Érzékelők biztosítják az átláthatóságot és a hatékonyságot
A HARTING az átfogó energiafelügyelet érdekében digitalizált folyamatokra támaszkodik
A HARTING Technologiegruppe az ipari csatlakozási technika vezető globális szállítója. A csoport világszerte 44 telephelyen és 15 gyártóüzemben mintegy 6 200 alkalmazottat foglalkoztat. A családi vállalkozás azon célkitűzésén túl, hogy ügyfeleit mindig a lehető legjobb minőségű termékekkel lássa el, a fenntarthatóság mellett is elkötelezett. A HARTING espelkampi székhelyén törekszik a magasnyomású gyártóberendezések további digitalizálását, hogy a termelést a lehető leghatékonyabbá és környezetbarátabbá tegye.
„Az adatok átláthatósága, amint azt három üzemünkben már majdnem teljes mértékben elértük, lehetővé teszi számunkra, hogy objektíven figyelhessük termelési folyamatainkat” - mondja Thomas Kämper, a HARTING Electronics IIoT Solutions & Services részlegének vezetője. Már több száz gép továbbítja adatait az IT-szintre, ahol Thomas Kämper csapata folyamatosan elemzi azokat.
Retrofit-szabvány heterogén gépparkhoz
Luca Manuel Steinmann, Process Data Engineer IIoT a HARTING Electronics-nál, ismerteti a központi adatkiértékelés megvalósításával járó kihívásokat: „Nagyon heterogén gépparkkal rendelkezünk, ennek megfelelően heterogén interfészekkel és protokollokkal. Ez már most is sok releváns folyamatadatot és információt szolgáltat számunkra, például a ciklus- és zavaridőkről. Ezeket az OT-szintű adatinfrastruktúrába kellett integrálni annak érdekében, hogy az információk az IT-szintű elemzés számára hozzáférhetők legyenek. Ezen kívül további érzékelőket is telepítettünk, hogy meg tudjuk határozni pl. a hűtővíz-, a sűrítettlevegő- vagy a villamosenergia-szükségletet.”
A HARTING a berendezések digitalizálásához szükséges retrofit-szabvány kiválasztásakor gyorsan az IO-Link mellett döntött. A gépen a helyszínen telepített IO-Link masterek rögzítik az adott gép felállítási helyén telepített érzékelők adatait, és továbbítják azokat az IT-szintre. Ez létrehozza az információs illesztőfelületet az operatív technológia (OT), azaz a gépek és az informatikai (IT) szint között.
1. kép: Az összes gép adatai az IT-szinten futnak össze, és a HARTING adatelemzői értékelik ki azokat.
2. kép: Az IO-Link-Master a csatlakoztatott érzékelőkből származó adatokat összefogja és továbbítja mind a terepi buszhoz, mind pedig egy edge gateway-hez.
Az IO-Link előnyei: Egy érzékelő, számos információ
„Az IO-Link előnyei nyilvánvalóak” - mondja Thomas Kämper. „A nyílt, széles körben elterjedt szabvány lehetővé teszi további érzékelők egyszerű csatlakoztatását a digitális gépleképezés további élesítése érdekében. Az adatokat szabványosított és intuitív módon, szabványos interfészeken, pl. a Modbus TCP vagy az IoT Core segítségével tudjuk lekérdezni.” Egy további plusz, amely meggyőzte a csapatot: Az érzékelők egyszerre több fontos folyamatadatot továbbítanak. A HARTING például az ifm SD sűrítettlevegő-fogyasztásmérőjére támaszkodik a sűrített levegő fogyasztásának pontos érzékeléséhez. Az érzékelő nem csak az aktuális áramlási mennyiségértékeket továbbítja az IO-Linken keresztül, hanem más releváns adatokat is kiad, mint pl. a nyomás, a hőmérséklet és a teljes mennyiség, amelyek relevánsak a sűrítettlevegő-hálózat felügyelete szempontjából. Példa a nyomásra: A gépek általában 6-6,5 bar nyomást igényelnek a megfelelő üzemeléshez. Ha ez az érték csökken, az például szivárgást jelezhet a vezetékhálózatban.
