Промышленный Интернет как новый этап в развитии беспроводного подключения уверенно стартовал год назад. По мнению экспертов, концепция такого соединения будет полностью реализована в ближайшие 10–20 лет. Но некоторые производители уже сейчас используют преимущества технологий Промышленного Интернета. Вот несколько примеров:
Упаковка
Прямая автоматизация помогла производителям упаковки разработать на своих предприятиях систему управления и сбора данных. Она позволяет получать информацию о производстве и статистике в режиме 24/7 в любой точке Земли. Для решения этой задачи была выбран продукт AutomationDirect C-more HMI. У него есть встроенный FTP-сервер для сбора и передачи по сети производственной статистики в режиме реального времени, а также он может отправлять скрин экрана HMI-устройства. Это позволяет руководителю видеть экраны всех операторов и получать полную производственную статистику. Гэри Марчук, директор по развитию бизнеса AutomationiDrect, прокомментировал это так: «По тому, как данные продолжают поступать в облако, мы видим, что необходимость в таком типе приложений растет все больше».
Более простое подсоединение датчика
С появлением промышленного Ethernet и коммуникационных стандартов, таких как IO-Link, интеграция умных устройств максимально упрощается. Настройка параметров, прогнозирование поломок и функционирование сенсоров в целом значительно продвинулось вперед. Теперь вместо того, чтобы искать шпаргалку к параметрам для настройки умного датчика посреди ночи, нужно просто найти запасной датчик для замены и включить его. Системы управления автоматически настроят нужные параметры устройства.
Целая партия из 1
Немецкая фирма «Нобилия» производит огромное количество кухонь в год. Компания собирает 580 тысяч кухонь на двух фабриках в Восточной Вестфалии. Каждый день с конвейеров этих двух фабрик выходят около 2 600 полностью укомплектованных кухонных гарнитуров.
Компьютерное управление от компании Beckhoff — основа полной прозрачности всех данных о производстве, которые нужны для индивидуальной и эффективной сборки каждой кухни. Это полностью вписывается в идеалы Индустрии 4.0. Реализация идей технологии Индустрии 4.0 и достижение более высокой гибкости в производстве невозможно без обеспечения прозрачности данных обо всех задействованных деталях и устройствах.
Основное требование — возможность отслеживания в реальном времени каждого этапа производства. В Нобилии для этого используются штрих-коды, которые содержат всю необходимую информацию о предмете мебели. Например, штрих-код на передней панели ящика содержит конфигурацию всей секции, включая ее ширину и глубину, высоту задней стенки и тип ручки. Цех поставляет все необходимые детали, задает необходимую последовательность сборки и гарантирует, что нужный ящик помещен в логистическую цепочку «согласно установленной последовательности». Затем ящик едет на участок сборки, где готовый корпус шкафа соединяется с ящиками, дверцами и прочими элементами.
Нобилия использует компьютерное управление от Beckhoff на всех своих фабриках, что дает полную прозрачность всех этапов, а производственные данные гибко и эффективно обеспечивают сборку отдельных кухонных наборов всеми необходимыми элементами.
Благодаря отслеживанию этапов производства в реальном времени каждый может определить, в какой части производственного процесса находится конкретная деталь в определенный момент.
На основе этой технологии управления Beckhoff и базы данных от Oracle Works компания Нобилия разработала программное обеспечение, которое тесно переплетается с ERP (системой управления ресурсами предприятия).
Нобилия на обеих своих фабриках повсеместно использует компьютерное управление от Beckhoff, начиная от системы ввода-вывода EtherCAT и заканчивая контролем движение через промышленный компьютер (IPCs) и панель управления с TwinCAT PLC/NC. Даже устаревшее оборудование, имеющее стандартную PLC технологию (мрограммируемый логический контроллер) может соединяться с компьютерным управлением.
Несмотря на возможные различия в оборудовании поступающий поток данных однородный. Сведения хранятся в центральной базе данных. Разработанные Beckhoff специальные приложения высокоуровневого языка, установленные на фабриках, позволяют связаться с этой базой данных и предоставить контроллеру на заводе адаптированную информацию. Как утверждает Нобилия, такая возможность стала ключом к непрерывному совершенствованию эффективности в производстве.
Системы определения местоположения в реальном времени (RFID и RTLS) используются для идентификации предметов мебели и внесения изменений в производство. Эти подходы еще больше выиграют с появлением TwinCAT 3 и многоядерных IPC-технологий.
Анализ экономической эффективности производства
Все то, что сейчас делается с помощью Промышленного Интернета, можно было сделать и 10 лет назад, с той лишь разницей, что сейчас эти технологии стали доступнее и проще в использовании.
Для одного из клиентов компании Бимба (Bimba Manufacturing) проблемой стал высокоскоростной цилиндр, который имел тенденцию замедляться во время одного из этапов производственного процесса, и в результате создавал значительный объем брака. Было решено использовать датчик IntelliSense (датчик интеллектуального обнаружения), чтобы контролировать цилиндр на каждом этапе. Соединив цилиндрический привод через шлюз к технологии IntelliSense, инженеры Bimba смогли удаленно получить доступ к оборудованию и контролировать его производительность.
