Coca-Cola – Digitalizace od plnění lahví až na úroveň senzorů
Prediktivní údržba pomocí senzorů IO-Link od společnosti ifm
Společnost Coca-Cola, největší světový výrobce nápojů, provozuje jen v západní Evropě více než 50 plníren. Aby bylo možné rychle a přesně provádět úkony v rámci údržby a rovněž řešit poruchy, digitalizuje skupina všechny plnicí systémy a vyvíjí k tomuto účelu své „digitální dvojče“. Díky tomu je možné monitorovat výrobní procesy v reálném čase a v případě potřeby je okamžitě optimalizovat, a to i na dálku a prakticky odkudkoli na světě. Společnost Coca-Cola úzce spolupracuje se ifm, specialistou na automatizaci, na vývoji spolehlivých senzorů, které jsou potřeba ve výrobě.
Rakouský Edelstal představuje v tomto ohledu jednu z vlajkových lodí. „Jsme licencovanou plnírnou pro společnost Coca-Cola a plníme zde téměř všechny produkty“, vysvětluje Christian Kohlhofer, vedoucí závodu Coca-Cola HBC Austria. Závod, který ročně naplní více než 500 milionů litrů nápojů, je jedním z vůbec největších v rámci skupiny.
„Stále více se zaměřujeme na automatizaci a digitalizaci. Řadu věcí, co nyní zavádíme, později zavedou i ostatní závody skupiny“, říká Christian Kohlhofer.
Závod v Edelstalu má také roli záložního pracoviště: pokud dojde v jiných závodech k omezení výroby, může rakouský závod zasáhnout a pomoci.
Monitorování stavu zařízení předchází neplánovaným odstávkám
Dostupnost systému je pro mezinárodního výrobce nápojů tou nejvyšší prioritou. „U nás okamžitě zaznamenáváme každý výpadku systému“, vysvětluje vedoucí závodu.
Závod se řídí zásadami výroby „just-in-time“ a nevyrábí tedy na sklad. Proto je tak důležitá prediktivní údržba s monitorováním technického stavu. Jinými slovy, technický stav strojů a systémů je neustále monitorován, takže údržba je provedena přesně tehdy, když je to skutečně potřeba. Údaje ze senzorů v reálném čase umožňují včas rozpoznat opotřebení a mají velké využití z hlediska požadavků na údržbu. Cílem je zabránit neplánovaným odstávkám, snížit náklady na údržbu a prodloužit životnost systémů. Moderní technologie, jako je IO-Link, IoT (Internet věcí) a strojové učení, umožňují naplánovat údržbu tak, aby proběhla přesně v ten správný okamžik. Jinými slovy, neproběhne ani příliš brzy, ale ani moc pozdě.
„Množství instalovaných senzorů nám umožňuje výrazně zvýšit dostupnost systému“, spokojeně dodává Christian Kohlhofer. „Údržba již není řízena časovým harmonogramem, ale technickým stavem. To výrazně snižuje naše náklady.“
Senzory IO-Link monitorují komplexní procesy
Pokud jde o digitalizaci systémů, jsou senzory s rozhraním IO-Link volbou číslo jedna. Tyto inteligentní senzory používají standardizované obousměrné komunikační rozhraní pro komunikaci s řídicími jednotkami a dalšími systémy. Na rozdíl od běžných senzorů umožňují nejen výměnu jednoduchých spínacích signálů, ale také rozsáhlých procesních dat a diagnostických informací. Přenos měřených hodnot probíhá digitálně a nikoliv analogově, nedochází tudíž k rušení a je zajištěna přesnost dat, protože nedochází ke ztrátám při převodu, jako tomu je při analogovém přenosu.
Senzory se snadno instalují a konfigurují a poskytují přesné údaje v reálném čase. Acyklicky načítané diagnostické údaje, jako jsou minimální nebo maximální hodnoty, stupeň znečištění nebo chyby (například přerušení vodiče nebo zkrat), optimálně podporují princip údržby založený na technickém stavu. Senzory IO-Link zajišťují také vysokou flexibilitu a efektivitu automatizace. Jejich vysoká úroveň kompatibility umožňuje bezproblémovou integraci do stávajících systémů a snadné začlenění do struktury IT prostřednictvím digitální komunikace.
Jedním z příkladů je použití senzorů vibrací IO-Link při utěsnění plechovek. „Kvalita při utěsňování plechovek závisí na tisícinách milimetru“, vysvětluje Gerhard Wieszmüllner, vedoucí údržby a náhradních dílů ve společnosti Coca-Cola HBC Austria. „Prediktivní senzory IO-Link společnosti ifm nám umožňují detekovat i ty nejmenší odchylky vibrací a tím zaručují, že plechovka je zcela a trvale utěsněna.“
Senzory ventilů IO-Link od společnosti ifm se používají na klapkových ventilech systému mytí lahví. „Předem si všimneme, zda je těsnění klapky poškozené nebo je potřeba jej vyměnit – a to bez jakékoli ztráty materiálu“, říká Gerhard Wieszmüllner. „To například znamená, že nemusíme vypouštět žádné alkalické lázně. Tím se vyhneme zdlouhavým odstávkám strojů. To šetří čas a peníze.“
Obrázek 1: Senzory ventilů s rozhraním IO-Link nejen detekují polohu klapky, ale také rozpoznávají opotřebení, ucpání nebo nánosy na ventilech, čímž podporují preventivní údržbu.
Obrázek 2: Signální LED kontrolky poskytují rychlý přehled o technickém stavu stroje přímo na místě.
