Modulaire et standardisé de l'unité à l'application

Une ligne de revêtement entièrement repensée comme point de départ : Avec une architecture standardisée et modulaire pour l'automatisation et la technologie d'entraînement de Siemens, Koenig & Bauer MetalPrint pose les bases de gains d'efficacité tout au long du processus de développement et des modèles commerciaux numériques.

Maîtriser la complexité avec la conception modulaire

Des processus plus complexes, des options plus diverses, des interfaces à la logistique et à la manutention : « Si vous n'avez pas de norme, ça va être difficile », explique Markus Faude, responsable du développement et de la conception chez Koenig & Bauer MetalPrint. Pour cette raison, avec une équipe d'experts, il a développé un concept de système fondamentalement nouveau qui fait ses débuts dans une nouvelle ligne de revêtement. L'objectif du projet était de développer une architecture de ligne qui se compose en grande partie de modules et de composants standard pour l'automatisation et la technologie d'entraînement.

Nouvelle ligne de revêtement de Koenig & Bauer pour le revêtement de tôles, développée en collaboration avec le partenaire technologique indumate

« En tant que fournisseur de systèmes pour l'industrie de l'emballage métallique, nous fournissons non seulement des systèmes complets pour l'impression, le vernissage et le séchage des tôles, mais nous intégrons également différents systèmes de logistique et de manutention : systèmes de transport sans conducteur, gestion des flux de matériaux, robots de transport et de manutention — selon l'application que nos clients ont pour eux. Afin de maîtriser cette complexité, nous aimerions optimiser nos efforts globaux pour la conception, l'intégration et la mise en service de nos solutions », poursuit Fode. Cette optimisation s'applique à la conception mécanique et électrique ainsi qu'à la conception logicielle : « Notre objectif est qu'à la fin nous ayons des modules configurables qui ne sont activés que côté logiciel, en fonction de leurs fonctions. »

Le Controller d'entraînement SIMATIC contrôle toutes les fonctions de la machine. Cela rend toute l'architecture plus simple et plus allégée et permet d'économiser un espace précieux dans l'armoire de commande.

Peter Lang, Directeur général, indumatec GmbH

Simple, cohérent et intégré

Koenig & Bauer MetalPrint a fait le premier pas vers une architecture standardisée avec une nouvelle ligne de revêtement de tôles, que la société a développée avec son partenaire technologique, indumatec GmbH. Dans le processus, la conception mécanique a été optimisée — de l'alimentateur, par exemple, où les tôles sont séparées — tandis que l'ensemble de la construction électrique a également été repensé.
« L'objectif était de pouvoir mettre la ligne en service selon un principe plug-and-play », explique Peter Lang, directeur général d'indumatec. C'est pourquoi toutes les unités, de l'alimentateur à l'atelier de revêtement en passant par la sécheuse, utilisent PROFINET et PROFINET IRT.

Vue de face d'une machine de revêtement MetalPrint Koenig & Bauer avec panneau à accès ouvert et système à rouleaux.

Armoire de commande Siemens SIMATIC avec composants d'entraînement et câblage pour une machine Koenig & Bauer MetalPrint.

« Cela signifie que nous n'avons qu'une seule interface entre les unités », explique-t-il. Les armoires de commande n'ont pas non plus besoin d'être mises en place séparément, car elles sont déjà intégrées dans chaque unité. — « C'était un défi de conception majeur au début, parce que nous devions vraiment optimiser l'espace requis pour les composants de l'armoire de commande », poursuit Lang.
Indumatec a bénéficié des composants Siemens utilisés pour l'ensemble de l'automatisation : « L'avantage pour nous est que nous pouvons assembler le système à partir d'un portefeuille très large de manière à ce qu'il corresponde à chaque exigence respective — des disques au système de contrôle en passant par les dispositifs d'exploitation. »

Par exemple, un Controller d'entraînement SIMATIC avec un CPU S7-1500TF contrôle toutes les fonctions de la machine, y compris les tâches de contrôle de mouvement et les systèmes de sécurité intégrés au contrôleur via Safety Integrated.
« Cela rend toute l'architecture plus simple et plus allégée », confirme Lang. Siemens a également soutenu indumatec pour la conception électrique : les armoires de commande ont été fabriquées selon les spécifications de l'équipe de projet de l'usine Siemens de Chemnitz, en Allemagne. « Cela a parfaitement fonctionné », confirme Lang.

Armoire de commande Siemens avec composants SIMATIC et technologie d'entraînement pour une ligne de revêtement MetalPrint Koenig & Bauer.

