Översiktsbild av Siemens Electronics Factory i Amberg, som visar dess avancerade digitala tillverkningsmiljö.

Digital transformation: Att leda med gott exempel

Med sin Digital Enterprise Strategin, Siemens driver industriell digital transformation för kunder och internt. På Siemens Electronics Works Amberg är optimerad genomströmning, snabba cykeltider och stark säkerhet redan verklighet, drivs av Digital Enterprise lösningar.

Med tanke på de 350 produktionsomställningarna per dag, en portfölj som innehåller cirka 1 200 olika produkter och 17 miljoner Simatic-komponenter som produceras per år, behöver cirka 50 miljoner process- och produktdata utvärderas och användas för optimering för att produktionen vid Siemens Electronics Works Amberg (EWA) ska fungera smidigt. Dessutom banbrytande teknik som artificiell intelligens (AI), Industrial Edge databehandling och en molnlösning möjliggör redan mycket flexibla och extremt effektiva och tillförlitliga produktionssekvenser.

Industrial Edge databehandling och AI för ökad genomströmning

”Med Edge Computing kan data omedelbart bearbetas där de genereras, direkt vid anläggningen eller maskinen”, säger Dr. Jochen Bönig, chef för strategisk digitalisering på Siemens Amberg. Detta är vad EWA gör till exempel på produktionslinjen där kretskort tillverkas för komponenter i den distribuerade I/O. Men även här är produktionen inte tillräckligt optimerad, och det är varken fel på anläggningens tillgänglighet eller processkvalitet. Flaskhalsen är i slutet av PCB-produktionen, vid den automatiska röntgeninspektionssektionen. Cirkelkort av storleken på en nagel rymmer funktionsrelaterade BUS-kontakter med olika anslutningsstift. I ett icke-integrerat test röntgenstrålas de lödda lederna på dessa anslutningsstift och kontrolleras för korrekt funktion. Ska en annan röntgenmaskin köpas för cirka 500 000 euro? (Klicka här för att läsa en expertartikel om ämnet på Siemens Blog.) Alternativet är artificiell intelligens. Data från sensorerna överförs till ett moln via TIA-miljön (Totally Integrated Automation), som består av en styrenhet och en Edge-enhet. Experter tränar en algoritm som är baserad på AI och processparametrarna. Algoritmen lär sig hur processdata som återspeglar kvaliteten på de lödda fogarna beter sig och styr en modell som körs på en Edge-applikation på anläggningen. — Modellen förutspår om de lödda lederna på kretskortet är fria från fel eller inte: med andra ord, om ett slutet av linjen är nödvändigt eller inte. Tack vare sluten analys kan dessa data omedelbart tas med i produktionen”, förklarar Bönig.

Tidigt varningssystem förhindrar obehagliga överraskningar

Slutna kretsloppsanalyser och Industrial Edge teknik används också vid fräsning. Frässpindeln för avpanelering av kretskort för Simatic-produkter fungerade inte alltid korrekt på grund av maldamm, men till en början var orsaken oklar. Precis som vid den automatiska röntgeninspektionen förlitade Siemens-experterna sig på en kombination av Edge computing och AI för prediktivt underhåll.Teamet isolerade två parametrar som tydligt var relaterade till den oplanerade stilleståndstiden: rotationshastigheten för frässpindeln och den elektriska strömmen som krävs av drivenheten. Dessa data matades in i en Edge-enhet där en förtränad algoritm identifierade inbördes samband mellan avvikelser i processdata och driftstopp och matade dem tillbaka till produktionen. Performance Insight appen gör resultaten tillgängliga för användare i Insights Hub(tidigare MindSphere). Anläggningsoperatörer informeras nu om situationen 12 till 36 timmar före ett potentiellt systemfel och kan svara därefter. Men data och avvikelser lagras inte bara i MindSphere. Algoritmen måste utbildas bättre så att den kan leverera resultat som blir allt mer exakta. Det är precis vad som händer i MindSphere. Den konsekventa digitaliseringsmiljön hos EWA säkerställer den nödvändiga sömlösa interaktionen mellan automatisering, Industrial Edgeoch molntjänster”, förklarar Florian Meierhofer, IoT-expert på EWA.

Digitala tvillingar och konceptbevis (PoC)

Den digitala tvillingen ansvarar för att Simatic-styrenhetens komponenter nu produceras inom en målcykeltid på åtta sekunder. Den första simuleringen lovade en cykeltid på elva sekunder. Det avslöjade också att cykeltiden på elva sekunder huvudsakligen berodde på maskinmoduler som var planerade för linjen men som inte fungerade optimalt i den faktiska produktionen. Siemens-experter ersatte dessa moduler med mer lämpliga komponenter i den digitala tvillingen av produktionen. I nästa simulering uppnåddes målcykeltiden sömlöst, vilket bekräftade konceptbeviset.

På Siemens Electronics Works Amberg samordnas hårdvaru- och mjukvarulösningar, industriell kommunikation, cybersäkerhet och tjänster optimalt. Produktionssekvenserna är sömlösa tack vare konsekvent horisontell och vertikal integration från början till slut. Detta gör EWA till ett utmärkt exempel på en Siemens Digital Enterprise som kommer att fortsätta att konsekvent leda vägen in i den framtida digitala omvandlingen.

Siemens Electronics Works Amberg (EWA)

Siemens Electronics Works Amberg (EWA) grundades 1989 och tillverkar produkter som inkluderar Simatic programmerbara logiska styrenheter (PLC). Varje år tillverkar fabriken cirka 17 miljoner Simatic-produkter, vilket innebär att en produkt skickas varje sekund. Över 1 000 produktvarianter tillverkas där. De används för att styra anläggningar och maskiner och automatisera produktionsanläggningar, vilket sparar tid och kostnader och förbättrar produktkvaliteten. Produktionsprocesserna på Amberg själv styrs också av cirka 2 800 Simatic-komponenter. Produktionen fungerar i stort sett automatiserat, där 75 procent av värdekedjan hanteras oberoende av maskiner och robotar. Under en 24-timmarsperiod förbereds produkterna för leverans till cirka 60 000 kunder över hela världen. EWA tillverkar till en kvalitetsstandard på 99,9990 procent. Som ett resultat av hållbar arbetskvalitet och omfattande dataintegration sätter denna prestation ett riktmärke för industriell produktion.