Modulaire et standardisé de l'unité à l'application

Une ligne de revêtement entièrement repensée comme point de départ : grâce à une architecture standardisée et modulaire pour les technologies d'automatisation et d'entraînement développée par Siemens, Koenig & Bauer MetalPrint jette les bases de gains d'efficacité tout au long du processus de développement et pour les modèles commerciaux numériques.

Maîtriser la complexité grâce à la conception modulaire

Des processus plus complexes, des options plus diversifiées, des interfaces à la logistique et à la manutention : « Si vous n'avez pas de norme, ce sera difficile », explique Markus Faude, responsable du développement et du design chez Koenig & Bauer MetalPrint. C'est pourquoi, avec une équipe d'experts, il a développé un concept de système totalement nouveau qui fait ses débuts dans une nouvelle gamme de revêtements. L'objectif du projet était de développer une architecture de ligne composée principalement de modules et de composants standard pour les technologies d'automatisation et d'entraînement.

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

« En tant que fournisseur de systèmes pour l'industrie des emballages métalliques, 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, en fonction de l'application que proposent nos clients. Afin de maîtriser cette complexité, nous aimerions optimiser nos efforts généraux de conception, d'intégration et de mise en service de nos solutions », poursuit Faude. Cette optimisation s'applique à la conception mécanique et électrique ainsi qu'à la conception logicielle : « Notre objectif est d'avoir au final des modules configurables qui ne seront activés que du côté logiciel, en fonction de leurs fonctions. »

Le SIMATIC Drive Controller contrôle toutes les fonctions de la machine. Cela simplifie et rationalise l'ensemble de l'architecture et permet de gagner de la place 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 gamme de revêtement de tôles, développée en collaboration avec son partenaire technologique, indumatec GmbH. Au cours du processus, la conception mécanique a été optimisée, celle du chargeur, 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 le principe du prêt à l'emploi », explique Peter Lang, directeur général d'Indumatec. C'est pourquoi toutes les unités, de l'alimentateur à l'atelier de revêtement en passant par le séchoir, utilisent PROFINET et PROFINET IRT.

Vue de face d'une machine de revêtement MetalPrint de Koenig & Bauer dotée de panneaux en accès libre et d'un système de 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 installées séparément, car elles sont déjà intégrées à chaque unité. — « C'était un défi de conception majeur au début, car 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, c'est que nous pouvons regrouper le système à partir d'un portefeuille très large de manière à ce qu'il réponde à toutes les exigences, des variateurs au système de commande en passant par les appareils de commande. »

Par exemple, un contrôleur SIMATIC Drive équipé d'un CPU S7-1500TF contrôle toutes les fonctions de la machine, y compris les tâches de contrôle des mouvements et les systèmes de sécurité intégrés au contrôleur via Safety Integrated.
« Cela simplifie et rationalise l'ensemble de l'architecture », confirme Lang. Siemens a également soutenu Indumatec pour la conception électrique : les armoires de commande ont été fabriquées selon les spécifications de l'équipe du projet à 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 de Koenig & Bauer.

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

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

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

Plus d'efficacité, de l'ingénierie à l'entretien

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 sur le TIA Portal et un seul projet pour l'ensemble du système. Le logiciel est bien conçu et utilise des modules de base, afin que notre programmation et les équipes chargées de la mise en service et de l'entretien puissent s'y retrouver facilement. » En outre, TIA Portal permet de travailler en équipe : « Actuellement, cinq programmeurs travaillent sur un projet en même temps, et il fonctionne très bien », explique Daub.

Le logiciel de la gamme a été créé dans TIA Portal de telle sorte que les différentes unités et options client soient stockées sous forme d'options logicielles : « À l'avenir, nous serons en mesure de créer l'intégralité du projet, puis de l'adapter à chaque application sur site à l'aide de ces options. » Pour la mise en service et l'entretien, travailler sur le TIA Portal présente un autre avantage : « Nous proposons le TIA Portal dans ce système sur un PC industriel et avons donc le projet complet disponible sur site. De plus, nous pouvons également accéder aux données des machines depuis nos bureaux de Stuttgart ou depuis le domicile via un accès à distance sécurisé, comme si nous étions sur place. Cela facilite grandement le service. »

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

Markus Faude, Responsable du développement et du design, Koenig & Bauer MetalPrint GmbH

Une technologie flexible et évolutive

Alors que la nouvelle gamme est en cours de finalisation, Markus Faude se tourne déjà vers l'avenir : « Avec ce projet, nous voulons montrer ce qui est possible, notamment en termes d'autres applications. Grâce à la modularité du matériel également, nous faisons un grand pas vers une production neutre. Nous pouvons simplement remplacer un lecteur ou une unité d'alimentation par 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 entendu, nous convient parfaitement en tant que fournisseur de systèmes. Enfin et surtout, la technologie a été choisie de manière à ce que nous soyons parfaitement à l'épreuve du temps. » Faude pense en particulier aux nouveaux modèles économiques numériques.

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

Koenig & Bauer : Digital Twin de la machine.

Les nouveaux modèles économiques numériques vont suivre : des concepts de services basés sur les données, des applications liées à la qualité et à la durabilité, et la reconnaissance des produits via des systèmes de caméras pour permettre la traçabilité des emballages des supermarchés jusqu'aux processus d'impression et de revêtement, ou des données de traitement 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'alimentation. « J'y vois un énorme potentiel », explique Faude, « à commencer par le support commercial, où nous pouvons discuter de la solution avec le client très tôt, tout au long de la phase du projet, au cours de laquelle nous pouvons générer une grande partie de l'application à partir du modèle, jusqu'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 du marché mondial en tant que fournisseur de systèmes pour les lignes d'impression et de revêtement, les séchoirs et la purification de l'air d'échappement pour l'industrie des emballages métalliques. En tant que fournisseur de systèmes, l'entreprise soutient ses clients du monde entier en leur proposant des lignes complètes d'impression et de revêtement dans une grande variété de configurations. L'un des points forts du projet de ces dernières années est, entre autres, une ligne d'impression et de revêtement de 140 mètres de long, la plus longue ligne MetalStar jamais installée.