Obrázek 3: Bezdrátový senzor vibrací na oběhovém čerpadle pro spolehlivé a přerušované monitorování úrovně celkových vibrací podle normy DIN ISO 10816.
Při nepřetržitém provozu mohou neplánované odstávky znamenat obrovské náklady.
Decentralizované moduly IO-Link sdružují signály ze senzorů a zároveň poskytují detailní vhled do digitálního senzoru z perspektivy IT, což umožňuje provádět rozsáhlou diagnostiku.
Digitální dvojče pomocí technologie „Y-path“
Všechna data ze senzorů systému jsou zaznamenávána, aby bylo možné přesně vyhodnotit technický stav strojů a jejich komponent. Technologie Y-path se používá k rozdělení dat ze senzorů do dvou cest v reálném čase: první cesta přenáší data do automatu PLC, který se stará o běžné řízení a regulaci systému. Současně jsou digitální data ze senzorů vedena druhou cestou na úroveň IT. Ve společnosti Coca-Cola se signály z řady různých senzorů tímto způsobem automaticky přenáší na IT platformu „Pocket Factory“. Tento virtuální obraz je něco jako digitální dvojče, které přesně odráží skutečný systém a je průběžně aktualizováno daty v reálném čase.
Digitalizace až na úroveň senzorů poskytuje společnosti Coca-Cola absolutní přehled o výrobě v globálním měřítku. Digitální dvojče založené na datech ze senzorů IO-Link od společnosti ifm umožňuje provádět údržbu systémů na základě jejich technického stavu. Strojové učení a umělá inteligence se používají k rychlému předvídání stavů opotřebení, chyb při výrobě a dalších anomálií v procesu.
„Tato data nám umožňují realizovat správné kroky v rámci údržby, a to proaktivně a v optimálním čase, abychom zajistili kvalitu výrobků“, vysvětluje Gerhard Wieszmüllner. Tím jsou eliminovány neplánované odstávky, minimalizovány náklady a současně zaručeny vysoké standardy kvality.
Dalším důležitým aspektem digitalizace ve společnosti Coca-Cola je udržitelnost. Využitím digitálních technologií je skupina schopna omezit svou ekologickou stopu. Přesné monitorování a řízení výrobních procesů například umožňuje efektivněji využívat zdroje, jako je voda a energie. To je nejen prospěšné pro životní prostředí, ale také pomáhá snižovat náklady.
Požadavky na kybernetickou bezpečnost splněny
Kybernetická bezpečnost hraje ve výrobním závodě, jako je Coca-Cola, ústřední roli. Je důležitá nejen pro ochranu citlivých podnikových dat, ale hraje roli také v rámci ochrany kritických výrobních procesů před neoprávněným přístupem a manipulací. Rostoucí síťové propojení strojů a systémů v rámci Průmyslu 4.0 zvyšuje riziko kybernetických útoků na infrastrukturu.
Úspěšný útok může mít za následek nejen výpadky výroby, ale také značné finanční škody nebo ztrátu dobrého jména. V závodech se také často používají systémy pro zpracování kritických výrobních dat (například pro účely zajištění kvality nebo zvýšení efektivity). Ochrana těchto dat znamená, že je zajištěna také ochrana firemních tajemství a garantován bezpečný a stabilní chod procesů. V přísně regulovaném prostředí, jako je právě případ společnosti Coca-Cola, musí všechny komponenty, včetně senzorů, splňovat přísné požadavky na kybernetickou bezpečnost. Jen tak lze zajistit bezpečný provoz závodu a integritu výroby.
„Ve spolupráci s naším interním týmem pro kybernetickou bezpečnost byli experti ze společnosti ifm schopni vymyslet způsoby, jak dodržet všechny normy“, pochvaluje si vedoucí závodu Christian Kohlhofer. „Data jsou ukládána, zpracovávána a analyzována tak, aby byly dodrženy všechny zásady kybernetické bezpečnosti.“
Úzké partnerství s ifm
Společnost Coca-Cola již řadu let úzce spolupracuje se společností ifm jakožto partnerem pro automatizaci ve svém rakouském závodě. Vedoucí závodu Christian Kohlhofer má pro toto partnerství jen slova chvály: „Slogan společnosti ifm zní: „Close to you - Jsme vám nablízku“. A to přesně odpovídá našemu firemnímu principu: „We over I“. Spolupráce funguje velmi dobře a obě strany usilují o nalezení rychlých řešení“, dodává vedoucí závodu. „Společnost ifm je tu vždy, když ji zrovna potřebujete, a v případě problémů reaguje velmi rychle.“
Maximální transparentnost: Digitální dvojče umožňuje globální přístup k plnicímu systému, a to až na úroveň digitálních senzorů IO-Link. Anomálie jsou okamžitě odhaleny.
Závěr
Digitalizace a automatizace ve společnosti Coca-Cola je nepřetržitý proces, který směřuje skupinu do budoucnosti. Díky využití nejmodernějších technologií a úzké spolupráci s partnery, jako je společnost ifm, může Coca-Cola zvýšit efektivitu, optimalizovat své výrobní procesy a zajistit kvalitu svých výrobků. Zároveň digitalizace přispívá ke zlepšení udržitelnosti a snížení dopadu na životní prostředí. Jasné zaměření na inovace a neustálé zlepšování znamená, že partnerství mezi Coca-Colou a ifm má ideálně našlápnuto k úspěšnému pokračování i v budoucnosti.