Датчики забезпечують прозорість та ефективність
HARTING покладається на діджиталізовані виробничі процеси для моніторингу використання енергії
HARTING Technology Group є провідним світовим постачальником технології промислового з'єднання. Близько 6,200 співробітників працюють у групі у 44 торгових компаніях та 15 виробничих підприємствах по всьому світу. Крім мети постачати своїм клієнтам продукцію найкращої якості в будь-який час, сімейна компанія також прагне до сталого розвитку. Щоб виробляти якомога ефективніше та мінімізувати вплив на навколишнє середовище, HARTING зосереджується на діджиталізації своїх виробничих підприємств у своїй штаб-квартирі в Еспелькампі.
"Високий рівень прозорості даних, якого ми досягли на наших трьох заводах, дозволяє нам об'єктивно поглянути на наші виробничі процеси", - говорить Томас Кемпер,Керівник IIoT рішень та сервісів в HARTING Electronics. Кілька сотень машин передають свої дані до ІТ рівня, де вони постійно аналізуються командою Томаса Кемпера.
Стандарт модернізації для гетерогенного парку машин
Лука Мануель Штайнманн, дата-інженер IIoT в HARTING Electronics, описує проблеми, пов’язані з впровадженням рішення централізованої оцінки даних: "У нашому машинному парку є дуже різнорідні системи з різноманітними інтерфейсами та протоколами, які вже надають багато відповідних технологічних даних та інформації, наприклад, про тривалість циклів та простої. Щоб зробити цю інформацію доступною для аналізу на IT рівні, нам потрібно було інтегрувати її в інфраструктуру даних OT рівня. Ми також додали додаткові датчики, наприклад, для моніторингу споживання охолоджувальної води, стисненого повітря та електроенергії".
Розглянувши різні стандарти модернізації для діджиталізації заводу, HARTING швидко обрали IO-Link. IO-Link майстри, встановлені на машині, отримують дані від датчиків, встановлених на місці розташування машини, і передають їх на ІТ рівень. Це створює інформаційний інтерфейс між рівнем операційних технологій (OT), тобто машинами, та рівнем інформаційних технологій (IT).
Зображення 1: Всі дані машин збираються і передаються на ІТ рівень для аналізу аналітиками HARTING.
Зображення 2: IO-Link майстер збирає дані з підключених датчиків і передає їх на польову шину та шлюз edge gateway.
IO-Link: один датчик, багато інформації
"Переваги IO-Link очевидні, - каже Томас Кемпер. "Завдяки цьому широко використовуваному відкритому стандарту ми можемо легко підключати додаткові датчики, щоб ще більше підвищити чіткість цифрового зображення машини. Використовуючи стандартні інтерфейси, такі як Modbus TCP або IoT Core, ми можемо збирати дані стандартизованим
та інтуїтивно зрозумілим способом".
Ще одна перевага: Датчики можуть передавати кілька важливих значень процесу одночасно. Наприклад, HARTING використовує лічильник стисненого повітря SD від ifm для точного контролю споживання стисненого повітря. Цей датчик не тільки передає поточні значення потоку через IO-Link, але також надає інші відповідні дані, такі як тиск, температура та загальна кількість, які є важливими для моніторингу стисненого повітря. Для прикладу: Для надійної роботи машин зазвичай потрібен робочий тиск від 6 до 6,5 бар. Якщо це значення падає, це може свідчити про витік у системі трубопроводів.
Зниження витрат завдяки безперервному моніторингу труб
ifm пропонує широкий асортимент продуктів для труб розміром від DN8 до DN250 для безперервного моніторингу стисненого повітря – від компресора до машини – і передачі даних на IT рівень. Це дає можливість швидко і точно визначити і усунути будь-яку втрату тиску в системі трубопроводів, що в довгостроковій перспективі є набагато більш економічно вигідним і ефективним, ніж збільшення тиску компресора для компенсації перепадів тиску: Фактично, зниження робочого тиску на 1 бар може зменшити витрати на електроенергію до 7%. Зі своєю IIoT платформою moneo ifm пропонує програмний інструмент, який автоматично обчислює різницю тиску, забезпечуючи швидкий і простий спосіб виявлення витоків, засмічених фільтрів та інших проблем, що призводять до надмірного споживання стисненого повітря.
Цінна інформація про систему стисненого повітря. Чітко впізнавано: Базове споживання (1) та виробниче споживання (2) значно зростають після витоку (3). Після його усунення базове споживання майже падає до нуля (4).
Лічильник стисненого повітря SD пропонується для труб розміром від DN8 до DN 250.
Слідкуємо за найдорожчим енергоресурсом
Вже на дуже ранній стадії свого шляху діджиталізації, HARTING
зосередилися на моніторингу стисненого повітря.
