Automatyzacja w Przemyśle 4.0

W czasach niestabilnych rynków i zindywidualizowanych produktów o wielkości partii 1, szybkie zmiany partii stały się kluczowym kryterium. Niezbędną elastyczność zapewnia przede wszystkim modułowa inteligencja produkcyjna bezpośrednio na poziomie obiektowym, np. w postaci wysp zaworowych lub systemów transportowych ze zintegrowanym sterowaniem.

W projekcie badawczym Przemysł 4.0 SmartFactory Festo wniosło znaczący wkład w urzeczywistnienie elastycznych, modułowych i połączonych w sieć komórek maszynowych różnych producentów. Zostało to już wdrożone w praktyce w Zakładzie Technologicznym Festo w Scharnhausen i dowiodło między innymi, że czas przezbrajania połączonych w sieć linii montażowych można skrócić z kilku godzin do zaledwie 13 sekund. Oznacza to, że w ciągu jednego popołudnia można łatwo wdrożyć nowe technologie lub metody produkcji. I nawet przeniesienie całego systemu nie trwa już trzy tygodnie, lecz tylko trzy dni.

Należy zauważyć, że w Przemyśle 4.0 również istniejące systemy mogą być opłacalne dzięki odpowiednim komponentom modernizacyjnym. Na razie producenci lub użytkownicy muszą sami określać specyfikacje interfejsów maszynowych dla własnych procesów; odpowiednie normy lub zalecenia VDMA nie zostały jeszcze opublikowane.

Koszty energii nie obniżą się same z siebie. Kluczem do wydajnej produkcji jest zarządzanie własnymi zasobami i energią, co jest możliwe dopiero w systemach sieciowych. Takim przykładem jest budynek produkcyjny Festo w Zakładzie Technologicznym w Scharnhausen: dzięki dobrej izolacji, odzyskowi ciepła, wytwarzaniu sprężonego powietrza zorientowanemu na zapotrzebowanie itp. lokalizacja ta spełnia najwyższe standardy energetyczne.

Przede wszystkim jednak podłączone czujniki monitorują zużycie energii przez każdą maszynę. Aplikacje M2M (machine-to-machine) komunikują się niezależnie poprzez OPC UA z systemem zarządzania produkcją (MES), który jest ustawiony na optymalną synchronizację i pozwala uniknąć szczytów energetycznych. Istniejące systemy zostały doposażone w niezbędne czujniki i kompaktowe układy sterowania, między innymi w terminal elektryczny CPX i nasz moduł efektywności energetycznej MSE6-E2M. Wymagało to inwestycji w wysokości od 3 000 do 5 000 Euro na maszynę. Jeśli chodzi o korzyści, to zakład zaoszczędzi około 3 GWh energii, a inwestycja zwróci się w ciągu niespełna trzech lat. W innych projektach klientów wsparcie dzięki naszym Serwisom Efektywności Energetycznej Festo przyniosło nawet 60% oszczędności. W przypadku nowych systemów, największy potencjał tkwi w ich ekonomicznej konstrukcji.

Dużą zaletą Przemysłu 4.0 jest predykcyjne utrzymanie ruchu, które ogranicza do minimum nieplanowane przestoje. W projekcie pilotażowym w Festo, iPady były istotnym elementem: pracownicy serwisu mogą nie tylko wyświetlać na swoich tabletach komunikaty o błędach z systemu, ale także wszystkie instrukcje napraw, plany oraz listy części i części zamiennych. W razie potrzeby mogą skonsultować się z ekspertami na czacie, pobrać poprzednie zlecenia napraw i przejrzeć online magazyn części zamiennych. Dzięki temu od razu wiadomo, które komunikaty o błędach są jeszcze aktywne, do którego pracownika są przypisane i z jakim priorytetem.

Obszar utrzymania ruchu można w przyszłości jeszcze bardziej rozbudować, aż do połączenia w czasie rzeczywistym z portfelem zamówień i wsparciem AR (rzeczywistość rozszerzona). Projekt pilotażowy był tak udany, że obecnie wdrażamy ten system we wszystkich fabrykach Festo. Wskaźnik OEE (całkowita efektywność wyposażenia) w zakładach produkcyjnych znacznie wzrósł, pracownicy są bardziej zmotywowani, a zwrot z inwestycji jest krótszy niż sześć miesięcy.

Można również wykorzystać mobilną aplikację AX Smartenance w swojej fabryce jako cyfrowego menedżera utrzymania ruchu.

Przemysł 4.0 to przede wszystkim praktyczne zastosowania. W naszym Zakład Technologiczny Scharnhausen produkujemy zawory, wyspy zaworowe, płytki obwodów drukowanych i podzespoły na połączonych w sieć liniach montażowych w elastycznym, energooszczędnym i wysoce wydajnym procesie.