Πανοραμική άποψη του εργοστασίου Siemens Electronics στο Amberg, που παρουσιάζει το προηγμένο ψηφιακό περιβάλλον κατασκευής του.

Digital transformation: Οδηγώντας με το παράδειγμα

Με το Digital Enterprise Στρατηγική, η Siemens οδηγεί τον βιομηχανικό ψηφιακό μετασχηματισμό για τους πελάτες και τους εσωτερικούς πελάτες. Στο Siemens Electronics Works Amberg, η βελτιστοποιημένη απόδοση, οι γρήγοροι χρόνοι κύκλου και η ισχυρή ασφάλεια είναι ήδη πραγματικότητα, με την υποστήριξη Digital Enterprise λύσεις.

Δεδομένων των 350 αλλαγών παραγωγής ανά ημέρα, ενός χαρτοφυλακίου που περιέχει περίπου 1.200 διαφορετικά προϊόντα και 17 εκατομμύρια εξαρτήματα Simatic που παράγονται ετησίως, περίπου 50 εκατομμύρια στοιχεία επεξεργασίας και προϊόντων πρέπει να αξιολογηθούν και να χρησιμοποιηθούν για βελτιστοποίηση προκειμένου η παραγωγή στο Siemens Electronics Works Amberg (EWA) να λειτουργεί ομαλά. Επιπλέον, πρωτοποριακές τεχνολογίες όπως η τεχνητή νοημοσύνη (AI), Industrial Edge Η πληροφορική και η λύση cloud επιτρέπουν ήδη εξαιρετικά ευέλικτες και εξαιρετικά αποτελεσματικές και αξιόπιστες ακολουθίες παραγωγής.

Industrial Edge υπολογιστική και τεχνητή νοημοσύνη για αυξημένη απόδοση

«Με το Edge Computing, τα δεδομένα μπορούν να υποβληθούν σε άμεση επεξεργασία όπου παράγονται, ακριβώς στο εργοστάσιο ή στο μηχάνημα», λέει ο Δρ Jochen Bönig, Επικεφαλής Στρατηγικής Ψηφιοποίησης της Siemens Amberg. Αυτό κάνει η EWA, για παράδειγμα, στη γραμμή παραγωγής όπου κατασκευάζονται PCB για εξαρτήματα του κατανεμημένου I/O. Αλλά ακόμη και εδώ, η παραγωγή δεν είναι επαρκώς βελτιστοποιημένη και δεν φταίει ούτε η διαθεσιμότητα των εγκαταστάσεων ούτε η ποιότητα της διαδικασίας. Το σημείο συμφόρησης βρίσκεται στο τέλος της παραγωγής PCB, στο τμήμα αυτόματης επιθεώρησης ακτίνων.Οι πλακέτες κυκλωμάτων μεγέθους ενός νυχιού φιλοξενούν συνδετήρες BUS που σχετίζονται με τη λειτουργία με διάφορους ακροδέκτες σύνδεσης. Σε μια μη ολοκληρωμένη δοκιμή, οι συγκολλημένες αρθρώσεις αυτών των ακίδων σύνδεσης ακτινογραφούνται και ελέγχονται για σωστή λειτουργία. Πρέπει να αγοραστεί άλλο μηχάνημα ακτίνων Χ για περίπου 500.000 ευρώ; (Κάντε κλικ εδώ για να διαβάσετε ένα άρθρο εμπειρογνωμόνων σχετικά με το θέμα στο Blog της Siemens.) Η εναλλακτική λύση είναι η τεχνητή νοημοσύνη. Τα δεδομένα από τους αισθητήρες μεταφέρονται σε ένα σύννεφο μέσω του περιβάλλοντος TIA (Totally Integrated Automation), το οποίο αποτελείται από έναν ελεγκτή και μια συσκευή Edge. Οι ειδικοί εκπαιδεύουν έναν αλγόριθμο που βασίζεται στην τεχνητή νοημοσύνη και τις παραμέτρους της διαδικασίας. Ο αλγόριθμος μαθαίνει πώς συμπεριφέρονται τα δεδομένα διεργασίας που αντικατοπτρίζουν την ποιότητα των συγκολλημένων αρμών και ελέγχει ένα μοντέλο που εκτελείται σε μια εφαρμογή Edge στο εργοστάσιο. «Το μοντέλο προβλέπει εάν οι συγκολλημένες αρθρώσεις στο PCB είναι απαλλαγμένες από σφάλματα: με άλλα λόγια, εάν απαιτείται ή όχι δοκιμή στο τέλος της γραμμής. Χάρη στις αναλύσεις κλειστού βρόχου, αυτά τα δεδομένα μπορούν να ληφθούν άμεσα υπόψη στην παραγωγή», εξηγεί ο Bönig.

