Pogled nad glavo na tovarno elektronike Siemens v Ambergu, ki prikazuje njeno napredno digitalno proizvodno okolje.

Digital transformation: vodenje z zgledom

Siemens s svojo strategijo digitalnih podjetij spodbuja industrijsko digitalno preobrazbo za stranke in lastnike. V podjetju Siemens Electronics Works Amberg so optimizirana prepustnost, hitri časi cikla in močna varnost že realnost, ki jo powered by rešitve Digital Enterprise.

Glede na 350 sprememb proizvodnje na dan, portfelj, ki vsebuje približno 1200 različnih izdelkov in 17 milijonov proizvedenih komponent Simatic na leto, je treba oceniti približno 50 milijonov podatkov o procesih in izdelkih ter uporabiti za optimizacijo, da bi proizvodnja v Siemens Electronics Works Amberg (EWA) potekala nemoteno. Poleg tega prelomne tehnologije, kot so umetna inteligenca (AI), Industrial Edge računalništvo in računalništvo rešitev v oblaku že omogočajo zelo prilagodljive ter izjemno učinkovite in zanesljive proizvodne sekvence.

Industrial Edge in umetna inteligenca za večjo prepustnost

»Z Edge Computing je mogoče podatke takoj obdelati tam, kjer so ustvarjeni, kar v tovarni ali stroju,« pravi dr. Jochen Bönig, vodja strateške digitalizacije pri Siemens Amberg. To počne EWA na primer na proizvodni liniji, kjer se PCB izdelujejo za sestavne dele distribuiranega I/O.Toda tudi tukaj proizvodnja ni dovolj optimizirana in za to ni kriva niti razpoložljivost obrata niti kakovost procesov. Ozko grlo je na koncu proizvodnje PCB, na oddelku za avtomatski rentgenski pregled. Vezja velikosti nohta sprejemajo priključke BUS, povezane s funkcijo, z različnimi priključnimi zatiči. V neintegriranem preskusu so spajkani spoji teh priključnih zatičev rentgensko slikani in preverjeni za pravilno delovanje. Ali je treba kupiti še en rentgenski aparat za približno 500.000 evrov? (Kliknite tukaj, če želite prebrati strokovni članek na to temo na Siemens blogu.) Alternativa je umetna inteligenca. Podatki iz senzorjev se prenašajo v oblak prek okolja TIA (Totally Integrated Automation), ki ga sestavljajo krmilnik in naprava Edge. Strokovnjaki trenirajo algoritem, ki temelji na AI in parametrih procesa. Algoritem se nauči, kako se obnašajo procesni podatki, ki odražajo kakovost spajkanih spojev, in nadzoruje model, ki deluje na aplikaciji Edge v obratu. »Model napoveduje, ali so spajkani spoji na PCB brez napak ali ne: z drugimi besedami, ali je potreben preskus na koncu linije ali ne. Zahvaljujoč analizi z zaprto zanko je mogoče te podatke takoj vključiti v proizvodnjo, »pojasnjuje Bönig.

PCB production in an AI controlled model.

Sistem zgodnjega opozarjanja preprečuje neprijetna presenečenja

Pri rezkanju se uporabljajo tudi analitika z zaprto zanko in tehnologija Industrial Edge. Rezkalno vreteno za odstranjevanje plošč plošč za Izdelki Simatic zaradi mletja prahu ni vedno deloval pravilno, vendar je bil vzrok sprva nejasen. Tako kot pri samodejnem rentgenskem pregledu so se Siemensovi strokovnjaki za napovedno vzdrževanje zanašali na kombinacijo Edge računalništva in AI. Ekipa je izolirala dva parametra, ki sta bila jasno povezana z nenačrtovanimi izpadi: hitrost vrtenja rezkalnega vretena in električni tok, ki ga zahteva pogon. Ti podatki so bili vneseni v napravo Edge, kjer je vnaprej usposobljen algoritem identificiral medsebojno povezavo med anomalijami v procesnih podatkih in izpadi ter jih vrnil v proizvodnjo. Aplikacija Performance Insight daje rezultate na voljo uporabnikom v Insights Hub (prej MindSphere). Upravljavci obratov so zdaj obveščeni o situaciji 12 do 36 ur pred morebitno okvaro sistema in se lahko ustrezno odzovejo. Vendar podatki in anomalije niso preprosto shranjeni v MindSphere. Algoritem je treba bolje usposobiti, da lahko prinese vse bolj natančne rezultate. »Točno to se dogaja v MindSphere. Dosledno, celovito digitalizacijsko okolje pri EWA zagotavlja potrebno brezhibno interakcijo med avtomatizacijo, Industrial Edge robom in računalništvom v oblaku, »pojasnjuje Florian Meierhofer, strokovnjak za IoT pri EWA.

Digitalni dvojčki in dokaz koncepta (PoC)

Digitalni dvojček je odgovoren za dejstvo, da so komponente krmilnika Simatic zdaj proizvedene v ciljnem času cikla osem sekund. Začetna simulacija je obljubljala čas cikla enajst sekund. Razkrilo je tudi, da je enajstsekundni čas cikla večinoma mogoče pripisati strojnim modulom, ki so bili načrtovani za linijo, vendar niso delovali optimalno v dejanski proizvodnji. Strokovnjaki Siemensa so te module zamenjali z ustreznejšimi komponentami v digitalnem dvojčku proizvodnje. V naslednji simulaciji je bil ciljni čas cikla brezhibno dosežen, s čimer je bil potrjen dokaz koncepta.

V podjetju Siemens Electronics Works Amberg so strojne in programske rešitve, industrijske komunikacije, kibernetska varnost in storitve optimalno usklajene. Proizvodne sekvence so brezhibne, zahvaljujoč dosledni horizontalni in navpični integraciji od konca do konca. Zaradi tega je EWA odličen primer Siemensovega digitalnega podjetja, ki bo še naprej dosledno vodilo poti v prihodnjo digitalno preobrazbo.

Siemens Electronics Works Amberg (EWA)

Siemens Electronics Works Amberg (EWA) je bil ustanovljen leta 1989 in proizvaja izdelke, ki vključujejo programabilne logične krmilnike Simatic (PLC). Vsako leto tovarna proizvede približno 17 milijonov izdelkov Simatic, kar pomeni, da se vsako sekundo pošlje en izdelek. Tam je izdelanih več kot 1000 različic izdelkov. Uporabljajo se za nadzor obratov in strojev ter avtomatizacijo proizvodnih obratov, s čimer prihranijo čas in stroške ter izboljšajo kakovost izdelkov. Proizvodne procese v samem podjetju Amberg nadzoruje tudi približno 2800 komponent Simatic. Proizvodnja deluje večinoma avtomatizirano, pri čemer 75 odstotkov vrednostne verige upravljajo stroji in roboti neodvisno. V vsakem 24-urnem obdobju so izdelki pripravljeni za odpremo približno 60.000 kupcem po vsem svetu. EWA proizvaja po standardu kakovosti 99,9990 odstotkov. Kot rezultat trajnostne kakovosti dela in celovite integracije podatkov ta dosežek postavlja merilo za industrijsko proizvodnjo.

Siemens Electronics Works Amberg facility.