Sensor memastikan transparansi dan efisiensi
HARTING mengandalkan proses produksi yang didigitalisasi untuk memantau penggunaan energi
HARTING Technology Group adalah pemasok global yang terkemuka untuk teknologi koneksi industri. Sekitar 6.200 karyawan bekerja untuk grup perusahaan ini di 44 kantor penjualan dan 15 fasilitas produksi di seluruh dunia. Selain memasok produk dengan kualitas terbaik untuk pelanggannya, perusahaan yang dimiliki oleh keluarga ini juga berkomitmen terhadap keberlanjutan. Untuk melakukan produksi seefisien mungkin dan meminimalkan dampak lingkungan, HARTING berfokus pada digitalisasi di pabrik produksinya di kantor pusatnya di Espelkamp.
“Tingkat transparansi data yang tinggi yang telah kami capai di tiga pabrik kami telah memungkinkan kami untuk melihat secara objektif proses produksi kami,” kata Thomas Kämper, Head of IIoT Solutions & Services di HARTING Electronics. Sekitar ratusan mesin mengirim datanya ke level IT yang kemudian dianalisis oleh tim Thomas Kämper.
Standar retrofit untuk fasilitas mesin yang heterogen
Luca Manuel Steinmann, Process Data Engineer IIoT di HARTING Electronics, menjelaskan tantangan yang terkait dengan penerapan solusi evaluasi data sentral: “Kami memiliki sistem yang sangat heterogen dengan berbagai interface dan protokol di fasilitas mesin kami yang menyediakan banyak data dan informasi proses yang relevan, misalnya tentang waktu siklus dan waktu henti. Agar informasi ini bisa diakses untuk dianalisis di level IT, kami perlu mengintegrasikannya ke dalam infrastruktur data di level OT. Kami juga telah menambahkan beberapa sensor lain, misalnya untuk memantau air pendingin, udara kompresi, dan konsumsi listrik.”
Setelah mempertimbangkan berbagai standar retrofit yang ada untuk digitalisasi pabrik, HARTING langsung memilih IO-Link. Master IO-Link yang dipasang di mesin menerima data dari sensor yang dipasang di lokasi mesin dan mengirimnya ke level IT. Hal ini menciptakan interface informasi antara level Operational Technology (OT), yaitu mesin, dan level Information Technology (IT).
Gambar 1: Semua data mesin dikumpulkan dan dikirim ke level IT untuk dianalisis oleh analis data HARTING.
Gambar 2: Master IO-Link mengumpulkan data dari berbagai sensor yang terhubung dan mengirimnya ke fieldbus dan ke edge gateway.
IO-Link: satu sensor, banyak informasi
“Kelebihan IO-Link sudah sangat jelas,” ujar Thomas Kämper. “Berkat standar terbuka yang digunakan secara luas ini, kami dapat dengan mudah menghubungkan sensor tambahan untuk semakin mempertajam gambaran mesin digital. Dengan menggunakan interface standar seperti Modbus TCP atau IoT Core, kami dapat mengumpulkan data dengan cara yang terstandarisasi
dan intuitif.”
Kelebihan lainnya: Sensor dapat mengirimkan beberapa nilai proses yang penting secara bersamaan. Misalnya, HARTING menggunakan pengukur udara kompresi SD dari ifm untuk memantau konsumsi udara kompresi secara presisi. Sensor ini tidak hanya mengirim nilai aliran yang aktual melalui IO-Link, tetapi juga menyediakan data lain yang relevan seperti tekanan, suhu, dan kuantitas total yang relevan untuk pemantauan udara kompresi. Misalnya: Untuk pengoperasian yang andal, mesin biasanya memerlukan tekanan operasi 6 hingga 6,5 bar. Jika nilai ini turun, hal ini mengindikasikan adanya kebocoran dalam sistem pipa.
Pengurangan biaya melalui pemantauan pipa yang kontinu
ifm menawarkan rangkaian produk yang komprehensif untuk ukuran pipa dari DN8 hingga DN250 untuk pemantauan udara kompresi yang kontinu, mulai dari kompresor hingga mesin, dan transmisi data ke level IT. Dengan demikian, Anda bisa secara cepat dan presisi menemukan dan mengatasi terjadinya hilang tekanan dalam sistem pipa, dan dalam jangka panjang, ini akan jauh lebih hemat biaya dan efektif daripada meningkatkan tekanan kompresor untuk mengkompensasi penurunan tekanan: Bahkan, tekanan yang berkurang dalam 1 bar dapat mengurangi biaya energi hingga 7%. Dengan platform IIoT moneo, ifm menawarkan alat software yang secara otomatis menghitung perbedaan tekanan, menyediakan cara yang cepat dan mudah untuk mendeteksi kebocoran, filter yang tersumbat, dan masalah lain yang menyebabkan konsumsi udara konsumsi yang berlebihan.
Informasi berharga tentang sistem udara kompresi. Dapat diidentifikasi dengan jelas: Konsumsi dasar (1) dan konsumsi produksi (2) meningkat signifikan setelah terjadi kebocoran (3). Setelah diatasi, konsumsi dasar hampir turun ke nol (4).
Pengukur udara kompresi SD ditawarkan untuk ukuran pipa dari DN8 hingga DN 250.
Mengawasi sumber daya energi yang paling mahal
Pada tahap awal perjalanan digitalisasinya, HARTING
berfokus pada pemantauan udara kompresi.
