Fabryki i zakłady produkcyjne z branży automotive nie zmarnowały czasu spowodowanego pandemicznym lockdownem i poświęciły go na wdrażanie nowoczesnych systemów z zakresu Przemysłu 4.0. Innowacyjne moduły kompatybilne z czujnikami zamontowanymi na liniach produkcyjnych mogą przesyłać kluczowe dane do wybranego miejsca w fabryce, zdalnego oprogramowania biznesowego, a nawet dowolnego miejsca na świecie. Korzyści są bezcenne, bo ocena uzyskanych danych w czasie rzeczywistym umożliwia między innymi oszczędność energii i zwiększenie wydajności całej produkcji.
Podczas minionych 12 miesięcy rynek motoryzacyjny na skutek pandemii i restrykcji gospodarczych zanotował olbrzymie spadki. Z branżowego raportu Polskiego Związku Przemysłu Motoryzacyjnego wynika, że tylko w pierwszych dwóch miesiącach 2020 roku w Unii Europejskiej zanotowano spadek rejestracji na poziomie 7 procent, zaś rejestracje w Polsce zmalały o 13 procent. – Popyt na samochody przygasł już w marcu, a w kwietniu spadek rejestracji aut osobowych w Polsce sięgnął 67,1 proc. i był to najgłębszy i najszybszy spadek w historii prowadzenia analiz krajowego rynku. Na szczęście w ostatnich miesiącach sprzedaż wyraźnie wzmacnia się, w czerwcu rejestracje były już tylko o 20,5 proc. mniej liczne niż rok wcześniej. Nastroje konsumentów poprawiają się i w pierwszej połowie roku 2020 spadek rejestracji nowych aut osobowych w Polsce wyniósł 35,4 proc. Podobnie jest w UE, gdzie spadek rejestracji aut osobowych nieznacznie przekroczył 38 procent – czytamy w raporcie. Z kolei według danych ACEA w całym 2020 roku sprzedaż aut osobowych mogła skurczyć się o 25 procent i zmniejszyć się o ponad 3 mln sztuk w stosunku do 2019 roku. Choć załamanie na globalnym rynku motoryzacyjnym w 2020 roku przez wirus SARS-CoV-2 jest dotkliwe, to eksperci wskazują na przykładzie wykorzystania innowacji technologii smart factory z zakresu Przemysłu 4.0., że branża zaczyna notować trend wzrostowy.
Wizualizacja produkcji
Powrót na drogę zysków jest możliwy dzięki zastosowaniu nowoczesnych rozwiązań technologicznych, wykorzystywanych również w wielu fabrykach w krajach Unii Europejskiej. Sztandarowym przykładem może być oprogramowanie SMARTOBSERVER, który wizualizuje i monitoruje stan maszyn i instalacji oraz przechowuje wszystkie dane w bazie. Następnie może je dalej udostępniać dla systemów wyższego poziomu. Całość, niezależnie od lokalizacji, umożliwia sterowanie kompleksowymi sieciami firmowymi. Oprogramowanie ifm LINERECORDER SMARTOBSERVER monitoruje zmierzone dane zebrane ze wszystkich czujników i administruje nimi.
Pełne połączenie sieciowe i szerokie wykorzystanie danych maszyn i czujników to deklarowany cel Przemysłu 4.0. Brzmi banalnie, jednak koncepcja bywała zawodna w praktyce z powodu technicznych przeszkód. Tymczasem firma ifm electronic zainstalowała taki system we włoskich zakładach IVECO, światowego producenta ciężarówek i pojazdów użytkowych. To właśnie na północy Włoch w małym miasteczku Suzarra codziennie na linię montażową wjeżdża 250 samochodów dostawczych Daily. Operację przeprowadzono podczas trwania pracy, bez konieczności zatrzymywania produkcji. Nowy system, który można było dokładnie przetestować w pracy równoległej, szybko udowodnił swoją wartość. Nieuchronne dotychczas uszkodzenia w parku maszyn są teraz wykrywane na wczesnym etapie i mogą być eliminowane bez konieczności wdrażania okresu przestoju produkcyjnego.
Czujniki umożliwiają konserwację w oparciu o stan faktyczny. W fabryce nadwozie jest montowane za pomocą tłoczonych elementów stalowych i spawane przez roboty. Każda konstrukcja musi przejść przez rozbudowaną linię produkcyjną o długości 100 metrów. Nieoczekiwana awaria oznaczałaby postój w danym miejscu i zatrzymanie całej produkcji. Dlatego IVECO zainstalowało kompleksowe systemy diagnostyczne, zezwalające na warunkową konserwację w parku maszyn, co skutecznie zapobiega niezamierzonym stratom czasu i komponentów na ścisłym etapie produkcyjnym.