"Стиснене повітря є одним з найдорожчих видів енергії в промисловості, - каже Лука Мануель Штайнманн. "Тому важливо ретельно контролювати його споживання, щоб завчасно виявити будь-які витоки в системі стисненого повітря. Оскільки стиснене повітря є невидимим ресурсом, а витоки важко виявити в шумному виробничому оточенні, ми ініціювали проект ‘виявлення витоків’.” Потенціал економії став швидко очевидним: "На основі переданих даних ми спостерігали різке збільшення споживання стисненого повітря на одній машині. Оскільки це збільшення було помітним не тільки під час виробництва, але і в режимі очікування, було зрозуміло, що машина потребує технічного обслуговування. Під час перевірки було виявлено витік у системі стисненого повітря. Витік був усунутий при першій же нагоді, а це означає, що час технічного обслуговування від виявлення витоку до його усунення значно скоротився", - говорить Томас Кемпер.
Ще однією перевагою є економія енергії в результаті. Таким чином можна значно скоротити як фінансові, так і енергетичні втрати. Кожна машина передає численні виміряні значення на ІТ рівень.
"Саме тут фрагменти інформації збираються разом, щоб сформувати загальну картину, надаючи нам точне розуміння про поточний стан працездатності кожної машини", - говорить Томас Кемпер. "У поєднанні з аналізом якості виробництва на основі камер ми можемо не тільки гарантувати технічне обслуговування машин на основі потреб, але й стабільно високу якість продукції. Високий ступінь прозорості процесів, якого ми досягаємо завдяки аналізу даних, скорочує час реагування, що дозволяє більш цілеспрямовано планувати технічне обслуговування. Все це сприяє підвищенню рівня якості та обсягів виробництва продукції, водночас знижуючи рівень браку".
ШІ-оптимізовані графіки технічного обслуговування
Хоча, за словами Томаса Кемпера та його команди, процес оптимізації ще далекий від завершення: Аналітики працюють над рішенням на основі даних, щоб визначити найкращий час для усунення витоку. "Негайна зупинка машини для проведення технічного обслуговування не завжди є найбільш економічно вигідним варіантом, оскільки не тільки витік спричиняє фінансові втрати, але й простій машини. Я переконаний, що за допомогою штучного інтелекту ми станемо більш ефективними в цій сфері в майбутньому".
Для досягнення повної прозорості даних, усі машини на майданчику HARTING в Еспелькампі підключено до мережі.
Немає готового рішення
Зібрані дані не тільки допомагають HARTING у забезпеченні якості. Вони також дають уявлення про вуглецевий слід кожного продукту, виробленого на заводі в Еспелькампі. "Ми почали цифрове вимірювання та аналіз енергоспоживання тут на виробництві в рамках сертифікації нашої системи енергоменеджменту за стандартом ISO 50001 у 2017 році. Оскільки не було готового рішення для цього застосування, ми залучили ifm в якості партнера, який підтримав нас необхідними знаннями та продуктами. Чудова та тісна співпраця швидко призвела до перших проектів з діджиталізації".
CO2 прозорість - також назустріч клієнту
Інформація датчиків і дані машини також допомогли HARTING зробити стрибок вперед у досягненні своєї мети щодо досягнення стійкого та ресурсозберігаючого виробництва, як пояснює Томас Кемпер: "Оскільки ми виконуємо кожен виробничий етап від переробки сировини до готового продукту на місці, ми можемо точно визначити витрати енергії та вуглецевий слід кожного готового продукту. Ми також маємо намір передавати цю інформацію нашим клієнтам у майбутньому, щоб допомогти їм точно визначити їх власний вуглецевий слід".
Переконані в додатковій цінності діджиталізації
заплановано проекти для подальшого підвищення ефективності та забезпечення якості виробництва. "Ми маємо намір уважно контролювати інші форми енергії подібно до стисненого повітря", - каже Томас Кемпер. "У майбутньому ми також плануємо централізовано аналізувати фактори забезпечення якості, такі як показники охолоджувальної рідини / мастила, наприклад, шляхом вимірювання провідності".
Точний аналіз ефективності виробництва
Оскільки все більше і більше машин постійно передають все більші обсяги даних, можна порівнювати цілі послідовності процесів: "Дані дозволяють нам об'єктивно визначити, яка машина є найбільш ефективною для виробництва якого продукту. Вирівнявши наше виробниче планування відповідним чином, ми зможемо досягти подальшої економії енергії".
HARTING може визначити енергоспоживання кожного окремого продукту. Це цінна інформація для компанії, але також і для її клієнтів.
Висновок
За підтримки ifm HARTING зробили великий крок до повної прозорості даних на своєму майданчику в Еспелькампі і тепер можуть виробляти свою високоякісну продукцію більш ефективно завдяки аналізу на основі ІТ технологій.