Το σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης αποτρέπει δυσάρεστες εκπλήξεις

Ανάλυση κλειστού βρόχου και Industrial Edge η τεχνολογία χρησιμοποιείται επίσης στην άλεση. Ο άξονας άλεσης για την αποεπένδυση PCB για προϊόντα Simatic δεν λειτουργούσε πάντα σωστά λόγω της σκόνης άλεσης, αλλά αρχικά η αιτία ήταν ασαφής. Όπως και με την αυτόματη επιθεώρηση ακτίνων Χ, οι ειδικοί της Siemens βασίστηκαν σε έναν συνδυασμό Edge computing και AI για προγνωστική συντήρηση.Η ομάδα απομόνωσε δύο παραμέτρους που σχετίζονται σαφώς με τον μη προγραμματισμένο χρόνο διακοπής λειτουργίας: την ταχύτητα περιστροφής του άξονα φρεζαρίσματος και το ηλεκτρικό ρεύμα που απαιτείται από τον κινητήρα. Αυτά τα δεδομένα τροφοδοτήθηκαν σε μια συσκευή Edge όπου ένας προκαταρτισμένος αλγόριθμος εντόπισε αλληλεπιδράσεις μεταξύ ανωμαλιών στα δεδομένα της διαδικασίας και του χρόνου διακοπής λειτουργίας και τις επέστρεψε στην παραγωγή. Performance Insight η εφαρμογή καθιστά τα αποτελέσματα διαθέσιμα στους χρήστες στο Insights Hub(πρώην MindSphere). Οι χειριστές εγκαταστάσεων ενημερώνονται τώρα για την κατάσταση 12 έως 36 ώρες πριν από μια πιθανή βλάβη του συστήματος και μπορούν να ανταποκριθούν ανάλογα. Αλλά τα δεδομένα και οι ανωμαλίες δεν αποθηκεύονται απλώς στο MindSphere. Ο αλγόριθμος πρέπει να είναι καλύτερα εκπαιδευμένος ώστε να μπορεί να προσφέρει αποτελέσματα που είναι όλο και πιο ακριβή. «Αυτό ακριβώς συμβαίνει στο MindSphere. Το συνεπές περιβάλλον ψηφιοποίησης από άκρο σε άκρο στην EWA εξασφαλίζει την απαραίτητη απρόσκοπτη αλληλεπίδραση μεταξύ αυτοματισμού, Industrial Edgeκαι υπολογιστικό νέφος», εξηγεί ο Florian Meierhofer, ειδικός IoT στην EWA.

Ψηφιακά δίδυμα και απόδειξη της ιδέας (PoC) Το

ψηφιακό δίδυμο είναι υπεύθυνο για το γεγονός ότι τα εξαρτήματα του ελεγκτή Simatic παράγονται τώρα εντός ενός χρόνου κύκλου στόχου οκτώ δευτερολέπτων. Η αρχική προσομοίωση υποσχέθηκε χρόνο κύκλου έντεκα δευτερολέπτων. Αποκάλυψε επίσης ότι ο χρόνος κύκλου των έντεκα δευτερολέπτων οφείλεται κυρίως σε μονάδες μηχανών που σχεδιάστηκαν για τη γραμμή αλλά δεν λειτουργούσαν βέλτιστα στην πραγματική παραγωγή. Οι ειδικοί της Siemens αντικατέστησαν αυτές τις μονάδες με πιο κατάλληλα εξαρτήματα στο ψηφιακό δίδυμο παραγωγής. Στην επόμενη προσομοίωση, ο χρόνος κύκλου στόχου επιτεύχθηκε απρόσκοπτα, επιβεβαιώνοντας έτσι την απόδειξη της έννοιας.

Στο Siemens Electronics Works Amberg, οι λύσεις υλικού και λογισμικού, η βιομηχανική επικοινωνία, η ασφάλεια στον κυβερνοχώρο και οι υπηρεσίες συντονίζονται βέλτιστα. Οι ακολουθίες παραγωγής είναι απρόσκοπτες, χάρη στη συνεπή οριζόντια και κάθετη ολοκλήρωση από άκρο σε άκρο. Αυτό καθιστά την EWA ένα εξαιρετικό παράδειγμα μιας Siemens Digital Enterprise που θα συνεχίσει να οδηγεί σταθερά στον μελλοντικό ψηφιακό μετασχηματισμό.

Εργασίες Ηλεκτρονικών της Siemens Amberg (EWA)

Η Siemens Electronics Works Amberg (EWA) ιδρύθηκε το 1989 και κατασκευάζει προϊόντα που περιλαμβάνουν προγραμματιζόμενους λογικούς ελεγκτές Simatic (PLC). Κάθε χρόνο, το εργοστάσιο κατασκευάζει περίπου 17 εκατομμύρια προϊόντα Simatic, που σημαίνει ότι ένα προϊόν αποστέλλεται κάθε δευτερόλεπτο. Πάνω από 1.000 παραλλαγές προϊόντων κατασκευάζονται εκεί. Χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο μονάδων και μηχανημάτων και την αυτοματοποίηση των εγκαταστάσεων παραγωγής, εξοικονομώντας χρόνο και κόστος και βελτιώνοντας την ποιότητα των προϊόντων. Οι διαδικασίες παραγωγής στην ίδια την Amberg ελέγχονται επίσης από περίπου 2.800 εξαρτήματα Simatic. Η παραγωγή λειτουργεί σε μεγάλο βαθμό αυτοματοποιημένη βάση, με το 75% της αλυσίδας αξίας να χειρίζεται ανεξάρτητα από μηχανήματα και ρομπότ. Σε οποιαδήποτε περίοδο 24 ωρών, τα προϊόντα προετοιμάζονται για αποστολή σε περίπου 60.000 πελάτες παγκοσμίως. Η EWA κατασκευάζει με ποιοτικό πρότυπο 99,9990 τοις εκατό. Ως αποτέλεσμα της βιώσιμης ποιότητας εργασίας και της ολοκληρωμένης ενσωμάτωσης δεδομένων, αυτό το επίτευγμα θέτει ένα σημείο αναφοράς για τη βιομηχανική παραγωγή.