Ylänäkymä Siemensin elektroniikkatehtaalle Ambergissa, joka esittelee sen edistynyttä digitaalista tuotantoympäristöä.

Digital transformation: esimerkin johtaminen

Digital Enterprise -strategiallaan Siemens edistää teollista digitaalista muutosta asiakkaille ja yritykselle. Siemens Electronics Works Ambergissa Digital Enterprise -ratkaisujen avulla optimoitu suorituskyky, nopeat jaksoajat ja vahva tietoturva ovat jo todellisuutta.

Kun otetaan huomioon 350 tuotantovaihtoa päivässä, noin 1 200 erilaista tuotetta ja 17 miljoonaa Simatic-komponenttia tuotetaan vuodessa, noin 50 miljoonaa prosessi- ja tuotetietoa on arvioitava ja käytettävä optimointiin, jotta Siemens Electronics Works Ambergin (EWA) tuotanto sujuisi sujuvasti. Lisäksi uraauurtavia tekniikoita, kuten tekoäly (AI), Industrial Edge -laskenta ja pilviratkaisu mahdollistavat jo nyt erittäin joustavat, erittäin tehokkaat ja luotettavat tuotantojaksot.

Industrial Edge -tietojenkäsittely ja tekoäly lisäävät suorituskykyä

”Edge Computingin avulla dataa voidaan käsitellä välittömästi siellä, missä se tuotetaan, suoraan tehtaalla tai koneella”, sanoo Siemens Ambergin strategisen digitalisaation johtaja Jochen Bönig. Tätä EWA tekee esimerkiksi tuotantolinjalla, jossa piirilevyjä valmistetaan hajautetun I/O:n komponenteille. Mutta täälläkään tuotanto ei ole riittävän optimoitu, eikä se ole laitoksen saatavuuden tai prosessin laadun vika. Pullonkaula on piirilevyjen tuotannon lopussa, automaattisessa röntgentarkastusosassa. Sormenkynnen kokoisiin piirikortteihin mahtuu toimintoon liittyviä BUS-liittimiä, joissa on erilaiset liitäntänastat. Integroimattomassa testissä näiden liitostappien juotetut liitokset röntgenkuvataan ja tarkistetaan, että ne toimivat oikein. Pitäisikö toinen röntgenlaite ostaa noin 500 000 eurolla? (Napsauta tätä lukeaksesi asiantuntijaartikkelin aiheesta Siemens-blogissa.) Vaihtoehtona on tekoäly. Antureiden tiedot siirretään pilveen TIA (Totally Integrated Automation) -ympäristön kautta, joka koostuu ohjaimesta ja Edge-laitteesta. Asiantuntijat kouluttavat algoritmin, joka perustuu tekoälyyn ja prosessiparametreihin. Algoritmi oppii, miten juotettujen liitosten laatua heijastavat prosessitiedot käyttäytyvät ja ohjaa Edge-sovelluksessa toimivaa mallia laitoksessa. ”Malli ennustaa, ovatko piirilevyn juotetut liitokset virheettömiä vai eivät: toisin sanoen, tarvitaanko linjan lopputesti vai ei. Suljetun kierron analytiikan ansiosta nämä tiedot voidaan ottaa välittömästi huomioon tuotannossa”, Bönig selittää.

PCB production in an AI controlled model.