Wzorowa diagnostyka
Dzięki zastosowaniu takiego modułu jak SMARTOBSERVER i systemu czujników – już wstępna analiza, pozwala określić, które części są najbardziej podatne na zużycie i mogą skutkować wywołaniem awarii. W szybki sposób można zdiagnozować na przykład potencjalny problem z łożyskami w przenośnikach i podnośnikach, które są narażone na intensywną pracę mechaniczną. To z kolei w prostej linii przekłada się na uniknięcie czasochłonnego zatrzymania produkcji. Jednocześnie można zaplanować maksymalny czas zużycia poszczególnych elementów parku maszyn i okresu sprawności całego systemu, po którym konserwacja będzie niezbędna. Da się to jednak robić w trakcie innych skomplikowanych procesów.
– Zdecydowaliśmy się na wdrożenie systemu na najważniejszej linii w hali produkcyjnej, gdzie produkowane są wszystkie wersje naszej furgonetki. Na tej linii produkcyjnej poszczególne panele boczne są transportowane do produkcji całego podwozia. To tutaj belki poprzeczne są mocowane, a na końcu mocowany jest dach. Transport na stanowiska spawalnicze odbywa się w pełni automatycznie, następnie różne typy karoserii są wysyłane do dalszego przetwarzania – mówi Amodio Cioffi, inżynier utrzymania ruchu robotów w fabryce WCM IVECO SPA. – Zawsze szukamy nowych technologii do ciągłego doskonalenia w celu zwiększenia wydajności i produktywności. Jeśli chodzi o konserwację, wdrożony system pozwolił nam na zmiany procesu konserwacji przy jednoczesnym utrzymaniu cyklu produkcyjnego, co oznaczało znaczne cięcie kosztów i duże oszczędności – dodaje Fabio Piccinelli z działu wsparcia fabrycznego WCM IVECO SPA.
Elementy sprzętowe i programowe umożliwiają bezpośrednie połączenie w sieć wszystkich podłączonych czujników i elementów wykonawczych z lokalnym serwerem za pośrednictwem sieci Ethernet. Za pomocą tego połączenia dane maszynowe, parametry procesu i dane diagnostyczne mogą być bezpośrednio odczytywane i przetwarzane przez dział IT. Łatwe w obsłudze oprogramowanie serwerowe LINERECORDER SMARTOBSERVER umożliwia ocenę danych za pomocą kokpitów dostosowanych do konkretnego klienta. Korzystając z tych samych mechanizmów komunikacyjnych, można bezpośrednio łączyć maszyny i wymieniać dane związane z produkcją.Dedykowany program pozwala sprawdzić, czy i jakie dane czujnika przesyłane są na poziom sterowania procesem. Dodatkowo dostępne jest również przenoszenie raportów i analizna wyższe poziomy.
Intuicyjne działanie
– Czujniki pomagają personelowi odpowiedzialnemu za konserwację parku maszyn na wykrywanie faktycznego stanu zużycia każdego elementu w czasie rzeczywistym. To zaś zapewnia wprowadzanie wszelkich niezbędnych prac konserwacyjnych, zanim wystąpią rzeczywiste szkody. Konserwacja oparta na tym systemie to jednak znacznie więcej niż tylko monitorowanie elementów mechanicznych. Wygenerowane na tym etapie z wyświetlacza parametrów dane mogą dodatkowo pokazywać wyraźny obraz całego zakładu produkcyjnego i samoistnie wysyłać wczesne ostrzeżenia i alarmy na przykład za pośrednictwem wiadomości e-mail – podkreśla Krzysztof Smaga, specjalista branży automotive w ifm electronic, produkującej proinnowacyjne systemy i czujniki dla przemysłu motoryzacyjnego.
Nie ma przeszkód, aby łączyć poszczególne systemy i rozwiązania . Zainstalowanie czujników drgań pozwala z kolei na szybką diagnostykę wszystkich mechanicznych części systemu. Przykładowo cylindryczny czujnik może być bezpośrednio przykręcony do obudowy za pomocą odpowiedniego łożyska lub koła zębatego. Jednostka stale analizuje charakterystykę drgań czy tików i gwarantuje wysyłanie wczesnych ostrzeżeń, na przykład przy wykryciu bezpośrednich uszkodzeń z powodu nieprawidłowego wyważenia.
Następny przykład działania SMARTOBSERVER można oprzeć na monitorowaniu wody chłodzącej w uchwytach spawalniczych, gdzie możliwymi źródłami błędów są zatkane filtry lub wyciek. Przepływomierze do małych objętościowo przepływów mogą zbierać dane dotyczące przepływu i ciśnienia w rurach oraz centralnie nadzorować układ chłodzenia za pomocą systemu sprężonego powietrza. Nawet małe wycieki są wtedy momentalnie wykrywalne. Wszystkie czujniki konwertują dane i przesyłają zmierzone wartości cyfrowo za pośrednictwem IO-Link. Dzięki temu możliwe jest programowanie konkretnych punktów przełączania czujnika dla wczesnych ostrzeżeń i alarmowania bezpośrednio ze stanowiska monitorowania, nawet bez konieczności zbliżania się do czujnika.