Senzori jamče transparentnost i učinkovitost
HARTING se oslanja na digitalizirane proizvodne procese za praćenje potrošnje energije
Grupacija HARTING Technology vodeći je globalni dobavljač tehnologije industrijskog povezivanja. Oko 6.200 zaposlenika radi za grupaciju u 44 prodajna poduzeća i 15 proizvodnih pogona širom svijeta. Osim što želi svojim kupcima u svakom trenutku opskrbljivati proizvode najbolje moguće kvalitete, obiteljska poduzeće zalaže se i za održivost. Kako bi proizvela što učinkovitije i smanjio svoj utjecaj na okoliš, grupacija HARTING usredotočuje se na digitalizaciju svojih proizvodnih pogona u sjedištu u Espelkampu.
„Visok stupanj transparentnosti podataka koji smo postigli u naša tri postrojenja omogućuje nam da objektivno pogledamo naše proizvodne procese”, kaže Thomas Kämper, voditelj rješenja za IIoT i usluga u poduzeću HARTING Electronics. Nekoliko stotina strojeva prenosi svoje podatke na IT razinu gdje ih kontinuirano analizira tim Thomasa Kämpera.
Standard za naknadno postavljanje za heterogeni strojni park
Luca Manuel Steinmann, inženjer obradnih podataka IIoT u poduzeću HARTING Electronics, opisuje izazove povezane s implementacijom središnjeg rješenja za procjenu podataka: „Imamo vrlo heterogene sustave s različitim sučeljima i protokolima u našem strojnom parku koji već pružaju mnogo relevantnih obradnih podataka i informacija, npr. o vremenu ciklusa i zastojima. Kako bismo te informacije učinili dostupnima za analizu na IT razini, morali smo ih integrirati u podatkovnu infrastrukturu razine OT. Dodali smo i dodatne senzore, npr. za praćenje potrošnje rashladne vode, stlačenog zraka i električne energije.”
Nakon razmatranja različitih standarda za naknadno postavljanje za digitalizaciju pogona, HARTING se brzo odlučio za IO-Link. Masteri IO-Link postavljeni na stroju primaju podatke sa senzora postavljenih na mjestu stroja i prenose ih na IT razinu. Time se stvara informacijsko sučelje između razine operativne tehnologije (OT), odnosno strojeva, i razine informacijske tehnologije (IT).
Slika 1: Svi podaci o strojevima prikupljaju se i prenose na IT razinu kako bi ih analizirali analitičari podataka grupacije HARTING.
Slika 2: Master IO-Link prikuplja podatke s povezanih senzora i prenosi ih u sabirnicu polja i na rubni pristupnik.
IO-Link: jedan senzor, mnoštvo informacija
„Prednosti IO-Linka očite su”, kaže Thomas Kämper. „Zahvaljujući ovom široko korištenom otvorenom standardu, lako možemo povezati dodatne senzore kako bismo dodatno izoštrili sliku digitalnog stroja. Uporabom standardnih sučelja kao što su Modbus TCP ili IoT Core, u mogućnosti smo prikupljati podatke na standardiziran
i intuitivan način.”
Još jedna prednost: Senzori mogu istovremeno prenositi nekoliko važnih procesnih vrijednosti. Na primjer, HARTING upotrebljava mjerač stlačenog zraka SD poduzeća ifm za precizno praćenje potrošnje stlačenog zraka. Ovaj senzor ne samo da prenosi vrijednosti protoka struje putem IO-Linka, već pruža i druge relevantne podatke kao što su tlak, temperatura i ukupna količina, koji su relevantni za nadzor stlačenog zraka. Da biste dali primjer: Za pouzdan rad strojevi obično zahtijevaju radni tlak od 6 do 6,5 bara. Ako ta vrijednost padne, to bi moglo ukazivati na curenje u cjevovodnom sustavu.
Smanjenje troškova kontinuiranim praćenjem cijevi
ifm nudi sveobuhvatan asortiman proizvoda za veličine cijevi od DN8 do DN250 za kontinuirano praćenje stlačenog zraka – od kompresora do stroja – i prijenos podataka na IT razinu. To omogućuje brzo i precizno lociranje i uklanjanje bilo kojeg nastalog gubitka tlaka u cjevovodnom sustavu, što je dugoročno mnogo isplativije i učinkovitije od povećanja tlaka kompresora kako bi se nadoknadio pad tlaka: Zapravo, smanjenje radnog tlaka od 1 bara može smanjiti troškove energije do 7 %. Sa svojom platformom moneo za IIoT, ifm nudi softverski alat koji automatski izračunava razliku tlaka, pružajući brz i jednostavan način otkrivanja curenja, začepljenih filtara i drugih problema koji dovode do prekomjerne potrošnje stlačenog zraka.
Vrijedni uvidi u sustav stlačenog zraka. Jasno prepoznatljivo: Osnovna potrošnja (1) i potrošnja proizvodnje (2) znatno se povećavaju nakon curenja (3). Nakon eliminacije, osnovna potrošnja gotovo pada na nulu (4).
Mjerač stlačenog zraka SD nudi se za veličine cijevi od DN8 do DN 250.
Praćenje najskupljeg energetskog resursa
Već u vrlo ranoj fazi svog putovanja digitalizacijom, grupacija HARTING
usredotočila se na praćenje stlačenog zraka.
