Benzinger – Οι τόρνοι και οι φρέζες περνούν στην ψηφιακή εποχή
Διατηρώντας την ακρίβεια στα μηχανήματα ακριβείας
Η Benzinger βασίζεται σε ολοκληρωμένες λύσεις ψηφιοποίησης της ifm
Για περισσότερα από 100 χρόνια, το όνομα Benzinger είναι συνώνυμο με τα Γερμανικά μηχανήματα τόρνευσης και φρεζαρίσματος υψηλής ακρίβειας. Με περίπου 170 εργαζομένους στην έδρα της στο Pforzheim, η μεσαίου μεγέθους εταιρεία εξυπηρετεί απαιτητικούς τομείς όπως αεροναυπηγική, υδραυλική, κατασκευή εργαλείων και βιομηχανία κοσμημάτων. Η επιτυχία της βασίζεται σε υψηλό επίπεδο εσωτερικής παραγωγής, σε αρθρωτές σχεδιάσεις μηχανών και σε μια ολιστική προσέγγιση.
«Δεν σκεφτόμαστε με όρους μηχανών, αλλά με όρους λύσεων», δηλώνει ο Steffen Krämer, ειδικός στους τόρνους στην Carl Benzinger GmbH. «Στόχος μας είναι πάντα να προσφέρουμε στον πελάτη την καλύτερη δυνατή λύση.» Για να το επιτύχει αυτό, η εταιρεία στο Pforzheim επιλέγει πολύ υψηλό επίπεδο εσωτερικής παραγωγής. Από τα μηχανικά και ηλεκτρικά μέρη έως την κατασκευή εξαρτημάτων στα δικά της μηχανήματα, τη συναρμολόγηση, τον έλεγχο ποιότητας και την εφαρμογή διαδικασιών – η Benzinger καλύπτει κάθε στάδιο κάτω από την ίδια στέγη.
Ακρίβεια και ανθεκτικότητα βασισμένες στην παράδοση
Αυτή η ολιστική προσέγγιση αντικατοπτρίζεται και στον αρθρωτό σχεδιασμό των μηχανών. Διάφορα μοντέλα μπορούν να προσαρμοστούν ευέλικτα στις απαιτήσεις των πελατών και στα σενάρια εφαρμογής. Εξαρτήματα όπως μονάδες παλινδρόμησης, περιστροφικά τραπέζια ή μονάδες λείανσης για την ακριβή κατεργασία οπών επιλέγονται με ακρίβεια και συνδυάζονται σε εξατομικευμένη λύση. Είτε πρόκειται για τυποποιημένες είτε για εξατομικευμένες λύσεις – η έμφαση δίνεται πάντα στη μέγιστη ακρίβεια.
«Οι πελάτες μας αναζητούν ουσιαστικά εκείνο το τελευταίο μικρό της ακρίβειας», εξηγεί ο Krämer. «Ανταποκρινόμαστε σε αυτή την απαίτηση για απόλυτη ακρίβεια μέσω μιας εξαιρετικά στιβαρής και ανθεκτικής μηχανικής σχεδίασης.»
IO-Link: ένα καθιερωμένο βιομηχανικό πρότυπο
Εκτός από την ακρίβεια και την ποιότητα, η Benzinger εστιάζει όλο και περισσότερο στις ψηφιακές υπηρεσίες και στην παρακολούθηση διεργασιών. Για τον σκοπό αυτό, η εταιρεία βασίζεται σε αισθητήρες και λύσεις IO-Link της ifm. Το IO-Link – το ανοιχτό πρότυπο για απλή αμφίδρομη ψηφιακή επικοινωνία δεδομένων μεταξύ αισθητήρων και ενεργοποιητών – αναπτύχθηκε από την ifm και άλλους ειδικούς στον αυτοματισμό και έχει πλέον καθιερωθεί πλήρως στο βιομηχανικό περιβάλλον.
Από την εμπορική του κυκλοφορία το 2009, έχουν εγκατασταθεί ήδη περισσότεροι από 50 εκατομμύρια κόμβοι αυτής της υποδομής.
Το IO-Link προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα που η Benzinger μπορεί να αξιοποιήσει επωφελώς – τόσο εσωτερικά όσο και προς όφελος των πελατών της.
«Το IO-Link μας προσφέρει πολλές δυνατότητες στον μηχανολογικό και ηλεκτρολογικό σχεδιασμό που η συμβατική καλωδίωση απλώς δεν μπορεί να προσφέρει. Χάρη στην αποκεντρωμένη υποδομή δεδομένων, πχ μπορούμε να σχεδιάζουμε πιο συμπαγή συστήματα και να μειώνουμε την πολυπλοκότητα της καλωδίωσης», προσθέτει ο Krämer.
Εικόνα 1: Για να ικανοποιήσει τις απαιτητικές προδιαγραφές ακρίβειας, η Benzinger βασίζεται σε υψηλό επίπεδο εσωτερικής παραγωγής.
