Horný pohľad na továreň Siemens Electronics Factory v Ambergu, ktorý predstavuje jej pokročilé digitálne výrobné prostredie.

Digital transformation: vedenie príkladom

So svojou stratégiou digitálneho podnikania spoločnosť Siemens poháňa priemyselnú digitálnu transformáciu pre zákazníkov aj interné podniky. V Siemens Electronics Works Amberg sú optimalizovaná priepustnosť, rýchle časy cyklov a silné zabezpečenie už realitou, ktoré sú powered by riešeniami Digital Enterprise.

Vzhľadom na 350 prechodov výroby za deň, portfólio obsahujúce zhruba 1 200 rôznych produktov a 17 miliónov komponentov Simatic vyrobených ročne, je potrebné vyhodnotiť približne 50 miliónov položiek procesných a produktových údajov a použitých na optimalizáciu, aby výroba v Siemens Electronics Works Amberg (EWA) fungovala hladko. Okrem toho prelomové technológie, ako je umelá inteligencia (AI), Industrial Edge computing a cloudové riešenie už teraz umožňujú vysoko flexibilné a mimoriadne efektívne a spoľahlivé výrobné sekvencie.

Industrial Edge computing a AI pre vyššiu priepustnosť

„Pomocou Edge Computing je možné údaje okamžite spracovať tam, kde sú generované, priamo v závode alebo stroji,“ hovorí Dr. Jochen Bönig, vedúci strategickej digitalizácie spoločnosti Siemens Amberg. To je to, čo EWA robí napríklad na výrobnej linke, kde sa vyrábajú PCB pre komponenty distribuovaného I/O.Ale ani tu nie je výroba dostatočne optimalizovaná a nie je to chyba dostupnosti závodu ani kvality procesu. Prekážka je na konci výroby PCB, v sekcii automatickej röntgenovej kontroly. Dosky plošných spojov veľkosti nechtu obsahujú konektory BUS súvisiace s funkciou s rôznymi spojovacími kolíkmi. Pri neintegrovanej skúške sú spájkované spoje týchto spojovacích kolíkov röntgenové žiarenie a skontrolované, či fungujú správne. Mal by sa kúpiť ďalší röntgenový prístroj za približne 500 000 EUR? (Kliknite sem a prečítajte si odborný článok na túto tému na blogu Siemens.) Alternatívou je umelá inteligencia. Údaje zo senzorov sa prenášajú do cloudu prostredníctvom prostredia TIA (Totally Integrated Automation), ktoré pozostáva z ovládača a zariadenia Edge. Odborníci trénujú algoritmus, ktorý je založený na AI a parametroch procesu. Algoritmus sa dozvie, ako sa správajú procesné údaje odrážajúce kvalitu spájkovaných spojov a riadi model, ktorý beží na aplikácii Edge v závode. „Model predpovedá, či sú spájkované spoje na PCB bez porúch: inými slovami, či je potrebná alebo nie je potrebná skúška na konci linky. Vďaka analýze uzavretej slučky je možné tieto údaje okamžite zohľadniť do výroby, „vysvetľuje Bönig.

PCB production in an AI controlled model.

Systém včasného varovania zabraňuje nepríjemným prekvapeniam

Pri frézovaní sa používa aj analýza uzavretej slučky a technológia Industrial Edge. Frézovacie vreteno na odstraňovanie dosiek plošných spojov pre Výrobky Simatic nefungoval vždy správne kvôli frézovaciemu prachu, ale pôvodne príčina nebola jasná. Rovnako ako pri automatickej röntgenovej kontrole sa odborníci spoločnosti Siemens pri prediktívnej údržbe spoliehali na kombináciu Edge computing a AI. Tím izoloval dva parametre, ktoré jasne súviseli s neplánovanými prestojmi: rýchlosť otáčania frézovacieho vretena a elektrický prúd požadovaný pohonom. Tieto údaje boli vložené do zariadenia Edge, kde vopred vyškolený algoritmus identifikoval vzájomné vzťahy medzi anomáliami v údajoch o procese a prestojom a vložil ich späť do výroby.Aplikácia Performance Insight sprístupňuje výsledky používateľom v Insights Hub (predtým MindSphere). Prevádzkovatelia závodov sú teraz informovaní o situácii 12 až 36 hodín pred potenciálnym zlyhaním systému a môžu zodpovedajúcim spôsobom reagovať. Údaje a anomálie však nie sú jednoducho uložené v MindSphere. Algoritmus musí byť lepšie vyškolený, aby mohol priniesť stále presnejšie výsledky. „Presne to sa deje v MindSphere. Konzistentné, end-to-end digitalizačné prostredie v EWA zabezpečuje potrebnú bezproblémovú interakciu medzi automatizáciou, Industrial Edge a cloud computing, „vysvetľuje Florian Meierhofer, expert na IoT v EWA.

Digitálne dvojčatá a dôkaz konceptu (PoC)

digital twin je zodpovedné za skutočnosť, že komponenty ovládača Simatic sa teraz vyrábajú v cieľovom čase cyklu osem sekúnd. Počiatočná simulácia sľubovala dobu cyklu jedenásť sekúnd. Tiež odhalilo, že jedenásťsekundový cyklus sa dá pripísať hlavne strojovým modulom, ktoré boli naplánované pre linku, ale v skutočnej výrobe nefungovali optimálne.Odborníci spoločnosti Siemens nahradili tieto moduly vhodnejšími komponentmi v digital twin dvojici výroby. V ďalšej simulácii bol hladko dosiahnutý cieľový čas cyklu, čím sa potvrdil dôkaz koncepcie.

V spoločnosti Siemens Electronics Works Amberg sú hardvérové a softvérové riešenia, priemyselná komunikácia, kybernetická bezpečnosť a služby optimálne koordinované. Výrobné sekvencie sú plynulé vďaka konzistentnej horizontálnej a vertikálnej integrácii od konca do konca. Vďaka tomu je EWA vynikajúcim príkladom digitálneho podniku Siemens, ktorý bude naďalej dôsledne viesť cestu k budúcej digitálnej transformácii.

Siemens Electronics Works Amberg (EWA)

Spoločnosť Siemens Electronics Works Amberg (EWA) bola založená v roku 1989 a vyrába produkty, ktoré zahŕňajú programovateľné logické ovládače Simatic (PLC). Každoročne továreň vyrába asi 17 miliónov produktov Simatic, čo znamená, že každú sekundu je odoslaný jeden produkt. Vyrába sa tu viac ako 1 000 variantov produktov. Používajú sa na riadenie zariadení a strojov a automatizáciu výrobných zariadení, šetria čas a náklady a zlepšujú kvalitu výrobkov.Výrobné procesy v samotnom Ambergu sú tiež riadené približne 2 800 komponentmi Simatic. Výroba funguje prevažne automatizovane, pričom 75% hodnotového reťazca zvláda nezávisle stroje a roboty. V každom 24-hodinovom období sú výrobky pripravené na odoslanie približne 60 000 zákazníkom po celom svete. EWA vyrába podľa štandardu kvality 99,9990 percent. Výsledkom udržateľnej kvality práce a komplexnej integrácie údajov tento úspech stanovuje štandard pre priemyselnú výrobu.

Siemens Electronics Works Amberg facility.