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安貝格西門子電子工廠的高空視圖,展示其先進的數字製造環境。

數位轉型:以榜樣領導

通過數位企業策略,西門子正在為客戶和內部推動工業數位轉型。在安貝格西門子電子工廠,優化的輸送量、快速循環時間和強大的安全性已成為現實,由 Digital Enterprise 解決方案提供支持。

考慮到每天 350 個生產轉換,一個產品組合包含大約 1,200 種不同的產品和每年生產 1600 萬個 Simatic 元件,因此需要評估約 50 萬個工藝和產品數據並使用進行最佳化,以便西門子安貝格電子工廠(EWA)的生產順利運行。此外,具有突破性的技術,例如人工智能(AI),Industrial Edge 計算和 雲端解決方案 已經實現了高度靈活、極高效率和可靠的生產序列。

工業邊緣運算和 AI 可提高輸送量

西門子安默格戰略數位化主管 Jochen Bönig 博士表示:「有了邊緣運算,可以立即處理資料在產生的地方,直接在工廠或機器上進行處理。例如,這就是 EWA 在生產線上為分散式 I/O 元件生產 PCB 製造的工作,但即使在這裡,生產也沒有足夠的優化,這也不是工廠可用性或製程質量的錯誤。瓶頸位於 PCB 生產的結束時,位於自動 X 射線檢測部分。指甲尺寸的電路板可容納具有各種連接引腳的功能相關的 BUS 連接器。在非整合測試中,這些連接引腳的焊接接頭會 X 射線並檢查正確運作。需要以約 500,000 歐元購買另一台 X 射線機嗎? (點擊此處閱讀西門子博客有關該主題的專家文章。) 其他選擇是人工智能。傳感器的數據通過 TIA(完全集成自動化)環境傳輸到雲端,該環境由控制器和 Edge 設備組成。專家訓練基於 AI 和流程參數的算法。演算法會學習反映焊接接頭品質的處理資料如何行為,並控制在工廠的 Edge 應用程式上執行的模型。「該模型預測 PCB 上的焊接接頭是否沒有故障:換句話說,是否需要線末測試。借助閉迴圈分析,這些數據可以立即將其納入生產中,」Bönig 解釋說。

PCB production in an AI controlled model.

提前警告系統可防止不愉快的驚喜

The Siemens Amberg visitor center.

閉迴路分析和 Industrial Edge 技術也用於銑削中。用於除板印刷電路板的銑削主軸 西瑪蒂克產品 由於磨粉塵而不總是正常運作,但最初原因不清楚。與自動 X 射線檢測一樣,西門子專家依靠邊緣計算和 AI 進行預測性維護。該團隊分離了兩個與預期停機時間明顯有關的參數:銑削主軸的旋轉速度和驅動器所需的電流。這些資料被輸入到 Edge 裝置中,預先訓練的演算法識別了流程資料中的異常與停機時間之間的相互關係,並將其重新引入生產中。Performance Insight 應用程式可讓使用者在以下的使用者使用結果 Insights Hub (前身心宇宙)。現在,工廠操作員在可能發生系統故障前 12 至 36 小時了解情況,並可以相應地回應。但數據和異常並不僅存儲在 MindSphere 中。該算法必須得到更好的訓練,以便它可以提供越來越精確的結果。「這正是 MindSphere 中發生的事情。EWA 的一致的端對端數位化環境確保自動化、Industrial Edge 和雲端運算之間必要的無縫互動,」EWA 物聯網專家 Florian Meierhofer 解釋。

數字雙胞胎和概念證明(PoC)

數位雙體負責 Simatic 控制器元件現在在 8 秒的目標週期時間內生產。初始模擬承諾循環時間為 11 秒。它還顯示,11 秒的循環時間主要歸因於本線計劃的機器模塊,但在實際生產中沒有最佳運作。西門子專家在生產數字雙生產中用更合適的組件取代了這些模塊。在下一個模擬中,無縫實現目標週期時間,從而確認了概念的證明。

在安貝格西門子電子工廠,硬件和軟件解決方案、工業通信、網絡安全和服務都得到最佳的協調。由於一致的端對端水平和垂直整合,生產序列無縫。這使 EWA 成為西門子數位企業的最佳範例,該企業將繼續一致地帶領未來數位轉型的道路。

西門子電子廠安貝格(EWA)

西門子電子廠安默格(EWA)成立於 1989 年,生產包括 Simatic 可編程邏輯控制器(PLC)的產品。每年,該工廠生產約 170 萬個 Simatic 產品,這意味著每秒出貨一個產品。在那裡生產了超過 1,000 種產品變體。它們用於控制工廠和機械,並自動化生產設施,節省時間和成本,並提高產品質量。Amberg 本身的生產流程也由約 2,800 個 Simatic 組件控制。生產主要以自動化的方式進行運作,75% 的價值鏈由機器和機器人獨立處理。在任何 24 小時期間內,產品都會準備發送給全球約 60,000 名客戶。EWA 以 99.9990% 的質量標準製造。由於可持續的工作品質和全面的數據集成的結果,這項成就為工業生產設立了基準。

Siemens Electronics Works Amberg facility.