Actuellement, cinq programmeurs travaillent sur un projet en même temps dans le TIA Portal — et ça fonctionne très bien.

Christian Daub, Responsable du développement électrique, Koenig & Bauer MetalPrint GmbH

Gros plan de l'alimentation en feuilles et du mécanisme de convoyage à l'intérieur d'une machine d'impression Koenig & Bauer MetalPrint.

Plus d'efficacité de l'ingénierie au service

Christian Daub, qui était responsable du projet en tant que responsable du développement électrique chez Koenig & Bauer, voit également de nombreux avantages dans la standardisation de l'automatisation : « Nous avons tous les composants dans le TIA Portal et un seul projet pour l'ensemble du système. Le logiciel est bien conçu en utilisant des blocs de construction, de sorte que notre programmation ainsi que les équipes de mise en service et de service puissent facilement s'y retrouver. » De plus, TIA Portal permet de travailler en équipe : « Actuellement, cinq programmeurs travaillent sur un projet en même temps — et ça fonctionne très bien », explique Daub.

Le logiciel pour la ligne a été créé dans le TIA Portal de telle manière que différentes unités et options client soient stockées sous forme d'options logicielles : « À l'avenir, nous pourrons créer l'ensemble du projet et ensuite l'adapter à chaque application respective sur site en utilisant ces options. » Pour la mise en service et le service, travailler dans le TIA Portal offre encore un autre avantage : « Nous livrons le TIA Portal dans ce système sur un PC industriel et avons donc le projet complet disponible sur place. De plus, nous pouvons également accéder aux données de la machine depuis nos bureaux à Stuttgart ou depuis le bureau à domicile via un accès distant sécurisé, comme si nous étions sur place. Cela rend le service beaucoup plus facile. »

Nous prévoyons d'économiser jusqu'à 40 % dans la conception grâce à la standardisation et à la modularisation, que nous pouvons utiliser directement pour de nouvelles innovations.

Markus Fade, Responsable du développement et de la conception, Koenig & Bauer MetalPrint GmbH

Technologie flexible et à l'épreuve du futur

Alors que les finitions sur la nouvelle ligne sont en cours, Markus Fode regarde déjà vers l'avenir : « Avec ce projet, nous voulons montrer ce qui est possible — également en termes d'autres applications. Avec la modularité du matériel également, nous faisons un grand pas vers une production neutre. Nous pouvons simplement échanger un entraînement ou une unité de puissance contre un composant plus puissant ou plus faible ; la structure est toujours la même. En ce qui concerne les problèmes techniques, nous avons un expert en Siemens, qui passe en revue l'ensemble de la solution avec nous — ce qui, bien sûr, nous convient bien en tant que fournisseur de système. Et enfin, la technologie a été choisie pour que nous soyons absolument à l'épreuve du temps. Fode pense en particulier aux nouveaux modèles commerciaux numériques.

Système de transport de tôles sur une ligne de revêtement MetalPrint Koenig & Bauer.

Koenig & Bauer - Digital Twin de la machine.

Les nouveaux modèles commerciaux numériques suivront : concepts de service basés sur les données, applications liées à la qualité et à la durabilité, et reconnaissance des produits via des systèmes de caméras pour permettre la traçabilité de l'emballage sur les étagères des supermarchés jusqu'aux processus d'impression et de revêtement, ou des données de processus pour optimiser la consommation de ressources et d'énergie. La première application numérique est déjà en préparation, et Koenig & Bauer MetalPrint a également développé un jumeau numérique pour l'infeed. « Je vois un énorme potentiel ici », dit Faude, « en commençant par le support commercial, où nous pouvons discuter de la solution avec le client très tôt, à travers la phase du projet, où nous pouvons générer une grande partie de l'application du modèle à la mise en service virtuelle — c'est vraiment un concept convaincant.

Koenig & Bauer MetalPrint

Koenig & Bauer MetalPrint, une société du groupe Koenig & Bauer, est le leader mondial du marché en tant que fournisseur de systèmes pour les lignes d'impression et de revêtement, les sécheurs et la purification de l'air d'échappement pour l'industrie de l'emballage métallique. En tant que fournisseur de systèmes, l'entreprise soutient les clients du monde entier avec des lignes complètes d'impression et de revêtement dans une grande variété de configurations. L'un des points forts du projet ces dernières années est, entre autres choses, une ligne d'impression et de revêtement de 140 mètres de long, la plus longue ligne MetalStar jamais installée.