“Udara kompresi adalah salah satu bentuk energi yang paling mahal dalam industri,” kata Luca Manuel Steinmann. “Jadi, konsumsinya harus dipantau secara ketat untuk mengidentifikasi kebocoran dalam sistem udara kompresi secara dini. Karena udara kompresi merupakan sumber daya yang tidak terlihat dan kebocorannya sulit dideteksi di lingkungan produksi yang bising, kami memprakarsai projek 'deteksi kebocoran'.” Potensi penghematan dapat direalisasikan dengan cepat: “Berdasarkan data yang dikirimkan, kami mengamati peningkatan tajam dalam konsumsi udara kompresi di satu mesin. Karena peningkatan ini tidak hanya terlihat selama produksi, tetapi juga dalam operasi siaga, maka mesin memerlukan pemeliharaan. Pemeriksaan menunjukkan adanya kebocoran pada sistem udara kompresi. Kebocoran diperbaiki pada kesempatan berikutnya, yang berarti waktu pemeliharaan dari deteksi kebocoran hingga perbaikan berkurang secara signifikan,” kata Thomas Kämper.
Manfaat lainnya adalah penghematan energi. Dengan demikian, kerugian finansial dan energi bisa sangat dikurangi. Setiap mesin mengirim beberapa nilai yang diukur ke level IT.
“Di sinilah potongan informasi disatukan untuk memberikan gambaran besar, dengan memberikan kami informasi yang presisi mengenai status kondisi aktual dari setiap mesin,” kata Thomas Kämper. “Dikombinasikan dengan analisis kualitas produksi berbasis kamera, kami tidak hanya dapat menjamin pemeliharaan mesin sesuai kebutuhan, tetapi juga kualitas produksi yang tinggi yang konsisten. Transparansi proses tingkat tinggi yang kami capai melalui analisis data dapat mengurangi waktu respons kami, dan memungkinkan perencanaan pemeliharaan yang lebih tepat sasaran. Ke semua ini berkontribusi pada tingkat kualitas dan hasil produk yang lebih tinggi, dan sekaligus mengurangi tingkat barang yang tidak terpakai.”
Jadwal pemeliharaan yang dioptimalkan dengan AI
Akan tetapi, proses optimalisasi masih jauh dari selesai menurut Thomas Kämper dan timnya: Para analis mengerjakan solusi berbasis data untuk menentukan waktu terbaik untuk mengatasi kebocoran. “Menghentikan mesin dengan segera untuk melakukan pemeliharaan tidak selalu merupakan pilihan yang paling hemat biaya, karena bukan hanya kebocoran yang menyebabkan kerugian finansial, tetapi juga waktu henti mesin. Saya yakin bahwa dengan bantuan kecerdasan buatan, kami akan menjadi lebih efisien di bidang ini di masa mendatang.”
Untuk mencapai transparansi data secara penuh, semua mesin di lokasi HARTING di Espelkamp terhubung ke jaringan.
Tidak ada solusi yang out-of-the-box
Data yang dikumpulkan tidak hanya membantu HARTING dalam jaminan kualitas. Data yang dikumpulkan juga memberikan gambaran tentang jejak karbon dari setiap produk yang diproduksi di pabrik di Espelkamp. “Kami mulai mengukur dan menganalisis konsumsi energi secara digital di sini di bagian produksi sebagai bagian dari sertifikasi ISO 50001 untuk sistem manajemen energi kami pada tahun 2017. Karena tidak ada solusi yang out-of-the-box untuk aplikasi ini, kami mengajak ifm sebagai mitra untuk mendukung kami dengan pengetahuan dan produk yang diperlukan. Kolaborasi yang sangat baik dan erat dengan cepat menghasilkan projek digitalisasi pertama.”
Transparansi CO2 - juga kepada pelanggan
Informasi sensor dan data mesin juga telah membantu HARTING membuat lompatan ke depan dalam upaya memenuhi target mereka untuk mencapai produksi yang berkelanjutan dan hemat sumber daya, seperti yang dijelaskan Thomas Kämper: “Karena kami melakukan setiap langkah produksi mulai dari pemrosesan bahan mentah hingga produk jadi di lokasi, kami dapat menentukan secara presisi biaya energi dan jejak karbon dari setiap produk jadi. Kami juga berencana untuk menyampaikan informasi ini ke para pelanggan kami di masa mendatang untuk membantu mereka dalam menentukan jejak karbon secara presisi.”
Diyakinkan dengan nilai tambah dari digitalisasi
Projek direncanakan untuk lebih meningkatkan efisiensi dan jaminan kualitas dalam produksi. “Kami berencana untuk memantau bentuk energi lain yang serupa dengan udara kompresi secara ketat,” kata Thomas Kämper. “Kami juga berencana untuk menganalisis faktor jaminan kualitas secara terpusat seperti nilai cairan pendingin/pelumas di masa mendatang, misalnya dengan mengukur konduktivitas.”
Analisis efisiensi produksi yang presisi
Karena semakin banyak mesin yang secara kontinu mengirim volume data yang semakin besar, keseluruhan urutan proses dapat dibandingkan: “Data ini memungkinkan kami untuk secara objektif menentukan mesin mana yang paling efektif dalam memproduksi suatu produk. Dengan menyelaraskan perencanaan produksi kami secara tepat, kami dapat mencapai penghematan energi lebih lanjut.”
HARTING dapat menentukan konsumsi energi untuk masing-masing produk. Ini adalah informasi yang berharga bagi perusahaan, dan juga bagi pelanggannya.
Kesimpulan
Dengan dukungan dari ifm, HARTING membuat langkah besar terkait transparansi data secara penuh di lokasi Espelkamp dan kini dapat memproduksi produk berkualitas tinggi dengan lebih efisien berkat analisis berbasis IT.
