Вид сверху на завод Siemens Electronics в Амберге, демонстрирующий передовую цифровую производственную среду.

Цифровая трансформация: пример лидерства

В рамках своей стратегии «Цифровое предприятие» Siemens обеспечивает цифровую трансформацию промышленности как для клиентов, так и для сотрудников компании. На заводе Siemens Electronics Works в Амберге оптимизированная пропускная способность, быстрое время цикла и надежная безопасность уже стали реальностью благодаря решениям Digital Enterprise.

Учитывая, что производство меняется 350 раз в день, портфель включает около 1200 различных продуктов и 17 миллионов компонентов Simatic, производимых в год, для бесперебойной работы производства на заводе Siemens Electronics Works в Амберге (EWA) необходимо оценить и использовать для оптимизации около 50 миллионов единиц технологических и производственных данных. Кроме того, такие революционные технологии, как искусственный интеллект (ИИ), вычисления Industrial Edge и облачное решение уже обеспечивают очень гибкие, чрезвычайно эффективные и надежные производственные последовательности.

Вычисления Industrial Edge и искусственный интеллект для повышения пропускной способности

«С помощью Edge Computing данные можно немедленно обрабатывать там, где они были получены, прямо на заводе или станке», — говорит доктор Йохен Бёниг, руководитель отдела стратегической цифровизации Siemens Amberg. Именно этим и занимается EWA, например, на производственной линии, где печатные платы изготавливаются для компонентов распределенного ввода-вывода. Но даже в этом случае производство недостаточно оптимизировано, и виной этому не является ни эксплуатационная готовность оборудования, ни качество технологического процесса. Проблема заключается в завершении производства печатных плат, в отделении автоматического рентгеновского контроля. На печатных платах размером с ноготь установлены функциональные разъемы BUS с различными соединительными контактами. При неинтегрированном испытании паяные соединения этих соединительных контактов подвергаются рентгеновскому обследованию и проверке их исправности. Стоит ли покупать еще один рентгеновский аппарат примерно за 500 000 евро? (Нажмите здесь, чтобы прочитать экспертную статью на эту тему в блоге Siemens.) Альтернатива — искусственный интеллект. Данные с датчиков передаются в облако через среду TIA (Totally Integrated Automation), состоящую из контроллера и устройства Edge. Эксперты обучают алгоритм, основанный на искусственном интеллекте и параметрах процесса. Алгоритм изучает поведение технологических данных, отражающих качество паяных соединений, и управляет моделью, которая работает в приложении Edge на заводе. «Модель предсказывает, нет ли неисправностей в паяных соединениях на печатной плате: иными словами, необходимо ли проводить испытание в конце линии. Благодаря аналитике замкнутого цикла эти данные можно сразу же учесть в производстве», — объясняет Бёниг.

PCB production in an AI controlled model.

Система раннего предупреждения предотвращает неприятные сюрпризы

Аналитика замкнутого контура и технология Industrial Edge также используются при фрезеровании. Фрезерный шпиндель для снятия панелей с печатных плат для Продукты Simatic из-за мукомольной пыли он не всегда функционировал должным образом, но изначально причина была неясна. Как и при автоматическом рентгеновском контроле, специалисты Siemens использовали сочетание периферийных вычислений и искусственного интеллекта для профилактического обслуживания. Команда выделила два параметра, явно связанных с внеплановым простоем: скорость вращения фрезерного шпинделя и электрический ток, необходимый для привода. Эти данные были переданы в устройство Edge, где предварительно обученный алгоритм выявил взаимосвязь между аномалиями в технологических данных и временем простоя и вернул их в производственную среду. Приложение Performance Insight предоставляет результаты пользователям в Insights Hub (ранее MindSphere). Теперь операторы установок получают информацию о ситуации за 12—36 часов до потенциального сбоя системы и могут соответствующим образом отреагировать. Но данные и аномалии хранятся не просто в MindSphere. Алгоритм необходимо лучше обучить, чтобы он мог давать все более точные результаты. «Именно это и происходит в MindSphere. Согласованная комплексная среда цифровизации в EWA обеспечивает необходимое бесперебойное взаимодействие между автоматизацией, Industrial Edge и облачными вычислениями», — объясняет Флориан Мейерхофер, эксперт по Интернету вещей в EWA.

Цифровые двойники и доказательство концепции (PoC)

Благодаря цифровому двойнику компоненты контроллера Simatic теперь производятся в течение заданного времени цикла в восемь секунд. Первоначальное моделирование обещало, что продолжительность цикла составит одиннадцать секунд. Также выяснилось, что одиннадцатисекундный цикл в основном был обусловлен тем, что машинные модули были запланированы для линии, но не работали оптимально в реальном производстве. Эксперты Siemens заменили эти модули более подходящими компонентами в цифровом двойнике производства. При следующем моделировании целевое время цикла было легко достигнуто, что подтвердило правильность концепции.

На заводе Siemens Electronics Works Amberg оптимально скоординированы аппаратные и программные решения, промышленная связь, кибербезопасность и услуги. Благодаря последовательной сквозной горизонтальной и вертикальной интеграции производственные последовательности безупречны. Таким образом, EWA является ярким примером цифрового предприятия Siemens, которое будет и впредь последовательно лидировать в будущей цифровой трансформации.

Электронный завод Siemens в Амберге (EWA)

Компания Siemens Electronics Works Amberg (EWA) была основана в 1989 году и производит продукцию, в том числе программируемые логические контроллеры (ПЛК) Simatic. Ежегодно фабрика производит около 17 миллионов продуктов Simatic, а это значит, что каждую секунду отгружается один продукт. Здесь производится более 1000 вариантов продукции. Они используются для управления установками и оборудованием и автоматизации производственных объектов, экономии времени и затрат и повышения качества продукции. Производственные процессы в самой Amberg также контролируются примерно 2800 компонентами Simatic. Производство в значительной степени автоматизировано: 75 процентов всей производственно-сбытовой цепочки обрабатываются машинами и роботами независимо друг от друга. В течение 24 часов продукция готовится к отправке примерно 60 000 клиентам по всему миру. EWA производит продукцию в соответствии со стандартом качества 99,9990 процентов. Благодаря устойчивому качеству работы и всесторонней интеграции данных это достижение является эталоном промышленного производства.

Siemens Electronics Works Amberg facility.