ユーザー事例

自動車産業における精度と効率

スマートオートメーションは、BRUSS用のモジュール式生産ラインを設計し、実装しました。シーメンスのさまざまなソリューションに基づいた高度な自動化システムは、製造されるコンポーネントの種類に関係なく一貫したパフォーマンスを維持します。

BRUSSは、シーリング技術とパワートレイン制御の分野における自動車製品の大手グローバルサプライヤーです。ソリューションの製造には、とりわけプラスチック射出成形プロセスを使用しています。より高い製造精度への要求の高まりとともに、生産能力を高める必要性から、同社のポーランド工場に新しいモジュール式生産ラインを建設しました。

「生産量を増やすことに加えて、私たちの目標は最終製品の品質パラメーターを改善することでした。これは、ムロンゴウォ工場の既存の生産ラインでは不可能でしたが、その性能は当時私たちのニーズを下回っていました。」
と、BRUSS Sp.z o.oのローンチ＆プロセスマネージャーであるダミアン・ロウィンスキーは回想します。

そこで、製造効率を大幅に向上させながら精密な部品生産を可能にするように設計された第2ラインの建設と試運転が決定されました。3気筒および4気筒ガソリンエンジンのカバーの組み立て、マーキング、品質検査を自動化するためのモジュール式生産ラインの設計と納入は、産業プロセスの自動化とロボット化を専門とするスマートオートメーションに委託されました。

「すでに設計段階で、技術的ソリューションの詳細な検証を行い、古いラインと比較して多くの改善を行いました。新しい設備では、システム全体の一貫性と効率を最大化するために、包括的なアプローチとシーメンスの技術の完全な統合を選択しました。」
スマートオートメーションのプロジェクトマネージャー、ラドスワフ・シマンスキーは強調しています。

実装は2023年6月にコンセプト開発段階から始まり、その間にステーションとモジュールのレイアウト、射出成形機の配置、オペレーターのワークステーションが設計されました。次の段階では、技術プロセスの視覚化を含む、ライン全体の3Dモデルが作成されました。プロジェクトオーダーの開始とともに完了した文書化段階には、完全な3Dモデル、電気および空気圧の回路図、部品表が含まれていました。ラインの最初の試運転はスマートオートメーションの施設で行われ、完全導入前のテストの重要なステップとなりました。その後、ライン全体をBRUSSの現場でテストし、2024年12月に申請が正式に承認されました。

スマートオートメーションによって構築された生産ラインは、精密な部品製造を可能にし、生産効率を大幅に向上させます

最初から最後までの生産プロセス

この路線は14のステーションで構成され、部品はクローズド・ループ・システムでパレットで運ばれます。

エンジンカバーの組み立ては、14のステーションからなるモジュール式の生産ラインで行われます。コンポーネントはクローズド・ループ・システムでパレットに載せて輸送されます。このプロセスは、マニピュレーターが射出成形金型から新しい部品を選び、質量管理のために重量を量り、トランスファーパレットに置くことから始まります。その後、部品は熱安定化システムを通過して冷却が制御され、固有のDMCコードが付けられます。システムは回線のパフォーマンスを継続的に監視します。バッファーがいっぱいになると、パーツは保存され、他のパーツは次のステージに進みます。

「次のステップでは、マニピュレーターシステムを備えた2つのステーションが、誘導加熱技術を使用してインサートの組み立てを行います。その後、プロセスは手動自動ステーションに移り、そこでオペレーターはフロー制御インサートを事前に取り付け、レーザー溶接ユニットに部品を配置します。サイクルの後、コンポーネントはパレット輸送システムに戻されます。」
スマートオートメーションのオートメーション責任者、ラドスワフ・ココルナッキは説明します。

次の段階では、ビジョンシステムがインサートアセンブリの正確さを0.02 mmの精度で検証し、開口部の有無や流れ、鋳造欠陥をチェックし、定義されたパラメーターに従ってスクリーニング測定を行います。次に、オペレーターはセルフタッピングねじを穴に挿入し、圧力制御バルブを取り付けます。最後に、ネジが自動的に締められ、カバーの平坦度が0.01 mmの精度で測定されます。これらの手順を終えると、製品はほぼ完成し、シールの取り付けだけが残ります。しかし、これはまだ製造工程の終わりではありません。

次の段階では、別のステーションがカバーの上面と下面の両方を自動的にクリーニングします。その後、次のステーションで、オペレーターが金型を使ってシールを取り付けます。最後に、気密性、流量、通気性、およびバルブの動作を確認するために、7つの圧力試験が行われます。次に、専用ステーションが圧力バルブの位置、ネジとインサートの有無をチェックし、安全ラベルを貼ります。最終ステーションは、完成した部品をオペレーターにリリースし、欠陥のあるコンポーネントを保管し、バッファーやリワークが必要な部品を処理し、参照サンプルを出し、パレットをリロードします。

フル稼働時には、このラインは2種類のカバーを同時に生産し、サイクルタイム33.5秒で継続的なワークフローを保証します

ダミアン・ロウィンスキー , ローンチ＆プロセスマネージャー, ブラス

スマートライン

最終製品の品質はBRUSSにとって非常に重要です。そのため、スマートオートメーションでは包括的な生産パラメータ制御システムを実装することが不可欠でした。

「製造されたすべての部品の完全なトレーサビリティを確保しました。収集されたデータ（個々のステーションのサイクルタイム、入口と出口のタイムスタンプ、テスト結果など）により、OEE 指標の正確な計算と監視が可能になります。品質検証には、圧力テスト、高度なビジョンシステムを使用した形状検査、仕上がりやネジ、バルブ、警告ラベルなどの要素の有無のチェックが含まれます。」
とラドスワフ・ココルナッキは言います。

