserade. Idag finns det sätt att extrahera data från maskinen via standarder som MTConnect, OPC UA och MQTT vilket har varit stora steg framåt i att kunna bedriva underhåll efter maskinens hälsa. Det som däremot saknas är tydliga standarder för verktyg och sensorer att kunna stanna maskinen om den skulle upptäcka akuta problem. De lösningar som tagits fram idag är de specifika för varje maskintillverkare och kund. Detta gör utvecklingsarbetet omfattande och resurskrävande.

7. Diskussion

I denna del utförs en diskussion kring de resultat som arbetet lett fram till. Här diskuteras även arbetets gång och metodik samt framtida arbetsförslag.

Vi ser en enorm potential för hur digitalisering kommer kunna förändra hur vi tillverkar saker, på liknade sätt som vi har sett i de tidigare industriella revolutionerna. Men än har vi inte gått igenom den hårda förändring som kommer och mycket arbete återstår, både för de som utvecklar och de som vill investera i ny teknik. Med ny teknik och nya möjligheter kommer säkert nya aktörer att komma fram medans vissa inte kommer kunna fortsätta. De närmaste åren kommer bli avgörande. Det som vi ser kommer vara en stor utmaning är hur vida man som företag ska investera i digitalisering. I detta skede finns det många frågetecken om vilken väg inte bara det egna företaget ska gå, men även vilken väg som tillverkarna av digitala tjänster och produkter kommer välja. Det är en balansgång mellan att våga investera i nya tekniker för att höja produktiviteten utan att köpa teknik som eventuellt kan bli omodern. De företag som utvecklar produkter och tjänster står också inför samma problem. Ett tydligt exempel är hur skiv- och filmbutiker har haft det svårt att konkurrera i en mer digital värld. Så alla aktörer på marknaden måste vara vaksamma på vad som kommer inom deras område. Vi tror att man måste lösa kompetensfrågan i första hand, det är en uppgift som inte behöver kosta allt för mycket om det hanteras i god tid samtidigt som den typen av kunskap kommer vara extremt viktigt. Med rätt kompetens kommer företag kunna förstå när teknik som är applicerbar för just deras verksamhet är mogen att implementeras. På det här sättet behöver man inte missa något viktigt och kan med små resurser skapa stor nytta. Som ett komplement till ovan nämnda tror vi att det kan vara bra att göra några mindre investeringar för att bekanta sig med teknik och samtidigt se vad som fungerar och vad man ser för behov för att ytterligare kunna ta nästa steg.

Något som slagit oss under tiden vi fördjupat oss på inom certifieringar är hur krångligt det är. Det krävs en mängd olika typer av certifieringar för att få sälja produkter över hela världen och det känns oroväckande för utvecklingen när företag lyfter att det är en ekonomisk bromskloss att jobba med certifiering. Här har vi tittat på liknande lösningar på andra marknader och ser intressanta modeller från bilvärlden. Där har man för att främja nya elbilstillverkare haft reducerade skatter tills man når ett visst antal producerade bilar. Vid det här laget anses tillverkaren ha den kapaciteten och bredd på produkter för att klara fullt pris. Det är en intressant modell som eventuellt skulle kunna bidra till att fler tillverkare kan jobba med att ta fram innovativa lösningar.

Den teknik som vi ser används i verktyg och maskiner idag har inte bara utvecklats väldigt fort de senaste åren utan kommer göra så den närmaste tiden också. Därför tror vi att det finns möjlighet till ännu bättre realtidsövervakning i framtiden. Den främsta potentialen som vi ser är att bredda dagens erbjudande från de pilotprojekt som idag körs. I likhet med att det i början av 2000-talet var otänkbart att i stort sett alla människor skulle gå runt med smarta telefoner som har liknande beräkningskraft

som en dator, ser vi en stor möjlighet att det inom det kommande decenniet finns sensorer i alla maskiner som finns på marknaden.

Det som vi har sett vara ett av de stora problemen idag har varit att hitta en situation som alla parter tycker är fördelaktig. Det handlar främst om hur data ska utbytas mellan olika aktörer för att summan av delarna ska bli mer värdefull än delarna var för sig och hur det ska ske på ett sätt som inte inkräktar på integriteten. Men efter intervjuer med personer som jobbar med den här typen av frågor tror vi att en lösning kommer vara oundviklig. Det verkar som att parterna, även om det går långsamt, är medvetna om situationen och att det här är enda utvägen om båda vill vara kvar på marknaden i den position man har idag.

Något som vi tror kan få intressanta effekter är Coronaspridningen som sker i värden. Den kommer förmodligen tvinga en del företag att minska sina satsningar samtidigt som det kan vara en katalysator för andra företag att effektivisera sina satsningar för att kunna fortsätta. I dessa tider med många som jobbar hemifrån tror vi det samtidigt finns möjlighet till att snabbare vänja samhället till ett digitaliserat liv. Som vi har diskuterat tidigare är en av trösklarna för digitaliseringen det förändringsarbete som måste ske. De företag som varit digitalt förberedda på andra områden innan denna pandemi kan förmodligen se fördelarna med att ha varit förberedda för den omställning som skedde. Även om det inte är direkt samma jämförelse anser vi att det finns likheter och att man kan dra lärdom av detta.