A csővezeték-rendszer zökkenőmentes felügyelete, költségek csökkentése
A DN8-tól DN250-ig terjedő csővezetékekhez való termékváltozatokkal az ifm átfogó portfóliót kínál, amellyel a sűrített levegő nyomása zökkenőmentesen nyomon követhető a termelőtől a fogyasztóig, és továbbítható az IT-szintre. Ez segít gyorsan és pontosan lokalizálni és korrigálni a csővezeték-rendszerben fellépő nyomásveszteséget – ez hosszú távon hatékonyabb és költségtakarékosabb intézkedés, mintha a nyomásveszteséget nagyobb kompresszorteljesítménnyel és ezáltal megnövelt bemeneti nyomással ellensúlyoznánk: Egy barral kisebb nyomás a csővezeték-rendszerben akár hét százalékkal is csökkentheti az energiaköltségeket. A moneo IIoT platformmal az ifm olyan szoftveres eszközt kínál, amely automatikusan kiszámítja a nyomáskülönbséget, és így gyorsan és egyszerűen azonosíthatók a szivárgások, az eltömődött szűrők és a túlzott sűrítettlevegő-fogyasztás egyéb okai.
Értékes betekintés a sűrítettlevegő-hálózatba. Egyértelműen felismerhető: A szivárgás (3) jelentkezése után jelentősen megnövekedik az alapfogyasztás (1) és a termelési fogyasztás (2). A szivárgás megszüntetése után az alapfogyasztás szinte nullára csökken (4).
Az SD sűrítettlevegő-fogyasztásmérő DN8 és DN 250 közötti méretű csővezetékekhez kapható.
A legdrágább energiaforma precíz felügyelet alatt
A digitalizálási folyamat korai szakaszában a HARTING is a sűrített levegő fogyasztásának rögzítésére összpontosított. „A sűrített levegő az egyik legdrágább energiaforma az iparban” - mondja Luca Manuel Steinmann. „Ezért fontos a fogyasztás precíz felügyelete, hogy a sűrítettlevegő-hálózatban keletkező szivárgásokat idejekorán fel lehessen ismerni. Mivel a sűrített levegő egy láthatatlan erőforrás, amelynek elvesztését a zajos mindennapi termelési környezetben nem könnyű észrevenni, ezért kezdeményeztük az ún. szivárgásérzékelési projektet.” Már korán kiderült, hogy milyen nagy a megtakarítási potenciál: „Az egyik berendezésnél a továbbított adatok alapján a sűrített levegő fogyasztásának ugrásszerű növekedését figyeltük meg. Mivel ez a növekedés nem csak a termelés során, hanem készenléti üzemmódban is tapasztalható volt, egyértelmű volt, hogy a gép karbantartásra szorul. A vizsgálat során szivárgást állapítottak meg a sűrítettlevegő-rendszerben. Ezt a lehető leghamarabb kijavították, így a karbantartási idő az azonosítástól a javításig alapvetően lerövidült” - mondja Thomas Kämper.
Ez egy további előnyt is eredményezett: az ebből eredő energiamegtakarítást. Ezáltal nagymértékben csökkenthető mind a pénzügyi, mind az energiaveszteség.
Minden gép számos mérési értéket továbbít az IT-szintre. „Az egyes információrészletek egy átfogó képpé állnak össze, amely pontos áttekintést ad az egyes gépek aktuális állapotáról” - mondja Thomas Kämper. „A gyártási minőség kamerás értékelésével kombinálva a gép igény szerinti karbantartása mellett folyamatosan biztosíthatjuk a termelés minőségét. A folyamatnak az adatelemzés révén elért nagyfokú áthatósága lerövidíti a reakcióidőnket, lehetővé téve a karbantartás célzott és tervezett elvégzését. A lényeg az, hogy mindez hozzájárul a magasabb minőségű termékhozamhoz – a selejt egyidejű csökkentése mellett.”