Varhaisvaroitusjärjestelmä estää epämiellyttäviä yllätyksiä

Suljetun silmukan analytiikkaa ja Industrial Edge -tekniikkaa käytetään myös jyrsintään. Jyrsintäkara piirilevyjen poistamiseen Simatic-tuotteet ei aina toiminut oikein jauhamispölyn takia, mutta alun perin syy oli epäselvä. Kuten automaattisessa röntgentarkastuksessa, Siemensin asiantuntijat luottivat reunalaskennan ja tekoälyn yhdistelmään ennakoivassa huollossa. Tiimi eristi kaksi parametria, jotka liittyivät selvästi suunnittelemattomiin seisokkeihin: jyrsinkaran pyörimisnopeuden ja taajuusmuuttajan tarvitseman sähkövirran. Nämä tiedot syötettiin Edge-laitteeseen, jossa esikoulutettu algoritmi tunnisti prosessitietojen poikkeavuuksien ja seisokkien väliset suhteet ja syötti ne takaisin tuotantoon. Performance Insight -sovellus tuo tulokset käyttäjien saataville Insights Hub (aiemmin MindSphere). Laitoksen operaattoreille ilmoitetaan nyt tilanteesta 12—36 tuntia ennen mahdollista järjestelmävikaa ja he voivat vastata vastaavaan.Mutta tietoja ja poikkeamia ei tallenneta yksinkertaisesti MindSphereen. Algoritmi on koulutettava paremmin, jotta se voi tuottaa yhä tarkempia tuloksia. ” Juuri näin tapahtuu MindSpheressä. EWA: n johdonmukainen, kokonaisvaltainen digitalisaatioympäristö takaa tarvittavan saumattoman vuorovaikutuksen automaation, Industrial Edgen ja pilvilaskennan välillä”, kertoo Florian Meierhofer, EWA: n IoT-asiantuntija.

Digitaaliset kaksoset ja konseptin todiste (PoC)

Digitaalinen kaksoset ovat vastuussa siitä, että Simatic-ohjaimen komponentit tuotetaan nyt kahdeksan sekunnin tavoitesyklin aikana. Alkuperäinen simulaatio lupasi yksitoista sekunnin sykliajan. Se paljasti myös, että yksitoista sekunnin sykliaika johtui pääasiassa konemoduuleista, jotka suunniteltiin linjalle, mutta jotka eivät toimineet optimaalisesti varsinaisessa tuotannossa.Siemensin asiantuntijat korvasivat nämä moduulit sopivammilla komponenteilla tuotannon digitaalisessa kaksoisessa. Seuraavassa simulaatiossa tavoitesykliaika saavutettiin saumattomasti, mikä vahvisti konseptin todistuksen.

Siemens Electronics Works Ambergissa laitteisto- ja ohjelmistoratkaisut, teollinen viestintä, kyberturvallisuus ja palvelut koordinoidaan optimaalisesti. Tuotantojaksot ovat saumattomia johdonmukaisen, päästä päähän vaaka- ja pystysuuntaisen integroinnin ansiosta. Tämä tekee EWA erinomaisen esimerkin Siemens Digital Enterprisesta, joka jatkaa johdonmukaisesti tietä tulevaisuuden digitaaliseen muutokseen.

Siemens Electronics Works Amberg (EWA)

Siemens Electronics Works Amberg (EWA) perustettiin vuonna 1989 ja valmistaa tuotteita, joihin kuuluvat Simatic-ohjelmoitavat logiikkaohjaimet (PLC). Joka vuosi tehdas valmistaa noin 17 miljoonaa Simatic-tuotetta, mikä tarkoittaa, että yksi tuote lähetetään joka sekunti. Siellä valmistetaan yli 1000 tuoteversiota. Niitä käytetään laitosten ja koneiden ohjaamiseen ja tuotantolaitosten automatisointiin, mikä säästää aikaa ja kustannuksia sekä parantaa tuotteiden laatua. Ambergin tuotantoprosesseja ohjaa myös noin 2800 Simatic-komponenttia. Tuotanto toimii suurelta osin automatisoidusti, ja 75 prosenttia arvoketjusta hoidetaan itsenäisesti koneilla ja roboteilla. Jokaisen 24 tunnin aikana tuotteet valmistetaan lähetettäväksi noin 60 000 asiakkaalle ympäri maailmaa. EWA valmistaa 99,9990 prosentin laatustandardin mukaisesti. Kestävän työn laadun ja kattavan tietojen integroinnin tuloksena tämä saavutus asettaa vertailuarvon teolliselle tuotannolle.

Siemens Electronics Works Amberg facility.