När vi jämför de olika alternativen som finns på marknaden idag ser vi fördelen i att maskiner är en större tillgång på flera plan än vad sensorbaserade verktyg är, samtidigt som det är en betydligt större investering. Men för att kunna utnyttja maskinernas ekosystem krävs många maskiner av samma tillverkare. Där har verktygstillverkare och tredjepartslösningar en stor fördel, så under den initiala transformeringen av marknaden kommer förmodligen billigare lösningar skapa ett försprång genom att de används med och därmed utvecklas snabbare.

Förslag till fortsatta arbeten

Vår rapport har fokuserat på ett smalt område och det finns flera områden att jobba vidare med. Som direkt fortsättning på detta arbete kan tänkas att man skulle kunna fortsätta fördjupa sig i området kring digitaliseringens bidrag under bearbetningsprocessen men välja att se till flera olika företag, från fler olika typer av grupper. Vi har bara haft kontakt med företag som erbjuder tjänster och produkter, en fortsättning är att intervjua företag som funderar på att investera i dessa tekniker. När vi tittar utanför fokusområdet finns det två övriga områden att titta närmare på, före och efter bearbetning. Före planering kan stora effektiviseringar göras vid val av verktyg, skärdata och programmering som leder till minskat krångel och ökad bearbetningskapacitet. Efter bearbetning kan man titta närmare på hur verifikation av produkter kan leda noggrannare uppföljning och att bättre följa individuella

För att mer jämföra olika tillverkningsmetoder skulle ett perspektiv där man tittar närmare på hur additiv tillverkning jobbar med liknande frågeställningar trots att man har helt andra tillvägagångssätt för tillverkning.

Kritisk granskning av det egna arbetet

Denna rapport har haft ett stort fokus mot en verktygstillverkare då vi haft möjlighet att haft många och nära intervjuer med personer på företaget, vilket kan leda till en aning enkelsidigt perspektiv. Vi försökte vända oss till flertalet leverantörer av digitala tjänster och produkter samt även någon till användare av detta men på grund av rådande pandemi, COVID-19, har det varit svårt att både besöka och få bra kontakt med många olika företag.

8. Referenser

[1] L. R. Berlanstein, “The Industrial Revolution and Work in Nineteenth-Century Europé", Routledge, London, 1992, www.questia.com,

https://www.questia.com/read/107622079/the-industrial-revolution-and-work-in-nineteenth-century Hämtad: 2020-03-02

[2] The Institute for Energy Research, “History of Electricity, www.instituteforenergyresearch.org,

https://www.instituteforenergyresearch.org/history-electricity/, Hämtad:2020-03-02

[3] Bosh, “A Brief History of Industry” https://www.sanayidegelecek.com/en/sanayi-4-0/tarihsel-gelisim, Hämtad:2020-03-05

[4] Dr. R. Geissbauer, J. Vesbo and S. Schrauf , “Industry 4.0: Building the digital enterprise” Pwc, Apr. 2016. [Online]. Availible:

https://www.pwc.com/gx/en/industries/industries-4.0/landing-page/industry-4.0-building-your-digital-enterprise-april-2016.pdf Hämtad: (03 – 2020-03-10)

[5] Sandvik Coromant, “Silent Tools™ Plus” https://www.sandvik.coromant.com/sv-se/products/silent_tools_turning/Pages/silent-tools-plus.aspx, Hämtad: 2020-03 [6] Erboz, Gizem, “How To Define Industry 4.0: Main Pillars Of Industry 4.0”, 2017,

https://www.researchgate.net/publication/326557388_How_To_Define_Industry_ 40_Main_Pillars_Of_Industry_40 Hämtad: 2020-03-20

[7] Berk J., “Scrap and Rework Reduction” in Cost Reduction and Optimization for Manufacturing and Industrial Companies, Scrivener Publishing LLC, 2010, ch.19, pp. 166-177

[8] Efunda, “Machining: An introduction”,

http://www.efunda.com/processes/machining/machin_intro.cfm, hämtad: 2020-03-25

[9] Sandvik Coromant, “Så uppnås bra komponentkvalitet vid svarvning”

https://www.sandvik.coromant.com/sv-se/knowledge/general-turning/pages/how-to-achieve-good-component-quality-in-turning.aspx, Hämtad: (2020–03-2020-04) [10] Sandvik Rocktooltechnology, “Glass Labyrinth 38-tonne automated

loader”https://www.rocktechnology.sandvik/en/labyrinth/, Hämtad: 2020-03-25 [11] Sandvik Coromant, “CoroPlus”

[12] Sandvik, “ SENTUSYS™ – SANDVIK INTELLIGENT TUBE SYSTEM”

https://www.materials.sandvik/se/produkter/services/digital-monitoring/intelligent-tube-system/ Hämtad: 2020-03-25

[13] Saunders. J, Mavrakis D., Larner, Martin, “UNLOCKING THE VALUE OF INDUSTRY 4.0”, 2019, Research, Ericsson, New York.

