Menü
Témakörök
AVENTICS
AVENTICS
AVENTICS Hungary

IoT hatása az iparra

Trendek és témák
0

A Dolgok Internete (IoT – internet of things) néha varázsszónak számít az automatizálás terén. Az automatizálás szemszögéből azonban az IoT nem varázsszó és nem olyan küszöbön álló forradalom, amely az automatizált gyártás világának jelenleg alkalmazott szemléleteit elsöpri.

RZ_Glowscreen

A legtöbben egyetértenek, hogy a Dolgok Internete (IoT) fokozatos fejlődést jelent a hálózatba kapcsolt alkatrészek, modulok és gépek irányába, amely az elmúlt években ment végbe (okostelefonok, Wi-Fi, önvezető járművek). A digitalizálás számos ponton formálja át életünket, és ugyanez érvényes számos iparágra is a gyártástól a bányászaton át a mezőgazdaságig.

Az IoT legfőbb jellemzője a gyártási rendszerek összekapcsolása a legújabb információs és kommunikációs technológiával, amely – intelligens alkalmazás esetén – lehetővé teszi az ügyfelek és az üzleti partnerek integrációját az üzleti folyamatokba.

Ezek a technológiák jelentős mértékű digitális intelligenciát, illetve információgyűjtési és nyomon követési funkciót tartalmaznak. Még az egyszerű és ismétlődő mozgást végző legalapvetőbb aktuátorok, például hidraulikus és pneumatikus hengerek is szenzorokat és tereribusz portokat tartalmaznak, amelyek állapotinformációkat szolgáltatnak a gép vezérlése és a berendezést felügyelő platformok számára. Az IoT segítségével az adatok teljesítményre vonatkozó információkká alakíthatók óráról órára, gépciklusról gépciklusra és termékről termékre.

Karbantartás nyomon követése – elhasználódás meghatározása

Ebben a konfigurációban a lökéscsillapítót az adott alkalmazásban szerzett korábbi tapasztalatok alapján szabályos időközönként cserélték merő óvintézkedésként, nem pedig a tényleges állapot szerint. A henger szenzora által küldött adatok felhasználásával most egy IoT-hub elemzi a csillapítás időzítési karakterisztikáját. Mivel a csillapítás ideje a lökéscsillapító élettartama során csökken, közvetlenül jelzi az elhasználódás fokát. A kritikus érték elérésekor a rendszer hibaüzenetet küld, amellyel a lökéscsillapító tönkremenetele előtti cserére figyelmeztet.

abra_aventics
Lökéscsillapító felügyelete. Gyorsulás időbeli változása.

felirat_aventicsn

Folyamatok felügyelete és vezérlése

A legmagasabb szintű gyártási minőség a gyártási folyamat lépéseinek szigorú ellenőrzésével érhető el. Az autóipari alkatrészgyártók is pontosan szeretnék tudni a termékekbe csapágyat besajtoló aktuátort működtető hengeren kifejtett erőt, a fellépő nyomást és a pozíciót, és szeretnék dokumentálni a műveletsort, mert csak így tudnak megbizonyosodni arról, hogy az 50.000 darabbal később gyártott alkatrész ugyanolyan pontossággal készült a gyártósoron, mint az első.

Ha a pneumatikus berendezés által generált adatpontok eltérést mutatnak, az adatok az adott berendezés problémáját jelezhetik, de utalhatnak más problémákra is: a pneumatikus rendszer levegőveszteségére, a beépített csapágyak nem megfelelő gyártására vagy a csapágyakat adagoló készülékekre.

Az IoT-képes pneumatikus technológia nagyobb gyártási rugalmasságot is lehetővé tehet. Egyre több vállalat dolgozik azon, hogy elősegítse termékei tömeges testre szabását. Az átszerelések és a termékváltozatok száma nő, emiatt a gyártóberendezéseknek is tudniuk kell minőségromlás nélkül változtatni. Az AVENTICS AV pneumatikus útváltó szabályozó szeleprendszerének továbbfejlesztett elektronikus rendszere (Advanced Electronic System) könnyen és azonnal képes a nyomásváltásokra és a szerszámok pozicionálására, ami az átállásoknál gyors termékváltásokat tesz lehetővé.

