Digital transformation：模範を示してリードします

Siemens デジタルエンタープライズ戦略により、顧客と社内の産業デジタル変革を推進しています。アンベルグのSiemens 電子製作所では、デジタルエンタープライズソリューションpowered by、スループットの最適化、サイクルタイムの短縮、強力なセキュリティがすでに実現しています。

1日あたり350件の生産切り替え、約1,200種類の製品を含むポートフォリオ、年間1,700万個のSimaticコンポーネントが生産されていることを考えると、Siemens エレクトロニクスワークスアンベルグ（EWA）での生産を円滑に進めるためには、約5,000万項目のプロセスと製品データを評価して最適化に使用する必要があります。さらに、人工知能（AI）、Industrial Edge コンピューティング、などの画期的なテクノロジークラウドソリューションすでに非常に柔軟で、非常に効率的で信頼性の高い生産シーケンスを実現しています。

スループットを向上させるIndustrial Edge コンピューティングとAI

Siemens アンバーグの戦略的デジタル化責任者であるヨッヘン・ベーニッヒ博士は、「エッジコンピューティングを使えば、データは生成された場所で、プラントや機械ですぐに処理できます」と述べています。これは、たとえばEWAが分散入出力のコンポーネント用にPCBを製造する生産ラインで行っていることです。しかし、ここでも生産は十分に最適化されておらず、プラントの可用性やプロセスの品質に問題はありません。ボトルネックは、PCB製造の最後の自動X線検査セクションです。指の爪ほどの大きさの回路基板は、さまざまな接続ピンを備えた機能関連のBUSコネクタに対応します。非統合テストでは、これらの接続ピンのはんだ付けされた接合部をX線撮影し、正しく機能していることを確認します。約500,000ユーロで別のX線装置を購入すべきですか？（Siemens ブログでこのテーマに関する専門家の記事を読むには、ここをクリックしてください。）代替手段は人工知能です。センサーからのデータは、コントローラーとエッジデバイスで構成されるTIA（完全統合自動化）環境を介してクラウドに転送されます。専門家はAIとプロセスパラメータに基づいたアルゴリズムを訓練します。このアルゴリズムは、はんだ付けされた接合部の品質を反映したプロセスデータがどのように動作するかを学習し、工場のエッジアプリケーションで実行されるモデルを制御します。「このモデルは、PCBのはんだ付けされた接合部に欠陥がないかどうか、つまりエンドオブラインテストが必要かどうかを予測します。クローズドループ分析のおかげで、このデータをすぐに本番環境に組み込むことができます」とBönig氏は説明します。

PCB production in an AI controlled model.

早期警告システムは、不愉快な驚きを防ぎます

クローズド・ループ分析とIndustrial Edge・テクノロジーはフライス加工にも使用されます。PCBをデパネリングするためのミリングスピンドルシマティック製品粉塵が原因で常に正常に機能しているとは限りませんでしたが、当初は原因は不明でした。自動X線検査と同様に、Siemens 専門家は予知保全のためにエッジコンピューティングとAIの組み合わせに頼っていました。チームは、予期せぬダウンタイムに明らかに関連する2つのパラメーター、つまりミリングスピンドルの回転速度とドライブに必要な電流を特定しました。このデータはエッジデバイスに送られ、そこで事前にトレーニングされたアルゴリズムがプロセスデータの異常とダウンタイムとの相互関係を特定し、それらを本番環境にフィードバックしました。Performance Insightアプリでは、ユーザーが結果を利用できるようになります Insights Hub (以前はマインドスフィア)。プラントのオペレーターは、潜在的なシステム障害の12〜36時間前に状況を知らされ、それに応じて対応できるようになりました。しかし、データや異常は単にMindSphereに保存されるだけではありません。ますます正確な結果を出せるように、アルゴリズムをよりよく訓練する必要があります。「それはまさにMindSphereで起こっていることです。EWAの一貫したエンドツーエンドのデジタル化環境は、オートメーション、Industrial Edge、クラウドコンピューティング間の必要なシームレスな連携を保証します」と、EWAのIoTエキスパートであるFlorian Meierhoferは説明します。

デジタルツインと概念実証（PoC）

デジタルツインは、Simaticコントローラーのコンポーネントが目標サイクルタイム8秒以内に製造されるようになったという事実の原因となっています。最初のシミュレーションでは、11秒のサイクルタイムが約束されていました。また、11秒のサイクルタイムは、主にラインで計画されていたが、実際の生産では最適に機能しなかった機械モジュールに起因することがわかりました。シーメンスの専門家は、これらのモジュールを生産のデジタルツインでより適切なコンポーネントに置き換えました。次のシミュレーションでは、目標のサイクルタイムがシームレスに達成され、概念実証が確認されました。

Siemens エレクトロニクスワークスアンバーグでは、ハードウェアとソフトウェアのソリューション、産業用通信、サイバーセキュリティ、サービスが最適に調整されています。一貫したエンドツーエンドの水平および垂直統合のおかげで、生産シーケンスはシームレスです。これにより、EWAは、将来のデジタルトランスフォーメーションへの道を常にリードし続けるSiemens デジタルエンタープライズの代表的な例となっています。

Siemens エレクトロニクスワークスアンバーグ（EWA）

Siemens エレクトロニクスワークスアンバーグ（EWA）は1989年に設立され、Simaticプログラマブルロジックコントローラー（PLC）を含む製品を製造しています。この工場では毎年、約1700万のSimatic製品を製造しています。つまり、毎秒1つの製品が出荷されます。1,000種類以上の製品バリエーションが製造されています。工場や機械の制御、生産設備の自動化に使用され、時間とコストを節約し、製品の品質を向上させています。Amberg自体の生産プロセスも約2,800のSimaticコンポーネントによって制御されています。生産はほとんど自動化されており、バリューチェーンの75％が機械とロボットによって独立して処理されています。24時間体制で、世界中の約60,000人の顧客に製品を発送する準備が整います。EWAは99.9990パーセントの品質基準で製造しています。持続可能な作業の質と包括的なデータ統合の結果として、この成果は工業生産の基準を打ち立てました。

Siemens Electronics Works Amberg facility.