[14] Deliotte Development LCC, “The Forurth Industrial Revolution is here-are you ready?”,2018

[15] Predictable Designs, “Understanding Certifications for Electronic Hardware Products” 2019,

https://predictabledesigns.com/understanding-certifications-for-electronic-hardware-products, Hämtad: 2020-04-02

[16] iotforall, “Smart Homes Need Data Communication Standards”

https://www.iotforall.com/smart-home-data-communication-standards/, Hämtad: 2020-04-02

[17] Microsoft Azure, “What is

Auzus?”https://azure.microsoft.com/en-us/overview/what-is-azure/#most-popular-questions, Hämtad:2020-04-02 [18] Gyorffi M., “Digitising Industry (Industry 4.0) and Cybersecurity”,2017,

European Parlament, Policy Department A: Economy and Scientific Policy, PE 607.361, Doi:10.2861/564550

[19] WIRED, “Data Is the New Oil of the Digital Economy”, 2019

https://www.wired.com/insights/2014/07/data-new-oil-digital-economy/, Hämtad:2020-04-02

[20] WIRED, “No,Data is not the new oil”, 2019, https://www.wired.com/story/no-data-is-not-the-new-oil/, hämtad: 2020-04-02

[21] Innovation Development MTL, “The development of new-generation sensors driven by research and leading-edge SMEs in Montreal”, 2016

https://ville.montreal.qc.ca/idmtl/en/the-development-of-new-generation-sensors-driven-by-research-and-leading-edge-smes-in-montreal/

[22] Davies R., “Industry 4.0 Digitalisation for productivity and growth”, European Parliamentary Research Service, 2015, PE 568.337

[23] Van Asbroeck B., Debussche J., César J., “Big Data & Issues & Opportunities: Data Ownership”, Bird & Bird, 2019,

https://www.twobirds.com/en/news/articles/2019/global/big-data-and-issues-and-opportunities-data-ownership, Hämtad: 2020-04-05

[24] Sandberg F., Digitaliseringsrådets kansli, “Data som strategisk resurs”, Digitaliseringsrådet, 2019, Dnr: 19-3731

[25] SKF, “Hur långt har svensk industri kommit inom industri 4.0,

2018, https://www.skf.com/se/ingenjorskonst/undersokning-hur-langt-har-svensk-industri-kommit-inom-industri-4-0/

[26] Amazon web service, https://aws.amazon.com/, hämtad: 2020-04-09

[27] Hanstein B., “IT and IT infrastructure in the context of Industry 4.0”, RITTAL GmbH & Co,

https://www.rittaltic.es/KNOW-HOW-FILES/Whitepapers/Whitepaper_IT_and_IT_Infrastructure_in_the_context_of_In dustry_4.0_en.pdf, Hämtad: 2020-04-09

[28] Microsoft Azure, “Azure IoT Edge”,

https://azure.microsoft.com/sv-se/services/iot-edge/, Hämtad:2020-04-08

[29] Fuertjes T., Mozzati C., Peysson F., Alzaga A., Armendia M. ,”Data Monitoring and Management for Machine Tools”, 2019,

In: Armendia M., Ghassempouri M., Ozturk E., Peysson F. (eds) Twin-Control, Springer, Cham, Doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-02203-7_7

[30] David J., “The Difference between MTConnect and OPC UA”, 2018,

https://www.mmsonline.com/columns/the-difference-between-mtconnect-and-opc-ua, Hämtad: 2020-04-08

[31] Payne T., “What is FCC Certification?”, Sunfire testing

https://sunfiretesting.com/What-is-FCC-Certification/, Hämtad: 2020-04-08

[32] TÜV Rheinland, “Global Internet of Things (IoT) – Wireless Testing and Certification”,

https://www.tuv.com/landingpage/en/wireless/, Hämtad:2020-04-07 [33] Sandvik Coromant, “Kunskap om skärande

bearbetning“, https://www.sandvik.coromant.com/sv-se/knowledge/pages/default.aspx, Hämtad: 2020-04

[34] Sandvik Coromant ”CoroTurn 300” https://www.sandvik.coromant.com/sv-se/products/coroturn_300/pages/default.aspx Hämtad: 2020-04-21

[35] Sandvik Coromant ”Utvändig svarvning” https://www.sandvik.coromant.com/sv-se/products/Pages/external-turning-tools.aspx Hämtad: 2020-03-16

[36] Balla Srinivasa Prasad,