Изглед отгоре на фабриката за електроника на Сименс в Амберг, показващ нейната модерна цифрова производствена среда.

Digital transformation: Водене чрез пример

Със своята стратегия за цифрово предприятие Siemens стимулира индустриалната цифрова трансформация за клиенти и вътрешни компании. В Siemens Electronics Works Amberg оптимизираната пропускателна способност, бързото време на цикъла и силната сигурност вече са реалност, задвижвани от решения за Digital Enterprise.

Като се имат предвид 350 смяна на производството на ден, портфолио, съдържащо приблизително 1200 различни продукта и 17 милиона произведени компоненти на Simatic годишно, около 50 милиона елемента данни за процесите и продуктите трябва да бъдат оценени и използвани за оптимизация, за да може производството в Siemens Electronics Works Amberg (EWA) да протича безпроблемно. В допълнение, новаторски технологии като изкуствен интелект (AI), Industrial Edge крайни изчисления и облачно решение вече дават възможност за изключително гъвкави и изключително ефективни и надеждни производствени последователности.

Индустриални Edge изчисления и AI за повишена производителност

„С Edge Computing данните могат незабавно да бъдат обработени там, където са генерирани, точно в завода или машината“, казва д-р Йохен Бьониг, ръководител на стратегическата дигитализация в Siemens Amberg. Това прави EWA например на производствената линия, където се произвеждат печатни платки за компоненти на разпределените I/O.Но дори и тук производството не е достатъчно оптимизирано и не е виновна нито наличността на завода, нито качеството на процеса. Тесното място е в края на производството на печатни платки, в секцията за автоматична рентгенова инспекция. Верижните платки с размера на нокът побират свързани с функцията BUS конектори с различни свързващи щифтове. При неинтегриран тест споените фуги на тези свързващи щифтове се правят рентгенови лъчи и се проверяват за правилно функциониране. Трябва ли да се закупи друга рентгенова машина за около 500 000 евро? (Щракнете тук, за да прочетете експертна статия по темата в блога на Siemens.) Алтернативата е изкуственият интелект. Данните от сензорите се прехвърлят в облак чрез средата TIA (Totally Integrated Automation), която се състои от контролер и устройство Edge. Експертите обучават алгоритъм, който се основава на AI и параметрите на процеса. Алгоритъмът научава как се държат процесните данни, отразяващи качеството на споените фуги, и контролира модел, който работи на приложение Edge в завода. „Моделът прогнозира дали споените фуги на печатната платка са без грешки или не: с други думи, дали е необходим тест в края на линията или не. Благодарение на анализите със затворен цикъл тези данни могат незабавно да бъдат включени в производството „, обяснява Бьониг.

PCB production in an AI controlled model.

Системата за ранно предупреждение предотвратява неприятни изнен

Анализът със затворен цикъл и технологията Industrial Edge също се използват при фрезоването. Фрезовият шпиндел за депанелиране на печатни платки за Продукти на Simatic не винаги функционира правилно поради смилането на прах, но първоначално причината беше неясна. Както при автоматичната рентгенова проверка, експертите на Siemens разчитаха на комбинация от Edge computing и AI за прогнозираща поддръжка.Екипът изолира два параметъра, които бяха ясно свързани с непланираните престои: скоростта на въртене на фрезовия шпиндел и електрическия ток, необходим от задвижването. Тези данни бяха въведени в устройство Edge, където предварително обучен алгоритъм идентифицира взаимовръзки между аномалии в данните за процеса и престоя и ги връща обратно в производството. Приложението Performance Insight прави резултатите достъпни за потребителите в Insights Hub (по-рано MindSphere). Операторите на централи вече са информирани за ситуацията 12 до 36 часа преди потенциална повреда на системата и могат да реагират съответно.Но данните и аномалиите не се съхраняват просто в MindSphere. Алгоритъмът трябва да бъде по-добре обучен, за да може да дава все по-точни резултати. „Точно това се случва в MindSphere. Последователната среда за дигитализация от край до край в EWA осигурява необходимото безпроблемно взаимодействие между автоматизацията, Industrial Edge и облачните изчисления „, обяснява Флориан Майерхофер, експерт по IoT в EWA.

Дигитални близнаци и доказателство за концепцията (PoC)

Цифровият близнак е отговорен за факта, че компонентите на контролера Simatic вече се произвеждат в рамките на целево време на цикъла от осем секунди. Първоначалната симулация обещава време на цикъла от единадесет секунди. Той също така разкри, че времето за цикъл от единадесет секунди се дължи главно на машинни модули, които са били планирани за линията, но не работят оптимално в действителното производство. Експертите на Siemens замениха тези модули с по-подходящи компоненти в цифровия двойник на производството. В следващата симулация времето на целевия цикъл беше постигнато безпроблемно, като по този начин се потвърждава доказателството на концепцията.

В Siemens Electronics Works Amberg хардуерните и софтуерните решения, индустриалната комуникация, киберсигурността и услугите са оптимално координирани. Производствените последователности са безпроблемни, благодарение на последователната хоризонтална и вертикална интеграция от край до край. Това прави EWA отличен пример за Digital Enterprise предприятие на Siemens, което ще продължи последователно да води пътя към бъдещата цифрова трансформация.

Сименс Електроникс Уоркс Амберг (EWA)

Siemens Electronics Works Amberg (EWA) е основана през 1989 г. и произвежда продукти, които включват програмируеми логически контролери Simatic (PLC). Всяка година фабриката произвежда около 17 милиона продукта на Simatic, което означава, че по един продукт се изпраща всяка секунда. Там се произвеждат над 1000 варианта на продукта. Те се използват за контрол на инсталации и машини и автоматизиране на производствените съоръжения, спестявайки време и разходи и подобрявайки качеството на продукта.Производствените процеси в самия Amberg също се контролират от около 2800 компонента на Simatic. Производството функционира до голяма степен автоматизирано, като 75% от веригата на стойността се обработва независимо от машини и роботи. Във всеки 24-часов период продуктите се подготвят за изпращане до приблизително 60 000 клиенти по целия свят. EWA произвежда по стандарт за качество от 99,9990 процента. В резултат на устойчивото качество на работата и цялостната интеграция на данни, това постижение поставя еталон за промишленото производство.

Siemens Electronics Works Amberg facility.