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アンベルグにあるシーメンス電子工場の頭上からの眺め。高度なデジタル製造環境を紹介しています。

Digital transformation: 模範を示すリーダーシップ

シーメンスはDigital Enterprise 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。Siemens Electronics Works Ambergでは、Digital Enterprise ソリューションを活用して、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。

Siemens Electronics Works Amberg(EWA)での生産を円滑に進めるためには、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、および年間1,700万個のSimaticコンポーネントが生産されるため、約5,000万項目のプロセスおよび製品データを評価し、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 すでに柔軟性が高く、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

シーメンス・アンバーグの戦略的デジタル化責任者であるヨッヘン・ベーニッヒ博士は次のように述べています。「エッジコンピューティングにより、データは生成された場所で、プラントやマシンですぐに処理できます。これは、たとえば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EWAが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品質のせいでもありません。ボトルネックは、PCB製造の最後の自動X線検査セクションにあります。指の爪ほどの大きさの回路基板には、さまざまな接続ピンを備えた機能関連のBUSコネクタが搭載されています。非統合試験では、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かどうかを確認します。約500,000ユーロで別のX線装置を購入すべきですか? (ここをクリックして、シーメンスのブログにあるこのテーマに関する専門家の記事を読んでください。) 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。専門家が AI とプロセスパラメータに基づいたアルゴリズムをトレーニングします。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

The Siemens Amberg visitor center.

クローズドループ分析とIndustrial Edge テクノロジーもフライス加工に使用されます。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 粉塵を粉砕していたため、常に正常に機能しているわけではありませんでしたが、当初原因は不明でした。自動X線検査と同様に、シーメンスの専門家はエッジコンピューティングとAIの組み合わせで予知メンテナンスを行っていました。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入力され、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、本番環境にフィードバックしました。Performance Insight アプリでは、次のようなユーザーが結果を利用できるようになります。 Insights Hub (旧マインドスフィア)。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。より精度の高い結果を出せるように、アルゴリズムをより適切にトレーニングする必要があります。「まさにそれがマインドスフィアで起きていることです。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相互作用を保証します」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も明らかになりました。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 Electronics Works Amberg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、およびサービスが最適に連携しています。一貫したエンドツーエンドの水平統合と垂直統合により、生産シーケンスはシームレスです。これにより、EWAはシーメンス・Digital Enterprise 代表的な例であり、これからも常に将来のデジタル・トランスフォーメーションをリードし続けるでしょう。

シーメンスエレクトロニクスワークスアンバーグ (EWA)

シーメンス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1,700万個のSimatic製品が製造されています。つまり、毎秒1つの製品が出荷されるということです。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。生産はほぼ自動化されており、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人の顧客に製品を出荷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ベンチマークを打ち立てました。

Siemens Electronics Works Amberg facility.