Pohled na továrnu Siemens Electronics Factory v Ambergu, představující její pokročilé digitální výrobní prostředí.

Digital transformation: Vedení příkladem

Se svou strategií Digital Enterprise podporuje společnost Siemens průmyslovou digitální transformaci pro zákazníky i interně. Ve společnosti Siemens Electronics Works Amberg jsou optimalizovaná propustnost, rychlé cykly a silné zabezpečení již realitou, poháněné řešeními Digital Enterprise.

Vzhledem k 350 výrobním přechodům za den, portfoliu obsahující zhruba 1 200 různých produktů a 17 milionům vyrobených komponentů Simatic ročně je třeba vyhodnotit a optimalizovat přibližně 50 milionů položek procesních a produktových dat, aby výroba v Siemens Electronics Works Amberg (EWA) fungovala hladce. Kromě toho, průkopnické technologie, jako je umělá inteligence (AI), Industrial Edge computing a cloudové řešení Již nyní umožňují vysoce flexibilní a extrémně efektivní a spolehlivé výrobní postupy.

Industrial Edge computing a AI pro zvýšení propustnosti

„S Edge Computing mohou být data okamžitě zpracována tam, kde jsou generována, přímo v závodě nebo stroji,“ říká Dr. Jochen Bönig, vedoucí strategické digitalizace společnosti Siemens Amberg. To je to, co EWA dělá například na výrobní lince, kde se vyrábějí desky plošných spojů pro součásti distribuovaného I/O. Ale ani zde není výroba dostatečně optimalizována a není to chyba ani dostupnosti zařízení, ani kvality procesu. Úzké hrdlo je na konci výroby desek plošných spojů, v sekci automatické rentgenové kontroly. Obvodové desky o velikosti nehtu pojmou konektory BUS související s funkcemi s různými spojovacími kolíky. Při neintegrovaném testu jsou pájené spoje těchto spojovacích kolíků rentgenovány a zkontrolovány správné fungování. Měl by být zakoupen další rentgenový přístroj za přibližně 500 000 EUR? (Kliknutím sem si přečtete odborný článek na toto téma na blogu Siemens.) Alternativou je umělá inteligence. Data ze senzorů jsou přenášena do cloudu prostřednictvím prostředí TIA (Totally Integrated Automation), které se skládá z řadiče a zařízení Edge. Odborníci trénují algoritmus, který je založen na AI a procesních parametrech. Algoritmus zjistí, jak se procesní data odrážející kvalitu pájených spojů chovají, a řídí model, který běží na aplikaci Edge v závodě. „Model předpovídá, zda jsou pájené spoje na desce plošných spojů bez závad: jinými slovy, zda je nutná zkouška na konci linky. Díky analýze v uzavřené smyčce lze tato data okamžitě zohlednit do výroby, „vysvětluje Bönig.

PCB production in an AI controlled model.

Systém včasného varování zabraňuje nepříjemným překvapením

Analytika uzavřené smyčky a technologie Industrial Edge se také používají při frézování. Frézovací vřeteno pro depanování desek plošných spojů pro Produkty Simatic nefungoval vždy správně kvůli mletému prachu, ale zpočátku byla příčina nejasná. Stejně jako u automatické rentgenové kontroly se odborníci společnosti Siemens spoléhali na kombinaci Edge computing a AI pro prediktivní údržbu. Tým izoloval dva parametry, které jasně souvisely s neplánovanými odstávkami: rychlost otáčení frézovacího vřetena a elektrický proud požadovaný pohonem. Tato data byla přivedena do zařízení Edge, kde předem trénovaný algoritmus identifikoval vzájemné vztahy mezi anomáliemi v procesních datech a prostoji a vrátil je zpět do produkce.Aplikace Performance Insight zpřístupňuje výsledky uživatelům v Insights Hub (dříve MindSphere). Provozovatelé zařízení jsou nyní informováni o situaci 12 až 36 hodin před možným selháním systému a mohou odpovídajícím způsobem reagovat. Data a anomálie však nejsou jednoduše uloženy v MindSphere. Algoritmus musí být lépe vyškolen, aby mohl poskytovat výsledky, které jsou stále přesnější. „To je přesně to, co se děje v MindSphere. Konzistentní, end-to-end digitalizační prostředí ve společnosti EWA zajišťuje nezbytnou bezproblémovou interakci mezi automatizací, Industrial Edge a cloud computingem, „vysvětluje Florian Meierhofer, odborník na IoT ve společnosti EWA.

Digitální dvojčata a důkaz konceptu (PoC)

Tento digital twin je zodpovědný za to, že komponenty řadiče Simatic jsou nyní vyráběny v cílové době cyklu osmi sekund. Počáteční simulace slibovala dobu cyklu jedenáct sekund. Ukázalo se také, že jedenáctisekundový cyklus lze přičíst hlavně strojním modulům, které byly plánovány pro linku, ale ve skutečné výrobě nefungovaly optimálně.Odborníci společnosti Siemens nahradili tyto moduly vhodnějšími komponenty v digitálním twinu výroby. V další simulaci bylo hladce dosaženo cílového času cyklu, čímž se potvrdil důkaz koncepce.

Ve společnosti Siemens Electronics Works Amberg jsou hardwarová a softwarová řešení, průmyslová komunikace, kybernetická bezpečnost a služby optimálně koordinovány. Výrobní sekvence jsou bezproblémové díky konzistentní horizontální a vertikální integraci od začátku do konce. Díky tomu je EWA vynikajícím příkladem digitálního podniku Siemens, který bude i nadále důsledně vést cestu do budoucí digitální transformace.

Siemens Electronics Works Amberg (EWA)

Společnost Siemens Electronics Works Amberg (EWA) byla založena v roce 1989 a vyrábí produkty, které zahrnují programovatelné logické řadiče Simatic (PLC). Každý rok továrna vyrábí asi 17 milionů produktů Simatic, což znamená, že každý vteřinu je expedován jeden produkt. Vyrábí se zde více než 1000 variant produktů. Používají se k řízení závodů a strojů a automatizaci výrobních zařízení, šetří čas a náklady a zlepšují kvalitu výrobků. Výrobní procesy v Ambergu jsou také řízeny asi 2 800 součástek Simatic. Výroba funguje převážně automatizovaně, přičemž 75 procent hodnotového řetězce je řešeno nezávisle stroji a roboty. V jakémkoli 24hodinovém období jsou produkty připraveny k odeslání přibližně 60 000 zákazníkům po celém světě. Společnost EWA vyrábí na úrovni kvality 99,9990 procent. Díky udržitelné kvalitě práce a komplexní integraci dat je tento úspěch měřítkem pro průmyslovou výrobu.

Siemens Electronics Works Amberg facility.