MI a karbantartás megfelelő időpontjának meghatározásához
Thomas Kämper és csapata azonban még nem látja az optimalizálási folyamat végét: Az elemzők már most dolgoznak azon, hogy az adatok felhasználásával meghatározzák a szivárgás kijavításának optimális időpontját. „Nem mindig a gazdaságosabb megoldás egy gépet karbantartás céljából azonnal üzemen kívül helyezni. Ennek oka, hogy nemcsak a szivárgás, hanem a gép leállása is pénzben kifejezhető veszteségeket okoz. Biztos vagyok benne, hogy a jövőben a mesterséges intelligencia segítségével még hatékonyabban tudunk majd működni ezen a területen.”
Az adatok teljes átláthatósága érdekében a HARTING espelkampi telephelyén minden gép hálózatba van kapcsolva.
Nincs kész megoldás
A termékminőség mellett az adatgyűjtés is tájékoztatást nyújt a HARTING Espelkampban gyártott minden egyes termékének CO2 lábnyomáról. „Az ISO 50001 szabvány szerinti energiagazdálkodási rendszerünk tanúsításának keretében 2017-ben kezdtük el digitálisan rögzíteni és elemezni termelésünk energiaigényét itt a telephelyen. Mivel erre az alkalmazásra nincs kész megoldás, az ifm-et kértük fel partnerként, aki szakértelemmel és a megfelelő termékportfólióval támogatni tud minket ebben a projektben. A nagyon jó és szoros együttműködésben gyorsan meg tudtuk valósítani az első digitalizálási projekteket.”
CO2-átláthatóság – az ügyfél irányában is
Ahogy azt Thomas Kämper elmondja, az érzékelőinformációk és a gépadatok révén a HARTING nagy lépést tesz saját fenntartható, erőforrás-takarékos termeléssel kapcsolatos törekvéseinek megvalósításában is: „Mivel minden egyes gép tényleges energiaszükségletét rögzítjük, a megtermelt mennyiségekről is rendelkezésre álló információk segítségével minden egyes alkatrészre levetítve ki tudjuk azt számítani. Mivel üzemeinkben a nyersanyag első feldolgozásától a kész végtermékig minden lépést a helyszínen végzünk, nagyon pontosan meg tudjuk határozni az energiaköltségeket és az egyes késztermékek CO2-lábnyomát is. Hosszú távon szeretnénk ezt az információt ügyfeleinknek is átadni, és segíteni őket saját pontos CO2-lábnyomuk kiszámításában.”
Meggyőződve a digitalizáció hozzáadott értékéről
A HARTING meggyőződött a digitalizáció előnyeiről: További projekteket terveznek a termelés hatékonyságának és minőségbiztosításának további növelése érdekében. „Folytatjuk és konkretizáljuk a terveket, hogy a sűrített levegőhöz hasonlóan más energiaformákat is precízen rögzíteni tudjunk” - mondja Thomas Kämper. „A jövőben központilag is szeretnénk és fogjuk elemezni a minőségbiztosítási tényezőket, például a hűtőkenőanyag-értékek elemzését, ebben az esetben pl. a vezetőképesség érzékelése révén.”
A termelési hatékonyság pontos elemzése
Mivel egyre több gép folyamatosan egyre több adatot továbbít, egész folyamatok hasonlíthatók össze egymással: „Az adatok lehetővé teszik számunkra, hogy objektíven meghatározzuk, melyik gép melyik terméket állítja elő a leghatékonyabban. Ezáltal képesek leszünk összehangolni a gyártástervezést, és így tovább csökkenteni az energiaigényünket.”
A HARTING képes az egyes termékekre lebontva kiszámítani az energiaszükségletet. Értékes információ a vállalatnak – de az ügyfelek számára is.
Összegzés
Az ifm támogatásával a HARTING nagy lépést tett az espelkampi központban működő üzemének teljes adatátláthatósága felé, és az IT-alapú elemzések segítségével hatékonyabban tudja gyártani kiváló minőségű termékeit.