Εικόνα 2: Αισθητήρες ροής, όπως αυτοί παρέχουν ακριβή εικόνα για την κατάσταση ενός τόρνου Benzinger.
Τα δεδομένα από τους αισθητήρες συλλέγονται αποδοτικά μέσω κύριων μονάδων IO-Link πεδίου. Δεδομένου ότι οι αισθητήρες συνδέονται με την κύρια μονάδα IO-Link μέσω τυποποιημένων M12 καλωδίων, αποκλείονται τα σφάλματα καλωδίωσης. Στη συνέχεια, η κύρια μονάδα IO-Link μεταδίδει τα συγκεντρωμένα δεδομένα μέσω βιομηχανικού δικτύου ή Ethernet στα επίπεδα PLC και IT. Αυτό καθιστά τα δεδομένα άμεσα διαθέσιμα τόσο για τον έλεγχο των μηχανημάτων όσο και για την αξιολόγησή τους στο επίπεδο ΙΤ, χωρίς πρόσθετη προσπάθεια. Κατά συνέπεια, τα δεδομένα των αισθητήρων δεν χρησιμοποιούνται πλέον αποκλειστικά για τον έλεγχο διεργασιών, αλλά μπορούν να μετατραπούν σε πολύτιμες πληροφορίες για ανάλυση διαδικασιών και προγραμματισμό συντήρησης. Η Benzinger αξιοποιεί αυτή τη δυνατότητα, για παράδειγμα, κατά την παρακολούθηση των αξόνων της.
«Κατασκευάζουμε του; άξονες εμείς οι ίδιοι. Χάρη στους εγκατεστημένους αισθητήρες κραδασμών, λαμβάνουμε πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με την ποιότητα και την αντοχή των αξόνων απευθείας από το πεδίο.» Οι γνώσεις που αποκτώνται συνεισφέρουν άμεσα στην περαιτέρω ανάπτυξη αυτών των βασικών εξαρτημάτων.
Επιτήρηση της αποδοτικότητας και της «υγείας» των μηχανών
Ένα άλλο ζήτημα που κερδίζει διαρκώς σημασία είναι η επιτήρηση κατάστασης, η οποία επίσης βασίζεται στα δεδομένα αισθητήρων για την παροχή ακριβών και συνεχών πληροφοριών. «Οι πελάτες μας στηρίζονται στην υψηλή διαθεσιμότητα των μηχανών», λέει ο Krämer. Για να εξασφαλιστεί η πλήρης ορατότητα στις απαιτήσεις συντήρησης των μηχανών τόρνευσης και φρεζαρίσματος, η κατάστασή τους επιτηρείται συνεχώς με τη χρήση ενός ευρέος φάσματος δεδομένων: Για παράδειγμα, η συνεχής ανάλυση κραδασμών βοηθά στον άμεσο εντοπισμό σημαδιών ανισορροπίας ζυγοστάθμισης, προλαμβάνοντας ζημιές στη μηχανή και πτώση της ποιότητας των εξαρτημάτων. Η ψύξη του άξονα επιτηρείται μέσω αισθητήρων ροής. Καθώς το IO-Link μεταδίδει επίσης τη θερμοκρασία του μέσου, είναι δυνατή η αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας της ψύξης του άξονα. Αισθητήρες στάθμης στον δεύτερο κύκλο ψύξης – που χρησιμοποιείται για την ψύξη του εργαλείου και του τεμαχίου – εξασφαλίζουν ότι υπάρχει πάντα αρκετό ψυκτικό υγρό.
«Η ενεργειακή αποδοτικότητα των διαδικασιών γίνεται όλο και πιο σημαντική για τους πελάτες μας», δηλώνει ο Krämer. «Γι’ αυτό χρησιμοποιούμε μετρητές πεπιεσμένου αέρα για την ακριβή επιτήρηση της παροχής στη διαδικασία. Αυτό εξασφαλίζει ότι ο πεπιεσμένος αέρας χρησιμοποιείται με τη μέγιστη δυνατή αποδοτικότητα.» Επίσης η ηλεκτρική ισχύς σε κιλοβάτ και κιλοβατώρες, καταγράφεται και αναλύεται συνεχώς. Μια αύξηση στην κατανάλωση ισχύος μπορεί να λειτουργήσει ως ένδειξη ότι ενδέχεται να απαιτείται συντήρηση.
