Przemysł 4.0 – Specjalista od folii robi kolejny krok

Konsolidacja danych dotyczących maszyn i zużycia energii w jednym systemie

Szczególnie w przypadku procesów produkcyjnych wymagających dużego zużycia energii niezbędna jest dokładna znajomość zużycia energii przez urządzenia oraz wynikających z tego kosztów. Jeśli zużycie energii jest głównym czynnikiem kosztowym, ważne jest zoptymalizowanie zastosowań i urządzeń. Rodzinna firma specjalizująca się w produkcji i wykańczaniu folii z tworzyw sztucznych dla szerokiego zakresu branż połączyła gromadzenie danych dotyczących sterowania maszynami i zużycia energii w jednym systemie w ramach koncepcji Przemysł 4.0. Teraz korzysta ze szczegółowego przeglądu produkcji. Na podstawie tych danych można podejmować trafne decyzje.

Komunikacja maszyn w oparciu o technologie Przemysłu 4.0

Optymalizacja zapotrzebowania na energię

Aby przygotować tę firmę, w której dominują zakłady produkcyjne, na przyszłość, wdrażane i udoskonalane są procesy w ramach technologii Przemysłu 4.0. Po wdrożeniu systemu gromadzenia danych produkcyjnych celem stało się zatem uzyskanie jeszcze większej ilości danych z maszyn w celu optymalizacji wykorzystania mocy produkcyjnych zakładów. Szczególnie zapotrzebowanie na energię stanowi kluczowy czynnik kosztowy dla Grupy: granulat tworzyw sztucznych jest podgrzewany, nadmuchiwany i rozciągane między innymi za pomocą wytłaczarki w celu wytworzenia folii. Zużycie energii różni się w zależności od surowca i prędkości. Należy je dokumentować, monitorować i oceniać.

Przez długi czas wszystkie dostępne dane były przekazywane z produkcji do systemu SAP ERP, co nie było przydatne w ramach procesów. Możliwa była co prawda analiza funkcjonalności systemu, na przykład sprawdzenie, czy czasy docelowe i rzeczywiste dla danego zlecenia są zgodne, ale nie w pożądanym zakresie. Ponadto do rejestrowania danych dotyczących energii i maszyn wykorzystywano dwa oddzielne systemy, co powodowało dodatkowe koszty i problemy z przejrzystością.

Kompleksowe rozwiązania w zakresie podłączeń maszyn

Firma dowiedziała się o inray Industriesoftware GmbH od swoich dostawców usług w zakresie gromadzenia danych produkcyjnych oraz SAP, którzy współpracowali już z inray i mieli z tymi rozwiązaniami dobre doświadczenia. Horn & Bauer rozważał różne opcje – ostatecznie wybór padł na inray. „Dzięki inray połączyliśmy wszystko w jedną całość. Teraz, dzięki połączeniu z maszynami i czujnikami, mamy wszystko z jednego źródła” – mówi kierownik zespołu IT Matthias Schmidt.

Dla firmy ważne było, aby móc rejestrować i wizualizować dane historyczne. Teraz można je archiwizować wraz z odpowiednim zamówieniem i przechowywać jako dokumentację i dowód. Status zadania jest zawsze przejrzysty, a precyzyjne dane z czujników dostarczają również informacji o stanie maszyn. Na podstawie tych informacji można zoptymalizować produkcję: jeśli wykryje się, że maszyna zbliża się do wartości granicznych, można interweniować w ramach konserwacji predykcyjnej. W ten sposób firma Horn & Bauer ustala optymalne parametry maszyn dla danej produkcji.

Szczegółowy przegląd produkcji

Jest to możliwe głównie dzięki dodatkowym danym, które można obecnie gromadzić: łączone są informacje dotyczące czasu, awarii, prędkości odwijania, produkcji w metrach bieżących lub profilach grubości. Jednocześnie wyświetlane jest zużycie energii, co daje pracownikom pełniejszy obraz produkcji. Dzięki dostępnym danym można zoptymalizować proces produkcyjny i obniżyć koszty energii. Jako przedsiębiorstwo energochłonne, każda oszczędność energii ma dla firmy Horn & Bauer duże znaczenie.

Na podstawie historii danych można już wyciągnąć wnioski: jeśli podczas produkcji tego samego produktu wykryte zostaną różne poziomy zużycia energii, oznacza to usterkę maszyny. Ponadto doświadczenie pokazuje, że wyższe zużycie energii wskazuje na konieczność konserwacji maszyny.