このラインには、スマートオートメーションが開発した独自の管理、レポート、およびプロセスデータ監視システムが装備されています。このソリューションにより、BRUSSの従業員は、どこからでもリアルタイムの生産状況に安全にリモートアクセスできます。ユーザーは、全体的なパフォーマンス、詳細なステーションデータ、パラメーター付きのプロセス履歴を分析し、品質と効率の指標を時間単位、シフト単位、日単位で監視できます。

このラインは、スマートオートメーションが開発した独自の管理、レポート、プロセスデータ監視システムを備えています。

「BRUSSが使用している射出成形機は、射出成形技術を使用してプラスチックカバーを製造しています。私たちが建設したラインは、自動的に品質を制御し、ネジやシールなどのコンポーネントを統合します。その結果、製品タイプを切り替えることでダウンタイムが最小限に抑えられ、他のモジュールを大幅に変更することなく生産の柔軟性を確保できます。」
ラドスワフ・シマンスキーは説明します。

異なる製品群の切り替えプロセスは高度に自動化されています。シーリングツールの手動交換は、ラインの材料供給タイミングと同期して行われるため、この作業によるダウンタイムを効果的に排除できます。

最終顧客と機械メーカーはシーメンスのソリューションを選びました。私たちが提供するハードウェアコンポーネントとソフトウェアは、スマートオートメーションとBRUSSが設定した厳しい目標を達成しています。これは、私たちの国の工業生産ラインを文字通り「駆動」させている補完的なソリューションの高い機能性、汎用性、および信頼性を示しています

スワヴォミール・カリタ, セールスマネージャー, シーメンス

生産ラインは、産業用PCやコントローラーから、ドライブシステム、電源ユニット、I/Oステーション、RFIDリーダーやHMIパネルまで、幅広いシーメンスのソリューションに基づいて稼働しています。

最高の品質と生産効率を実現する技術

このプロジェクトでは、契約当局のBRUSSが、自動生産ラインの機能上の前提条件と品質要件を正確に定義しました。システムインテグレーターおよび請負業者の役割を果たすスマートオートメーションは、設計と構成からソフトウェア開発、組み立て、テスト、ラインの試運転まで、あらゆる作業範囲を処理し、生産の柔軟性と高効率を確保しました。

「シーメンスは、主要なオートメーションコンポーネントのサプライヤーとしてこのイニシアチブを支援し、生産ラインを動かし、スマートオートメーションが開発した自動化ラインでのエンジンカバーの組み立てプロセスの包括的な管理と制御を可能にする技術を提供しました。」
— スワヴォミール・カリタは説明します。

生産ラインの建設には、拡張された技術的機能を備えたSIMATIC S7-1500TFコントローラーが使用されました。これにより、高度なモーションコントロールアルゴリズムの実装が可能になり、安全統合機能により最高の安全基準を満たすことができます。コントローラーはSINAMICS S210およびV90サーボドライブと統合され、正確な軸制御を保証します。分散型ET200ALおよびET200SP I/Oシステムをベースにしたラインのモジュラーアーキテクチャにより、柔軟な構成と迅速な切り替えが可能になりました。このシステムは、コンポーネント識別用のRFIDリーダー、産業用ネットワークスイッチ、最新のSIMATIC HMI Unifiedシリーズのオペレーターパネル、および信頼性の高い配電を保証する幅広いスイッチングデバイスによって補完されました。

シーメンスのテクノロジーを使用することで、異なるソフトウェア環境を切り替えることなく、構成、診断、運用が統一されました

ラドスワフ・シマンスキーさん, スマートオートメーション

左から立っています：R. ココルナッキ、S. カリタ、R. シマンスキー、D. ロウィンスキー

「重要な要素は、設定、診断、シミュレーションを1つのツールに統合するTIA Portal 環境内のプロセス全体を一元管理することです。プロジェクト中、スマートオートメーションは、内蔵ドライブブロック、統合された安全機構、並行プロジェクト編集を可能にするマルチユーザーモード、物理的な試運転前の制御ロジックのシミュレーションとテストのためのS7‑PLCSIM Advancedツールなど、TIA Portal プラットフォームの多くの機能を活用しました。」
シーメンスのスワウォミール・カリタを思い出します。

プロジェクトのペースは非常にダイナミックで、あらゆる段階で技術的な課題に直面したにもかかわらず、迅速な意思決定と継続的な進展が見られました。

「私たちの目標は、生産のあらゆる段階で部品の高い再現性、精度、完全なトレーサビリティを確保すると同時に、プロセス効率の向上と包括的な生産管理を可能にする生産ラインを構築することでした。この目標を達成できたのは、シーメンスのサポートと、このメーカーの信頼できるコンポーネントとソフトウェアを使用したことも一因です。」
ラドスワフ・ココルナッキを強調します。

「生産ラインは柔軟性が高いという特徴があります。パラメーターの調整とプロセスの改善を継続的に導入しています。近い将来、さらなるアップグレードと設備の拡張を計画しています。」
— BRUSS sp. z o.o. のローンチ＆プロセスマネージャーであるダミアン・ロウィンスキーがまとめています。