Vista superior de la fábrica de electrónica Siemens en Amberg, mostrando su avanzado entorno de fabricación digital.

Digital transformation: Liderar con el ejemplo

Con su estrategia de Digital Enterprise, Siemens está impulsando la transformación digital industrial para los clientes y dentro de la empresa. En Siemens Electronics Works Amberg, el rendimiento optimizado, los tiempos de ciclo rápidos y una fuerte seguridad ya son una realidad, impulsados por las soluciones de Digital Enterprise.

Dados los 350 cambios de producción por día, una cartera que contiene aproximadamente 1,200 productos diferentes y 17 millones de componentes Simatic producidos por año, alrededor de 50 millones de artículos de datos de proceso y productos necesitan ser evaluados y utilizados para la optimización para que la producción en Siemens Electronics Works Amberg (EWA) funcione sin problemas. Además, tecnologías innovadoras como la inteligencia artificial (IA), la computación Industrial Edge y solución en la nube ya están permitiendo secuencias de producción altamente flexibles, extremadamente eficientes y confiables.

Computación Industrial Edge e IA para un mayor rendimiento

“Con Edge Computing, los datos pueden procesarse inmediatamente donde se generan, directamente en la planta o máquina”, dice el Dr. Jochen Bönig, Jefe de Digitalización Estratégica de Siemens Amberg. Esto es lo que EWA está haciendo, por ejemplo, en la línea de producción donde se fabrican PCB para componentes de la E/S distribuida.Pero incluso aquí, la producción no está suficientemente optimizada, y no es culpa de la disponibilidad de la planta ni de la calidad del proceso. El cuello de botella está al final de la producción de PCB, en la sección de inspección automática de rayos X. Las placas de circuito del tamaño de una uña acomodan conectores BUS relacionados con la función con varios pines de conexión. En una prueba no integrada, las juntas soldadas de estos pasadores de conexión son radiografías y comprobadas para su correcto funcionamiento. ¿Debería comprarse otra máquina de rayos X por unos 500.000€? (Haga clic aquí para leer un artículo experto sobre el tema en el blog de Siemens.) La alternativa es la inteligencia artificial. Los datos de los sensores se transfieren a una nube a través del entorno TIA (Totally Integrated Automation), que consiste en un controlador y un dispositivo Edge. Los expertos entrenan un algoritmo que se basa en la IA y los parámetros del proceso. El algoritmo aprende cómo se comportan los datos del proceso que reflejan la calidad de las juntas soldadas y controla un modelo que se ejecuta en una aplicación Edge en la planta. “El modelo predice si las juntas soldadas en la PCB están libres o no de fallas: en otras palabras, si es necesario o no una prueba de fin de línea. Gracias a la analítica de bucle cerrado, estos datos pueden incorporarse inmediatamente a la producción”, explica Bönig.

PCB production in an AI controlled model.

Sistema de alerta temprana evita sorpresas desagradables

El análisis de bucle cerrado y la tecnología Industrial Edge también se utilizan en el fresado. El husillo de fresado para despanelar PCB para Productos Simatic no siempre funcionaba correctamente debido al polvo de fresado, pero inicialmente la causa no estaba clara. Al igual que con la inspección automática por rayos X, los expertos de Siemens confiaron en una combinación de computación Edge e IA para el mantenimiento predictivo. El equipo aisló dos parámetros que estaban claramente relacionados con el downtime no programado: la velocidad de rotación del husillo de fresado y la corriente eléctrica requerida por el accionamiento. Estos datos se alimentaron en un dispositivo Edge donde un algoritmo preentrenado identificó las interrelaciones entre las anomalías en los datos del proceso y el downtime y los retroalimentó a la producción.La aplicación Performance Insight pone los resultados a disposición de los usuarios en Insights Hub (anteriormente MindSphere). Los operadores de planta ahora están informados de la situación 12 a 36 horas antes de una posible falla del sistema y pueden responder en consecuencia. Pero los datos y las anomalías no se almacenan simplemente en MindSphere. El algoritmo tiene que estar mejor entrenado para que pueda entregar resultados cada vez más precisos. “Eso es exactamente lo que sucede en MindSphere. El entorno de digitalización consistente y end-to-end en EWA garantiza la interacción perfecta necesaria entre la automatización, Industrial Edge y la computación en la nube”, explica Florian Meierhofer, experto en IoT de EWA.

Gemelos digitales y prueba de concepto (PoC)

El gemelo digital es responsable del hecho de que los componentes del controlador Simatic ahora se producen dentro de un tiempo de ciclo objetivo de ocho segundos. La simulación inicial prometía un tiempo de ciclo de once segundos. También reveló que el tiempo de ciclo de once segundos era atribuible principalmente a módulos de máquina que estaban planeados para la línea pero que no funcionaban de manera óptima en la producción real. Los expertos de Siemens reemplazaron estos módulos por componentes más apropiados en el gemelo digital de producción. En la siguiente simulación, el tiempo de ciclo objetivo se logró sin problemas, confirmando así la prueba de concepto.

En Siemens Electronics Works Amberg, las soluciones de hardware y software, comunicación industrial, ciberseguridad y servicios se coordinan de manera óptima. Las secuencias de producción son perfectas, gracias a una integración horizontal y vertical consistente de extremo a extremo. Esto convierte a EWA en un excelente ejemplo de Siemens Digital Enterprise que continuará liderando constantemente el camino hacia la futura transformación digital.

Siemens Electronics Works Amberg (EWA)

El Siemens Electronics Works Amberg (EWA) fue fundado en 1989 y fabrica productos que incluyen controladores lógicos programables (PLCs) Simatic. Cada año, la fábrica fabrica alrededor de 17 millones de productos Simatic, lo que significa que un producto se despacha cada segundo. Allí se fabrican más de 1.000 variantes de productos. Se utilizan para controlar plantas y maquinaria y automatizar las instalaciones de producción, ahorrando tiempo y costos y mejorando la calidad del producto.Los procesos de producción en la propia Amberg también están controlados por alrededor de 2,800 componentes Simatic. Las funciones de producción en gran medida automatizadas, con el 75 por ciento de la cadena de valor manejada de manera independiente por máquinas y robots. En cualquier período de 24 horas, los productos están preparados para su envío a aproximadamente 60.000 clientes en todo el mundo. EWA fabrica con un estándar de calidad de 99.9990 por ciento. Como resultado de la calidad del trabajo sustentable y la integración integral de datos, este logro establece un referente para la producción industrial.

Siemens Electronics Works Amberg facility.