Wdrożenie w ciągu trzech miesięcy

Około rok temu rozpoczęto wdrażanie trzech narzędzi firmy inray, służących do komunikacji między zakładami, systemem ERP oraz systemem zarządzania energią. Od początku 2019 roku systemy te działają w trzech lokalizacjach w Niemczech. W siedzibie głównej w Schwalmstadt komunikację między maszynami zapewnia serwer OPC firmy Kepware: oprogramowanie pośredniczące OPC Router nawiązuje połączenie między Kepware, SAP i SQL. FAS (Factory Application Server, rozbudowany jako platforma chmurowa manubes) służy do zarządzania energią, gromadzenia danych dotyczących energii oraz ich przechowywania.

Kepware i OPC Router są również wykorzystywane w lokalizacjach Wümbach i Dinkelsbühl. W celu połączenia maszyn OPC Router pobiera dane z serwera OPC firmy Kepware, przygotowuje je i przesyła do SAP za pośrednictwem interfejsów SAP. W sumie w ten sposób podłączono 50 maszyn.

Usuń przeszkody z drogi

Wdrożenie napotkało pewne przeszkody, które należało pokonać. Na przykład pojawiły się trudności z pomiarem zużycia energii. Okazało się, że dochodziło do konfliktów między urządzeniami oraz niedokładności w odczytanych wartościach, ponieważ odczytywano zbyt wiele danych jednocześnie.

W przypadku sterowania M-Bus, na przykład, aby uzyskać prawidłowe wartości, trzeba znać prędkość transmisji. Firma inray zapewniła niezbędną pomoc poprzez infolinię, aby rozwiązać problemy i wesprzeć zespół IT, który nie specjalizował się w podłączaniu i sterowaniu maszynami.

Standaryzowane połączenia i szczegółowa wizualizacja

Dzięki standaryzacji połączeń maszyny można teraz podłączać do sieci szybciej i przy znacznie mniejszym nakładzie pracy: za pośrednictwem OPC Router możliwe jest połączenie ze sobą różnych systemów zakładowych, sterowników i protokołów oraz nawiązanie prostej, znormalizowanej i certyfikowanej komunikacji z systemem SAP. Zwłaszcza w przeszłości podłączanie różnych urządzeń różnych producentów i odpowiadających im sterowników okazywało się żmudnym i skomplikowanym zadaniem.

Dużą zaletą systemu jest wizualizacja. Ponieważ technologia inray opiera się na HTML5, przygotowane informacje mogą być wyświetlane w dowolnym miejscu za pośrednictwem przeglądarki internetowej w środowisku produkcyjnym lub na komputerze PC. Dzięki interfejsowi internetowemu znacznie łatwiej jest również przekazywać informacje osobom odpowiedzialnym lub decydentom, a projekt jest znacznie bardziej elastyczny. Wszystkie osoby odpowiedzialne mają dostęp do informacji w intranecie.

Kepware zapewnia również ujednoliconą strukturę zapytań, eliminując konieczność poruszania się po systemach wielu dostawców. Źródła danych są znane i dostępne za pomocą zaledwie kilku kliknięć. Scentralizowane przechowywanie danych oznacza również, że informacje można oceniać w bardziej jednolity sposób. Wcześniej dane z różnych systemów musiały być pobierane, a przed sporządzeniem podsumowania należało utworzyć interfejsy. Teraz wszystkie są skonsolidowane w jednym systemie. Połączenie danych maszynowych i gromadzenie danych dotyczących energii również zostały połączone w jeden system zgodnie ze strategią specjalisty ds. filmów.

Sprawdził się również model FAS służący do rejestracji zużycia energii. Pierwotne rozwiązanie było licencjonowane na zasadach zmiennych, ale dzięki FAS liczba czujników nie ma już znaczenia, dzięki czemu firma Horn & Bauer może monitorować więcej punktów pomiarowych za tę samą cenę.

Ogólnie rzecz biorąc, rozwiązania firmy inray działają stabilniej niż poprzednio stosowany system. Jego logika nie zawsze była przejrzysta, przez co trudno było ją zweryfikować.

Wnioski

Dzięki znormalizowanemu połączeniu maszyny i inne systemy różnych producentów, wykorzystujące różne protokoły komunikacyjne, można łatwo i szybko połączyć w sieć. Wizualizacja internetowa umożliwia wyświetlanie danych wszędzie tam, gdzie są one potrzebne. Dzięki konsolidacji danych dotyczących sterowania maszynami i zużycia energii w jednym systemie oraz większej szczegółowości informacje są teraz dostępne w jednolitym formacie, co pozwala na wyciąganie precyzyjnych wniosków i optymalizację produkcji w przyszłości.

Pobierz swój osobisty link do najnowszej wersji OPC Router i zapisz się, aby otrzymywać informacje o nowościach dotyczących produktu.