Overblikk over Siemens Electronics Factory i Amberg, som viser det avanserte digitale produksjonsmiljøet.

Digital transformation: Å lede med et godt eksempel

Med sin Digital Enterprise-strategi driver Siemens industriell digital transformasjon for kunder og internt. Hos Siemens Electronics Works Amberg er optimalisert gjennomstrømning, raske syklustider og sterk sikkerhet allerede en realitet, drevet av Digital Enterprise-løsninger.

Gitt de 350 produksjonsovergangene per dag, en portefølje som inneholder omtrent 1200 forskjellige produkter og 17 millioner Simatic-komponenter produsert per år, må omtrent 50 millioner elementer prosess- og produktdata evalueres og brukes til optimalisering for at produksjonen ved Siemens Electronics Works Amberg (EWA) skal fungere problemfritt. I tillegg er banebrytende teknologier som kunstig intelligens (AI), Industrial Edge computing og en skyløsning muliggjør allerede svært fleksible og ekstremt effektive og pålitelige produksjonssekvenser.

Industrial Edge-databehandling og AI for økt gjennomstrømning

«Med Edge Computing kan data umiddelbart behandles der de genereres, rett på anlegget eller maskinen,» sier Dr. Jochen Bönig, leder for strategisk digitalisering i Siemens Amberg. Dette er hva EWA gjør for eksempel på produksjonslinjen der PCB produseres for komponenter i den distribuerte I/O. Men selv her er produksjonen ikke tilstrekkelig optimalisert, og det er verken feilen i anleggets tilgjengelighet eller prosesskvalitet. Flaskehalsen er på slutten av PCB-produksjonen, ved den automatiske røntgeninspeksjonsseksjonen. Kretskort på størrelse med en negl rommer funksjonsrelaterte BUS-kontakter med forskjellige tilkoblingspinner. I en ikke-integrert test blir de loddede skjøtene til disse forbindelsespinnene røntgenfotografert og kontrollert for korrekt funksjon. Bør en annen røntgenmaskin kjøpes for omtrent €500 000? (Klikk her for å lese en ekspertartikkel om emnet på Siemens Blog.) Alternativet er kunstig intelligens. Dataene fra sensorene overføres til en sky via TIA-miljøet (Totally Integrated Automation), som består av en kontroller og en Edge-enhet. Eksperter trener en algoritme som er basert på AI og prosessparametrene. Algoritmen lærer hvordan prosessdata som gjenspeiler kvaliteten på de loddede leddene oppfører seg og styrer en modell som kjører på en Edge-applikasjon på anlegget. «Modellen forutsier om de loddede leddene på kretskortet er feilfrie eller ikke: med andre ord, om en slutttest er nødvendig eller ikke. Takket være analyse med lukket sløyfe kan disse dataene umiddelbart tas med i produksjonen, forklarer Bönig.

PCB production in an AI controlled model.

Tidlig varslingssystem forhindrer ubehagelige overraskelser

Analyse med lukket sløyfe og Industrial Edge-teknologi brukes også i fresing. Fresespindelen for depanelering av PCB for Simatic-produkter fungerte ikke alltid riktig på grunn av malestøv, men i utgangspunktet var årsaken uklar. Som med den automatiske røntgeninspeksjonen stolte Siemens-ekspertene på en kombinasjon av Edge computing og AI for prediktivt vedlikehold.Teamet isolerte to parametere som tydelig var relatert til den uplanlagte nedetiden: rotasjonshastigheten til fresespindelen og den elektriske strømmen som kreves av stasjonen. Disse dataene ble matet inn i en Edge-enhet der en forhåndstrent algoritme identifiserte sammenhenger mellom avvik i prosessdataene og nedetid og førte dem tilbake til produksjonen. Performance Insight-appen gjør resultatene tilgjengelige for brukere i Insights Hub (tidligere MindSphere). Anleggsoperatører blir nå informert om situasjonen 12 til 36 timer før en potensiell systemfeil og kan svare tilsvarende. Men dataene og avvikene lagres ikke bare i MindSphere. Algoritmen må trenes bedre slik at den kan levere resultater som blir stadig mer presise. «Det er akkurat det som skjer i MindSphere. Det konsekvente digitaliseringsmiljøet hos EWA sikrer det nødvendige sømløse samspillet mellom automatisering, Industrial Edge og cloud computing, forklarer Florian Meierhofer, en IoT-ekspert i EWA.

Digitale tvillinger og konseptbevis (PoC)

Den digitale tvillingen er ansvarlig for at Simatic-kontrollerkomponenter nå produseres innen en målsyklustid på åtte sekunder. Den første simuleringen lovet en syklustid på elleve sekunder. Det avslørte også at syklustiden på elleve sekunder hovedsakelig skyldtes maskinmoduler som var planlagt for linjen, men som ikke fungerte optimalt i selve produksjonen. Siemens-eksperter erstattet disse modulene med mer passende komponenter i den digitale tvillingen av produksjonen. I den neste simuleringen ble målsyklustiden sømløst oppnådd, og bekreftet dermed beviset på konseptet.

Hos Siemens Electronics Works Amberg er maskinvare- og programvareløsninger, industriell kommunikasjon, cybersikkerhet og tjenester optimalt koordinert. Produksjonssekvensene er sømløse, takket være konsekvent horisontal og vertikal integrasjon fra ende til ende. Dette gjør EWA til et godt eksempel på en Siemens Digital Enterprise som vil fortsette å lede veien inn i fremtidens digitale transformasjon.

Siemens elektronikkverk Amberg (EWA)

Siemens Electronics Works Amberg (EWA) ble grunnlagt i 1989 og produserer produkter som inkluderer Simatic programmerbare logiske kontrollere (PLC). Hvert år produserer fabrikken rundt 17 millioner Simatic-produkter, noe som betyr at ett produkt sendes hvert sekund. Over 1000 produktvarianter produseres der. De brukes til å kontrollere anlegg og maskiner og automatisere produksjonsanlegg, noe som sparer tid og kostnader og forbedrer produktkvaliteten. Produksjonsprosessene på Amberg selv styres også av omtrent 2800 Simatic-komponenter. Produksjonen fungerer i stor grad automatisert, med 75 prosent av verdikjeden håndtert uavhengig av maskiner og roboter. I løpet av en 24-timers periode klargjøres produktene for forsendelse til omtrent 60 000 kunder over hele verden. EWA produserer til en kvalitetsstandard på 99,9990 prosent. Som et resultat av bærekraftig arbeidskvalitet og omfattende dataintegrasjon, setter denne prestasjonen en målestokk for industriell produksjon.

Siemens Electronics Works Amberg facility.