Visão aérea da fábrica de eletrônicos da Siemens em Amberg, mostrando seu ambiente avançado de fabricação digital.

Transformação digital: liderando pelo exemplo

Com sua estratégia de Empresa Digital, a Siemens está impulsionando a transformação digital industrial para clientes e internamente. Na Siemens Electronics Works Amberg, a produtividade otimizada, os tempos de ciclo rápidos e a forte segurança já são uma realidade, com base nas soluções da Digital Enterprise.

Considerando as 350 trocas de produção por dia, um portfólio contendo aproximadamente 1.200 produtos diferentes e 17 milhões de componentes Simatic produzidos por ano, cerca de 50 milhões de itens de dados de processos e produtos precisam ser avaliados e usados para otimização para que a produção na Siemens Electronics Works Amberg (EWA) funcione sem problemas. Além disso, tecnologias inovadoras, como inteligência artificial (IA), computação Industrial Edge e um solução em nuvem já estão permitindo sequências de produção altamente flexíveis, extremamente eficientes e confiáveis.

Computação Industrial Edge e IA para maior produtividade

“Com a Edge Computing, os dados podem ser processados imediatamente onde são gerados, diretamente na fábrica ou na máquina”, diz o Dr. Jochen Bönig, chefe de digitalização estratégica da Siemens Amberg. Isso é o que a EWA está fazendo, por exemplo, na linha de produção em que os PCBs são fabricados para componentes da E/S distribuída. Mas mesmo aqui, a produção não é suficientemente otimizada e não é culpa da disponibilidade da planta nem da qualidade do processo. O gargalo está no final da produção de PCB, na seção de inspeção automática por raio-x. As placas de circuito do tamanho de uma unha acomodam conectores BUS relacionados à função com vários pinos de conexão. Em um teste não integrado, as juntas soldadas desses pinos de conexão são radiografadas e verificadas quanto ao funcionamento correto. Outra máquina de raio-x deve ser comprada por cerca de €500.000? (Clique aqui para ler um artigo especializado sobre o assunto no Blog da Siemens.) A alternativa é a inteligência artificial. Os dados dos sensores são transferidos para uma nuvem por meio do ambiente TIA (Totally Integrated Automation), que consiste em um controlador e um dispositivo Edge. Os especialistas treinam um algoritmo baseado na IA e nos parâmetros do processo. O algoritmo aprende como os dados do processo que refletem a qualidade das juntas soldadas se comportam e controla um modelo que é executado em uma aplicação Edge na fábrica. “O modelo prevê se as juntas soldadas no PCB estão livres de falhas: em outras palavras, se um teste de fim de linha é necessário ou não. Graças à análise de circuito fechado, esses dados podem ser imediatamente incluídos na produção”, explica Bönig.

PCB production in an AI controlled model.

O sistema de alerta precoce evita surpresas desagradáveis

A análise de circuito fechado e a tecnologia Industrial Edge também são usadas no fresamento. O fuso de fresagem para depanelamento de PCBs para Produtos Simatic nem sempre estava funcionando corretamente devido ao pó de moagem, mas inicialmente a causa não estava clara. Assim como na inspeção automática por raios X, os especialistas da Siemens confiaram em uma combinação de computação de ponta e IA para manutenção preditiva. A equipe isolou dois parâmetros que estavam claramente relacionados ao tempo de inatividade não programado: a velocidade de rotação do fuso de fresamento e a corrente elétrica exigida pelo inversor. Esses dados foram inseridos em um dispositivo Edge, onde um algoritmo pré-treinado identificou as inter-relações entre anomalias nos dados do processo e o tempo de inatividade e os devolveu à produção. O aplicativo Performance Insight disponibiliza os resultados aos usuários em Insights Hub (anteriormente MindSphere). Os operadores da fábrica agora são informados da situação 12 a 36 horas antes de uma possível falha no sistema e podem responder adequadamente. Mas os dados e as anomalias não são simplesmente armazenados no MindSphere. O algoritmo precisa ser melhor treinado para que possa fornecer resultados cada vez mais precisos. “Isso é exatamente o que acontece no MindSphere. O ambiente de digitalização consistente e de ponta a ponta da EWA garante a interação perfeita necessária entre automação, Industrial Edge e computação em nuvem”, explica Florian Meierhofer, especialista em IoT da EWA.

Gêmeos digitais e prova de conceito (PoC)

O gêmeo digital é responsável pelo fato de que os componentes do controlador Simatic agora são produzidos dentro de um tempo de ciclo alvo de oito segundos. A simulação inicial prometia um tempo de ciclo de onze segundos. Também revelou que o tempo de ciclo de onze segundos foi atribuído principalmente aos módulos da máquina que foram planejados para a linha, mas não funcionaram de forma ideal na produção real. Os especialistas da Siemens substituíram esses módulos por componentes mais apropriados no gêmeo digital de produção. Na simulação seguinte, o tempo de ciclo alvo foi perfeitamente alcançado, confirmando assim a prova de conceito.

Na Siemens Electronics Works Amberg, as soluções de hardware e software, comunicação industrial, cibersegurança e serviços são perfeitamente coordenados. As sequências de produção são perfeitas, graças à integração horizontal e vertical consistente e de ponta a ponta. Isso faz da EWA um excelente exemplo de uma Empresa Digital da Siemens que continuará liderando consistentemente o caminho para a futura transformação digital.

Siemens Electronics Works Amberg (EWA)

A Siemens Electronics Works Amberg (EWA) foi fundada em 1989 e fabrica produtos que incluem controladores lógicos programáveis (PLCs) Simatic. Todos os anos, a fábrica fabrica cerca de 17 milhões de produtos Simatic, o que significa que um produto é despachado a cada segundo. Mais de 1.000 variantes de produtos são fabricadas lá. Eles são usados para controlar plantas e máquinas e automatizar instalações de produção, economizando tempo e custos e melhorando a qualidade do produto. Os processos de produção na própria Amberg também são controlados por cerca de 2.800 componentes da Simatic. A produção funciona de forma amplamente automatizada, com 75% da cadeia de valor administrada de forma independente por máquinas e robôs. Em qualquer período de 24 horas, os produtos são preparados para envio para aproximadamente 60.000 clientes em todo o mundo. A EWA fabrica com um padrão de qualidade de 99,9990 por cento. Como resultado da qualidade sustentável do trabalho e da integração abrangente de dados, essa conquista define uma referência para a produção industrial.

Siemens Electronics Works Amberg facility.