Stlačeni zrak jedan je od najskupljih oblika energije u industriji”, kaže Luca Steinmann. „Stoga je važno pomno pratiti njegovu potrošnju kako bi se rano utvrdilo curenje u sustavu stlačenog zraka. Budući da je stlačeni zrak nevidljiv resurs i da je curenje teško otkriti u bučnom proizvodnom okruženju, pokrenuli smo projekt „otkrivanja curenja”. Potencijal uštede postao je brzo očigledan: „Na temelju prenesenih podataka primijetili smo nagli porast potrošnje stlačenog zraka na jednom stroju. Budući da je to povećanje bilo vidljivo ne samo tijekom proizvodnje, već i u radu u mirovanju, bilo je jasno da stroj zahtijeva održavanje. Inspekcija je otkrila curenje u sustavu stlačenog zraka. Curenje je popravljeno u sljedećoj mogućoj prilici, što znači da je vrijeme održavanja od otkrivanja curenja do popravka značajno smanjeno”, kaže Thomas Kämper.
Još jedna prednost jest ušteđena energija. Dakle, i financijski i energetski gubitci mogu se uvelike smanjiti. Svaki stroj prenosi više izmjerenih vrijednosti na IT razinu.
„Ovdje se slagalice spajaju kako bi stvorile širu sliku, pružajući nam precizan uvid u trenutačno zdravstveno stanje svakog stroja”, kaže Thomas Kämper. „U kombinaciji s analizom kvalitete proizvodnje temeljenom na kameri, ne samo da možemo jamčiti održavanje strojeva temeljeno na potrebama, već i dosljednu visoku kvalitetu proizvodnje. Visok stupanj transparentnosti procesa koji postižemo analizom podataka smanjuje vrijeme odziva, omogućujući ciljanije planiranje održavanja. Sve to pridonosi višoj razini kvalitete i proizvodnji proizvoda, a istovremeno smanjuje razinu otpada.”
Rasporedi održavanja optimizirani za umjetnu inteligenciju
Međutim, prema Thomasu Kämperu i njegovom timu, postupak optimizacije još uvijek nije dovršen: Analitičari rade na rješenju temeljenom na podacima kako bi odredili najbolje vrijeme za ispravljanje curenja. „Odmah zaustavljanje stroja za održavanje nije uvijek najisplativija opcija, jer nije samo curenje uzrok financijskog gubitka, već i zastoji stroja. Uvjeren sam da ćemo uz pomoć umjetne inteligencije u budućnosti postati učinkovitiji u tom području.”
Kako bi se postigla potpuna transparentnost podataka, svi strojevi na lokaciji grupacije HARTING u Espelkampu povezani su s mrežom.
Nema inovativnog rješenja
Prikupljeni podaci ne samo da pomažu grupaciji HARTING u jamčenju kvalitete. Također pruža uvid u ugljični otisak svakog proizvoda proizvedenog u tvornici u Espelkampu. „Počeli smo digitalno mjeriti i analizirati potrošnju energije ovdje u proizvodnji u sklopu certifikacije ISO 50001 našeg sustava upravljanja energijom 2017. godine. Budući da nije bilo gotovog rješenja za ovu aplikaciju, doveli smo ifm kao partnera koji će nam pružiti podršku s potrebnim znanjem i proizvodima. Odlična i bliska suradnja brzo je rezultirala prvim projektima digitalizacije.”
Transparentnost CO2 – također prema kupcu
Informacije o senzorima i podaci o stroju također su pomogli grupaciji HARTING da napravi korak naprijed u ispunjavanju svog cilja postizanja održive proizvodnje koja štedi resurse, kako objašnjava Thomas Kämper: „Budući da na licu mjesta obavljamo svaki korak proizvodnje od prerade sirovina do gotovog proizvoda, možemo precizno odrediti troškove energije i ugljični otisak svakog gotovog proizvoda. Također namjeravamo te podatke u budućnosti proslijediti našim kupcima kako bismo im pomogli u preciznom određivanju vlastitog ugljičnog otiska.”
Uvjereni u dodanu vrijednost digitalizacije
planiraju se projekti za daljnje povećanje učinkovitosti i jamčenja kvalitete u proizvodnji. „Namjeravamo pomno pratiti druge oblike energije slično stlačenom zraku”, kaže Thomas Kämper. „Također planiramo centralno analizirati čimbenike jamčenja kvalitete kao što su vrijednosti rashladnog sredstva / maziva u budućnosti, npr. mjerenjem vodljivosti.”
Precizna analiza učinkovitosti proizvodnje
Kako sve više strojeva kontinuirano prenosi sve veće količine podataka, mogu se usporediti čitave sekvence procesa: „Podatci nam omogućuju objektivno određivanje koji je stroj najučinkovitiji u proizvodnji kojeg proizvoda. Usklađivanjem našeg planiranja proizvodnje u skladu s tim možemo postići daljnje uštede energije.”
HARTING je u stanju odrediti potrošnju energije svakog pojedinog proizvoda. To je vrijedna informacija za poduzeće – ali i za njezine kupce.
Završetak
Uz podršku ifm-a, HARTING je napravio veliki korak prema potpunoj transparentnosti podataka na svojoj lokaciji Espelkamp i sada može učinkovitije proizvoditi svoje visokokvalitetne proizvode zahvaljujući analizi temeljenoj na IT-u.
