Oversigt over Siemens Electronics Factory i Amberg, der viser dets avancerede digitale produktionsmiljø.

Digital transformation: At gå foran med et godt eksempel

Med sin Digital Enterprise-strategi driver Siemens industriel digital transformation for kunder og internt. Hos Siemens Electronics Works Amberg er optimeret gennemstrømning, hurtige cyklustider og stærk sikkerhed allerede en realitet, drevet af Digital Enterprise-løsninger.

I betragtning af de 350 produktionsomgange om dagen, en portefølje med ca. 1.200 forskellige produkter og 17 millioner Simatic-komponenter produceret om året, skal omkring 50 millioner elementer proces- og produktdata evalueres og bruges til optimering, for at produktionen på Siemens Electronics Works Amberg (EWA) kan køre problemfrit. Derudover banebrydende teknologier som kunstig intelligens (AI), Industrial Edge computing og en Cloud-løsning muliggør allerede meget fleksible og ekstremt effektive og pålidelige produktionssekvenser.

Industrial Edge computing og AI giver øget gennemstrømning

„Med Edge Computing kan data straks behandles, hvor de genereres, lige på anlægget eller maskinen,“ siger Dr. Jochen Bönig, chef for strategisk digitalisering hos Siemens Amberg. Dette er, hvad EWA gør for eksempel på produktionslinjen, hvor der fremstilles printkort til komponenter i den distribuerede I/O. Men selv her er produktionen ikke tilstrækkeligt optimeret, og det er hverken fabrikkens tilgængelighed eller proceskvalitet skyld. Flaskehalsen er i slutningen af PCB-produktionen ved den automatiske røntgeninspektionssektion. Cirkelplader på størrelse med en fingernegl rummer funktionsrelaterede BUS-stik med forskellige forbindelsesstifter. I en ikke-integreret test røntgenstråles de loddede samlinger på disse forbindelsesstifter og kontrolleres for korrekt funktion. Skal en anden røntgenmaskine købes for omkring €500.000? (Klik her for at læse en ekspertartikel om emnet på Siemens Blog.) Alternativet er kunstig intelligens. Dataene fra sensorerne overføres til en sky via TIA (Totally Integrated Automation) miljøet, som består af en controller og en Edge-enhed. Eksperter træner en algoritme, der er baseret på AI og procesparametrene. Algoritmen lærer, hvordan procesdata, der afspejler kvaliteten af de loddede samlinger, opfører sig og styrer en model, der kører på en Edge-applikation på anlægget. „Modellen forudsiger, om de loddede samlinger på printkortet er fejlfri eller ej: med andre ord, om en end-of-line-test er nødvendig eller ej. Takket være analyse i lukket kredsløb kan disse data straks indregnes i produktionen,“ forklarer Bönig.

PCB production in an AI controlled model.

Tidligt varslingssystem forhindrer ubehagelige overraskelser

Closed-loop-analyse og Industrial Edge-teknologi bruges også til fræsning. Fræsespindlen til afpanelering af printkort til Simatic produkter fungerede ikke altid korrekt på grund af fræsestøv, men oprindeligt var årsagen uklar. Som med den automatiske røntgeninspektion stolede Siemens-eksperterne på en kombination af Edge computing og AI til forudsigelig vedligeholdelse. Holdet isolerede to parametre, der tydeligt var relateret til den uplanlagte nedetid: fræsespindlens rotationshastighed og den elektriske strøm, der kræves af drevet. Disse data blev indført i en Edge-enhed, hvor en forudinddannet algoritme identificerede sammenhænge mellem uregelmæssigheder i procesdataene og nedetid og førte dem tilbage til produktionen. Performance Insight-appen gør resultaterne tilgængelige for brugere i Insights Hub (tidligere MindSphere). Anlægsoperatører informeres nu om situationen 12 til 36 timer før en potentiel systemfejl og kan reagere i overensstemmelse hermed. Men data og anomalier gemmes ikke blot i MindSphere. Algoritmen skal trænes bedre, så den kan levere resultater, der bliver mere og mere præcise. „Det er præcis, hvad der sker i MindSphere. Det konsekvente digitaliseringsmiljø hos EWA sikrer den nødvendige problemfri interaktion mellem automatisering, Industrial Edge og cloud computing,“ forklarer Florian Meierhofer, IoT-ekspert hos EWA.

Digitale tvillinger og konceptbevis (PoC)

Den digitale tvilling er ansvarlig for, at Simatic-controllerkomponenter nu produceres inden for en målcyklustid på otte sekunder. Den indledende simulering lovede en cyklustid på elleve sekunder. Det afslørede også, at cyklustiden på elleve sekunder hovedsageligt skyldtes maskinmoduler, der var planlagt til linjen, men ikke fungerede optimalt i den faktiske produktion. Siemens-eksperter erstattede disse moduler med mere passende komponenter i den digitale tvilling af produktionen. I den næste simulering blev målcyklustiden problemfrit nået, hvilket bekræftede konceptbeviset.

Hos Siemens Electronics Works Amberg koordineres hardware- og softwareløsninger, industriel kommunikation, cybersikkerhed og services optimalt. Produktionssekvenserne er problemfri takket være ensartet horisontal og vertikal integration fra ende til ende. Dette gør EWA til et godt eksempel på en Siemens Digital Enterprise, der fortsat vil gå forrest i fremtidens digitale transformation.

Siemens Electronics Works Amberg (EWA)

Siemens Electronics Works Amberg (EWA) blev grundlagt i 1989 og fremstiller produkter, der inkluderer Simatic programmerbare logiske controllere (PLC'er). Hvert år fremstiller fabrikken omkring 17 millioner Simatic-produkter, hvilket betyder, at der sendes et produkt hvert sekund. Der fremstilles over 1.000 produktvarianter der. De bruges til at styre anlæg og maskiner og automatisere produktionsfaciliteter, hvilket sparer tid og omkostninger og forbedrer produktkvaliteten. Produktionsprocesserne hos Amberg selv styres også af omkring 2.800 Simatic-komponenter. Produktionen fungerer stort set automatiseret, hvor 75 procent af værdikæden håndteres uafhængigt af maskiner og robotter. I en hvilken som helst 24-timers periode er produkterne klar til afsendelse til ca. 60.000 kunder over hele verden. EWA fremstiller til en kvalitetsstandard på 99,9990 procent. Som et resultat af bæredygtig arbejdskvalitet og omfattende dataintegration sætter denne præstation et benchmark for industriel produktion.

Siemens Electronics Works Amberg facility.