Инженеры обнаружили дефекты в производительности и сопоставили их с другими компонентами в системе. Они смогли выявить, например, что глушители, используемые на выхлопном порту, ограничивали цилиндрическую скорость. Замена глушителей на более современные улучшила производительность привода и продлила его срок службы. Инженеры также заметили колебание в ходе привода, что приводило к его перегреванию и преждевременному износу. Они внесли изменения в конструкцию цилиндра, чтобы уменьшить колебание, и таким образом продлили срок его службы.
Оперативное изготовление нестандартных изделий
На заводе Рексрот в Гамбурге линия сборки, которая интегрирована в производственную систему Bosch, обеспечивает полуавтоматическое производство гидрораспределителей для тракторов шести основных типов с более чем 200 вариациями.
Технологии RFID и Bluetooth позволяют связать вместе блок машинного оборудования, обрабатываемую деталь и работника для более гибкого и эффективного производства нестандартных изделий. «Умный» инструмент-переносчик оснащен RFID-метками (отслеживание перемещений), чтобы определить нужную вариацию продукта и предоставить необходимые детали на линию сборки. Каждая станция сборки считывает эти теги и отображает соответствующую информацию через экран монитора оператору, что позволяет оптимально использовать ресурсы. Отдельные рабочие места автоматически адаптировать к потребностям операторов. Эта адаптация осуществляется с помощью Bluetooth-тегов, которые считываются с соответствующего профиля мастеров (такие носит каждый сотрудник на станции сборки). Таким образом, для мастера подготавливается место сборки, размер шрифта и язык на мониторе.
На заводе Rexroth в Гамбурге, Германия, технология RFID и Bluetooth Технологии RFID и Bluetooth позволяют связать вместе блок машинного оборудования, обрабатываемую деталь и мастера для более гибкого и эффективного производства нестандартных изделий.
Все подключенные для сборки инструменты, в том числе беспроводные гайковерты от фирмы Нексе Rexroth (Германия), становятся доступны на сенсорном экране.
Цифровая CIP панель показывает производственные данные в режиме реального времени, что позволяет операторам быстро выявлять слабые места, реагировать на неполадки и оптимизировать производство. Система АctiveCockpit от компании Rexroth собирает, фильтрует и постоянно отображает данные о производстве, обеспечивает коммуникационную платформу для операторов и лиц, принимающих решения. Именно это уменьшает простои и повышает производительность.
Изменение поведения
У компании Cisco есть клиент, который с помощью сервисов определения текущего положения (LBS) влияет на поведение своих сотрудников. В настоящее время у этого клиента введена система заработной платы, основанной на наборе навыков работника и его местоположении (когда сотрудники перемещаются по рабочим зонам, они отмечают время выхода из одного места и прибытие в другое). Но работники приспособились к этому и специально стараются отметиться в часы максимальной оплаты. С помощью технологии LBS компания может автоматически определять местоположение работников и делать соответствующий расчет оплаты.
Мониторинг процессов
Компания Rittal занимается поставкой распределительных корпусов и продукции климат-контроля для производств и центров обработки данных. Мониторинг процессов оказывается особенно полезным, когда в технологии требуется совместить несколько функций. Например, недавно компания Rittal попросила партнера из Колорады, компанию Palmer DCS (Palmer Drives Control Systems) создать приложение для распределительного корпуса управления, которое отслеживает эффективность пламени в металлургических печах.
Как поставщик, обязанный предоставить готовое решение — совместимые пульты управления, многие из которых находятся в опасных зонах, — Palmer DCS должен был учесть различные требования. Панели управления должны контролировать эффективность пламени в печах для обжига. При выборе корпусов остановились на фирме Rittal, так как были важны следующие функции: гибкость и модульный принцип, повышенная емкость и экономия средств около 35%.
Так как корпус помещается рядом с печью для обжига, он должен противостоять температуре в 1537°С. Внутренний корпус, однако, должен быть значительно холоднее.
Промышленный интернет позволяет операторам и инженерам просмотреть данные с любого «умного» устройства, например, с «умного» планшета.
Водоохлаждаемый теплообменник/кондиционер (который монтируется снаружи на боковой панели шкафа) должен был обеспечить достаточное количество прохладного воздуха и постоянную циркуляцию поток холодной воды. Максимальная температура охлаждения воды составила 26,67°С.
Пульт дистанционного управления
Александр Доддс, производитель оригинального деревообрабатывающего оборудования, создал новую инновационную машину с использованием нескольких продуктов компании Schneider Electric, таких как Magelis STU HMI-устройство и приложение Vijeo Design’Air. Они позволяют удаленно управлять оборудованием с iPad, Android-смартфона или планшета. По данным компании, это стало весомым доводом при продаже одному из клиентов, который потерял $8,000 дохода из-за двухдневного простоя оборудования ввиду поломки старого HMI-терминала. А если бы у него была последняя модель оборудования с внедренным Magelis STU HMI-терминалом, работа продолжилась бы с помощью планшета или смартфона, пока ремонтировали терминал.
Кроме того, встроенный Ethernet в MachineStruxure PLC позволяет быстрее передавать данные между контроллерами и сенсорными экранами HMI-устройств. Один из клиентов Dodds рассказал, что благодаря работе нового контроллера он стал производить на 100 ящиков в день больше.