AV-AES_ValveManifold_74e7f94e9e

Prediktív karbantartás

Az IoT-technológia olyan típusú adatokat szolgáltat, amelyekre a gyártóknak szükségük van ahhoz, hogy az intelligens prediktív karbantartási folyamatokkal maximalizálhassák a rendelkezésre állást. Ha a pneumatika az elégtelen karbantartás miatt meghibásodik, annak a termelékenység láthatja kárát, a gép váratlan leállása pedig problémákkal jár.

Az automatizálási OEM-ekkel együttműködő pneumatikai gyártók, mint az AVENTICS, pneumatikus rendszereik műszaki jellemzőinek tökéletesítésével a prediktív és a megelőző karbantartási stratégiához is fejlett módszereket dolgoztak ki. Ezek a fejlesztések, köztük az új szenzorok, IoT-hubok és más digitális funkciók, az egyre inkább adatközpontú karbantartás iránti igénynek tesznek eleget. Emellett a termékfejlesztés és az anyagok fejlesztése területén végzett folyamatos beruházásokkal növelik termékeik megbízhatóságát és élettartamát. Ilyenek a jobb szeleptömítési megoldások, a kedvezőbb kopási viselkedésű polimer alkatrészek használata, valamint a légáramlási útvonalak fejlesztése, amelynek hatására a készülékek halkabban és hatékonyabban működnek.

Befektetésarányos megtérülés (RoI)

av_kep_001 AV_kep_002

Minden technológia értékét az a szám mutatja, amennyivel a technológia alkalmazása növeli a végeredményt, illetve visszatermeli a költségét. Ennek kiszámításához adatokra van szükség: az ipari üzemeknek és gyártóknak az egyes gépeken és gyártósorokon számos mérési pont értékeit kell rögzíteniük és nyomon követniük, majd az adatokat a termelékenység, a hatékonyság, a rendelkezésre állás és a gyártási költségek kiértékelésére összesíteniük kell.

AV_kep_0003

Az adatokban gazdag IoT-világ két kihívással szembesül: hogyan lehet hatékonyan gyűjteni, továbbítani és formázni az adatokat az eredményes elemzéshez, illetve hogyan alkalmazhatók az információk a döntéshozatali folyamatban.

IoT-adatok hubja

Ahogy a pneumatikus eszközök egyre intelligensebbé válnak, további adatpontok jelennek meg a gyártási rendszerekben, amelyekbe beépítik az eszközöket – ezzel diagnosztikai információk, használati statisztikák és élettartamadatok válnak elérhetővé. Az eszközadatok azonban csak akkor érnek valamit, ha azokat felhasználják a gyártási rendszerek irányítására a termelékenység növelése, az energiafogyasztás csökkentése és a rendelkezésre állás maximalizálása céljából.

Ezenkívül, ha minden pneumatikus alkatrész (pl. intelligens géphajtások, eszközök és alrendszerek) több megabájtnyi teljesítményadatot termel, akkor ez túlterhelheti a gépvezérlés buszát, és bonyolulttá teheti az automatizálási parancsok és vezérlések működését.

A helyzet kezelésére az AVENTICS olyan „hubot” fejlesztett ki, amely a pneumatikus rendszer működési adatait összesített és szervezett formában, külön útvonalakon továbbítja az üzemirányítási rendszereknek. A Smart Pneumatic Monitor (SPM) nevű hub a folyamatirányítás architektúrájától függetlenül, OPC UA, MQTT, FTP vagy e-mail használatával tud riasztásokat, valamint rendszer- és készülékszintű teljesítményadatokat küldeni.