Ανάλυση δεδομένων και απομακρυσμένη συντήρηση μέσω της πλατφόρμας IIoT moneo ifm στο cloud
Αυτός ο πλούτος πληροφοριών παρέχει πολύτιμες γνώσεις για την κατάσταση των μηχανών. Χρησιμοποιώντας το edgeGateway και το LTE bolt της ifm, τα δεδομένα μεταφέρονται στην έκδοση cloud moneo, πλατφόρμας IIoT του ειδικού στην αυτοματοποίηση. Στην Benzinger, τα περισσότερα δεδομένα μεταδίδονται μέσω δομής IO-Link. Επιπλέον, η προαιρετική διασύνδεση δεδομένων ifm Agent καθιστά δυνατή τη σύνδεση άλλων πηγών δεδομένων,
όπως ελεγκτών μηχανών ή μετρητών ενέργειας, με το moneo. Το moneo επιτρέπει στους χρήστες να συλλέγουν και να αναλύουν κεντρικά τα δεδομένα μηχανημάτων και συστημάτων και να εξάγουν ουσιαστικά συμπεράσματα από αυτά. Στην έκδοση cloud, αυτό μπορεί να πραγματοποιείται ακόμη και σε πολλαπλές τοποθεσίες. Για παράδειγμα, η συμπεριφορά κραδασμών αντλιών, κινητήρων, αξόνων και ανεμιστήρων μπορεί να επιτηρείται εύκολα για την πρόληψη βλαβών που προκαλούνται από φθορές ρουλεμάν ή ανισορροπία ζυγοστάθμισης. Παράμετροι διεργασιών όπως θερμοκρασία, στάθμη, πίεση, ροή και κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας μπορούν επίσης να επιτηρούνται κεντρικά μέσω του moneo. Αν οι τιμές ξεπεράσουν το καθορισμένο εύρος, το σύστημα ειδοποιεί αυτόματα τον χρήστη. Πιο προηγμένη ανάλυση δεδομένων με τεχνητή νοημοσύνη είναι διαθέσιμη με το πρόσθετο πακέτο moneo IIoT-Insights. Χάρη στη λειτουργία Remote Connect, τα μηχανήματα μπορούν να συντηρούνται απομακρυσμένα μέσω του moneo.
«Στο περιβάλλον cloud moneo, οι πελάτες μπορούν να βλέπουν άμεσα στον πίνακα οργάνων αν υπάρχει αρκετό ψυκτικό υγρό ή αν απαιτείται περαιτέρω συντήρηση», αναφέρει ο Krämer. Ωστόσο, δεν διαθέτουν όλοι οι τελικοί πελάτες της Benzinger τους ανθρώπινους πόρους που απαιτούνται για συνεχή ανάλυση δεδομένων και τον αντίστοιχο προγραμματισμό συντήρησης. «Γι’ αυτό πολλοί πελάτες μας παρέχουν απομακρυσμένη πρόσβαση στα μηχανήματά τους για σκοπούς συντήρησης. Στη συνέχεια συνδεόμαστε με το μηχάνημα μέσω της λειτουργίας Remote Connect στο moneo για να βελτιστοποιήσουμε τις διαδικασίες σε συνεργασία με τον πελάτη ή να προτείνουμε ενέργειες συντήρησης.»
Τα δεδομένα ελέγχου ενισχύουν τις δυνατότητες ανάλυσης
«Αν, όπως η Benzinger, ενσωματώσετε επίσης τα δεδομένα από τον ελεγκτή του μηχανήματος, που μπορεί να ενταχθεί στο moneo μέσω ifm Agent, αποκτάτε μια πλήρη εικόνα της κατάστασης της μηχανής. Αυτό εξασφαλίζει την υψηλότερη δυνατή ποιότητα στην επιτήρηση κατάστασης και ταυτόχρονα βελτιώνει την ποιότητα των προληπτικών υπηρεσιών, κάτι που με τη σειρά του έχει θετική επίδραση στη διαθεσιμότητα των μηχανημάτων και στην ποιότητα των διεργασιών», αναφέρει ο Christoph Schneider, Αντιπρόεδρος Διαχείρισης Προϊόντων στην ifm.
Από την κύρια μονάδα IO-Link (κέντρο αριστερά) και τη μονάδα αξιολόγησης για τους αισθητήρες κραδασμών (κάτω δεξιά), τα δεδομένα μεταδίδονται μέσω edgeGateway (επάνω δεξιά) στο cloud.
Τα δεδομένα της μηχανής εμφανίζονται και αναλύονται με σαφήνεια στον πίνακα οργάνων του moneo.
Συμπέρασμα
Ενσωματώνοντας την ψηφιοποίηση και τον αυτοματισμό στις διαδικασίες παραγωγής της, η Benzinger κατάφερε να αυξήσει την αποδοτικότητα μειώνοντας παράλληλα το κόστος. Με την πλέον σύγχρονη τεχνολογία αισθητήρων και ανάλυση δεδομένων, πιθανά προβλήματα μπορούν να εντοπιστούν και να αντιμετωπιστούν εγκαίρως, πριν οδηγήσουν σε σημαντικές διακοπές λειτουργίας. Αυτό όχι μόνο συμβάλλει στην επιμήκυνση της διάρκειας ζωής των μηχανημάτων, αλλά και μεγιστοποιεί την παραγωγικότητα και την κερδοφορία για τους πελάτες.