AV_kep_005_spm

Smart Pneumatics Monitor (SPM): Példa az IoT-hubra

A lökéscsillapító elhasználódásának nyomon követéséhez például az SPM a végálláskapcsoló jeleinek elemzésével értékeli a csillapítási viselkedést. Az AVENTICS alkalmazási téren szerzett tapasztalata alapján kifejlesztett algoritmusok az eszközön belül elemzik az adatokat, az információkat pedig meghatározott személyek vagy a fölérendelt MES- vagy ERP- rendszerek részére küldik el az OPS UA felületen. (Az AVENTICS az IoT-hub képességeit a readvfroriot.corg oldalon mutatja be.)

Több AVENTICS eszköz ciklikus mozgássort végez, az SPM pedig összesíti és a végfelhasználók számára hasznos formában küldi el a legfontosabb mutatószámok értékeit, amelyeket az OEM-ek az ilyen technológiával felruházott gyártási rendszereik versenyképes és IoT-t támogató jellemzőjeként határoznak meg.

A gyártás és az ipar területén számos végfelhasználó szeretné bevezetni az IoT-technológiát.

 

AV_kep_0004

Az IoT javasolt központi témái

Hogyan valósítható meg? Kinek van ilyen terméke? És mit kellene felügyelni?

A pneumatikus rendszerekben már egy ideje megjelentek a különböző diagnosztikai funkciók. Már szenzorosan is lehet érzékelni, hogy a teljesítmény túl kicsi vagy túl nagy, vagy egy I/O-rendszerben fellépett-e valamilyen hibát okozó zárlat. Sőt már szenzorokkal és az I/O-rendszerek használatával azt is láthatjuk, mi mozgatja az aktuátorokat.

A munkát a gép kritikus területével érdemes elkezdeni, majd ki kell fejleszteni egy IoT-stratégiát a folyamat javítására. Például, melyik az öt legnagyobb kihívást jelentő alkatrészterület.

Elvárásnak megfelelő működés ellenőrzése

Ezután arra kell összpontosítani, hogyan alakíthatják át a végfelhasználók az adatokat hasznos információkká, hogyan reagálhatnak a problémákra és hogyan javíthatják a teljesítményt. Az AVENTICS ST4-2P programozható szenzor például évek óta megtalálható termékválasztékunkban. A szenzor a pneumatikus hengerek mozgásútját és sebességét méri, és a hengerben futó dugattyú sebességét is figyeli.

A szenzoroktól visszaérkező adatok segítségével azonban lehetőség van a hengerekbe épített párnák és lengéscsillapítók felügyeletére is, hogy azok egy adott értéktartományon belül működjenek. Az adatok interpolációja révén pedig lehetőség van arra, hogy meggyőződjünk, a henger az elvárásoknak megfelelően működik-e.

Az adatok átalakítása információkká

Az adatok csak akkor hasznosak, ha olyan információvá alakulnak át, amelyek útmutatást adnak a döntésekhez és a tervezéshez, és segítenek a befektetések megalapozásában. Az IoT potenciáljának kiaknázásához az alkatrészgyártók, az OEM-ek és a végfelhasználók közötti együttműködésre van szükség.

Az OEM-ek és a végfelhasználók jellemzően további felügyeletet szeretnének, hogy meggyőződhessenek a gépek folyamatainak helyes szabályozásáról. Az OEM-ekkel együttműködve egy olyan IoT-architektúrát kell létrehoznunk, amely megfelelő szenzorokat alkalmaz és nyomon követi a megfelelő folyamatparamétereket a gép folyamatos működése érdekében.

Fontos, hogy a géphez beszállító alkatrészgyártók egymással egyeztetve tisztázzák a különböző IoT-képes eszközök szerepét, és így az ügyfelekkel valódi partneri viszony alakulhasson ki az IoT-ről folytatott megbeszélések során. A legfontosabb az adatok egyes elemek közötti mozgásának ismerete, és annak biztosítása, hogy az adatok eljussanak a szükséges helyre.

A végeredmény

Az IoT-képes technológia révén létrejött, adatban gazdag környezet valódi, valós idejű és használható információkat szolgáltat a gyártási és ipari rendszerekről. Olyan információkat, amelyek azonnal felhasználhatók a kihívások kezelése és a vállalati célok hatékonyabb elérése céljából.

AVE_Grafik_Industrie-4.0


Címkék: