Wywiad na temat fabryki 4.0 NOW: „Łączenie innowacji”

2020-06-02

W 2019 roku SICK otworzył fabrykę 4.0 NOW we Fryburgu. Od tego czasu produkcji w tej fabryce mogły się przyjrzeć nie tylko grupy zwiedzających, lecz także Joachim Schultis,dyrektor operacyjny ds. czujników fotoelektrycznych i światłowodów. Jakie kluczowe wnioski wyciągnął on wraz ze swoim zespołem w ciągu ostatnich miesięcy pracy fabryki? Opowiada o tym w rozmowie z redaktorem bloga SICK Sensor Blog.

What have Schultis and his team learnt from the operation during recent months? He spoke about this with the SICK Sensor Blog.
Joachim Schultis (z lewej), dyrektor operacyjny ds. czujników fotoelektrycznych i światłowodów.
What have Schultis and his team learnt from the operation during recent months? He spoke about this with the SICK Sensor Blog.
Joachim Schultis (z lewej), dyrektor operacyjny ds. czujników fotoelektrycznych i światłowodów.

 

Jest Pan kierownikiem produkcji w fabryce działającej zgodnie z filozofią przemysłu 4.0. Czym różni się pańska praca od pracy kierownika produkcji w konwencjonalnej fabryce?

Schultis W konwencjonalnej fabryce celem jest ciągłe zwiększanie ogólnej wydajności poprzez stosowanie znanych sposobów postępowania i metod. Cel w fabryce przemysłu 4.0 jest dokładnie taki sam: zwiększenie ogólnej wydajności. Inny jest jednak sposób osiągnięcia tego celu. Przede wszystkim polega na uczeniu się z tego, co widzimy i podejmowaniu właściwych decyzji zorientowanych na przyszłość. Nowe osiągnięcia oferują możliwości przezwyciężenia istniejących ograniczeń „starego” świata i ponownego zdefiniowania ogólnej wydajności – niezależnie od dyscypliny, technologii czy metod. Kierownik produkcji powinien wyciągać wnioski z nowych podejść i mieć odwagę przekraczania granic tego, co znane, przy czym nowe technologie są warunkiem koniecznym, aby móc rzeczywiście przesuwać granice.

 

Jakie kluczowe wnioski wyciągnął Pan w ciągu ostatnich miesięcy pracy fabryki?

Schultis Złożoność nowego systemu produkcji, takiego jak ten, który tutaj stworzyliśmy, postawiła przed organizacją nowe wyzwania. Musieliśmy się zreorganizować, aby z jednej strony produkować zgodnie z wymaganiami rynku, a z drugiej strony dalej rozwijać system produkcji jako całość, integrując nowe warianty. To właśnie tutaj konwencjonalne systemy planowania i sterowania dość szybko osiągają swoje granice. Aby sprostać tym wymaganiom, wprowadziliśmy sprawne metody pracy, które pozwalają nam o wiele elastyczniej reagować na dynamicznie zmieniające się wymagania docelowe. Nasze sprawne zespoły korzystają podczas spotkań z danych w czasie rzeczywistym lub przygotowanych już informacji, które uzyskujemy za pomocą procesów eksploaracji danych. Umożliwiają one podjęcie decyzji. I rzeczywiście, tutaj też jesteśmy dopiero na początku drogi i uczymy się każdego dnia. Odpowiadając na pytanie dotyczące „kluczowych wniosków”: nauczyliśmy się, że musimy łączyć innowacje techniczne i organizacyjne, aby działać radykalnie szybciej i niezawodnie oraz wykorzystywać nowe wartości dodane.

 

 

 

Czy może Pan bardziej szczegółowo wyjaśnić te zalety? 

Schultis W ostatnich miesiącach zaimplementowaliśmy na przykład nowe produkty w logice produkcji. Skorzystaliśmy już z wysoce zautomatyzowanych instalacji w fazie prototypu i nie musieliśmy ręcznie tworzyć instalacji dla prototypów. Wszystko działa. Elastyczność tej fabryki mówi sama za siebie. Prototypy wykonujemy równolegle z produkcją seryjną.

 

W jaki sposób realizują Państwo tę elastyczność? 

Schultis Nasza fabryka ma strukturę modułową. Poszczególne w pełni i częściowo zautomatyzowane moduły produkcyjne są połączone ze sobą za pomocą małych, autonomicznych wózków samojezdnych. W przeciwieństwie do trwającej produkcji seryjnej, możemy tutaj w łatwy sposób wykonać próby lub zaimplementować nowe produkty. Jeśli wystąpi niewielka usterka, nie jest natychmiast wyłączana cała linia produkcyjna. Jest to przykład prawdziwej elastyczności. W rezultacie przechodzimy przez fazę rozruchu ze znacznie mniejszym bagażem problemów. Jesteśmy bardziej niezawodni i mamy znacznie więcej swobody.

 

Jak to wygląda w przypadku awarii instalacji? Czy inna instalacja mogłaby po prostu przejąć sterowanie?

Schultis Tak, jest to możliwe. Oczywiście nie wszystko jest redundantne, ale mamy procesy, które możemy uruchomić w pełni automatycznie lub ręcznie. Nadrzędny system kontroli zakładu, opracowany specjalnie dla tej fabryki, kontroluje przepływ materiałów.

 

W zeszłym roku wspomniał Pan o pięciu rodzinach produktów. Jak wygląda teraz sytuacja? 

Schultis Od tego czasu wdrożyliśmy dwie dodatkowe rodziny produktów, obecnie mamy więc siedem rodzin produktów w procesie produkcji, kolejne dwie dojdą do końca roku. W ramach tych rodzin produktów opracowywane są warianty. Obecnie mamy wdrożoną czterocyfrową liczbę wariantów. Maszyny mogą bez problemu nadążyć za tym wzrostem. Obecnie produkujemy również – obok systemów bezpieczeństwa – także produkty niezorientowane na bezpieczeństwo, używając tych samych modułów.

The flexibility of the factory speaks for itself. We produce prototypes parallel to serial production.
The flexibility of the factory speaks for itself. We produce prototypes parallel to serial production.

 

Wspomniał Pan wcześniej o eksploracji danych. Czy mógłby Pan podzielić się swoimi spostrzeżeniami w tym zakresie?

Schultis Podzieliliśmy nasze dane w środowisku produkcyjnym na trzy główne kategorie. W kategorii Inteligentnej Produkcji przechodzimy na poziom procesów w celu poprawy jakości, zwiększenia OEE (Overall Equipment Effictiveness) itd. To jest kluczowa sprawa. Drugą kwestią jest konserwacja prewencyjna. W tym przypadku wykorzystujemy sygnały cyfrowe w celu zapewnienia jak najefektywniejszej konserwacji. Oznacza to, że nie zawsze mamy sztywne cykle konserwacyjne, ale czujniki i siłowniki sygnalizują konieczność konserwacji. Trzecia kategoria dotyczy zarządzania energią. Dowiedzieliśmy się, ile energii zużywa cała hala przez cały rok. W przyszłości ta przejrzystość pomoże nam produkować w sposób maksymalnie energooszczędny i zrównoważony, ponieważ możemy produkować w tańszych godzinach.


Czy jest Pan już w stanie wyciągnąć wnioski z tych danych? W kontekście przemysłu 4.0? 

Schultis (śmieje się) Muszę odpowiedzieć na to pytanie TAK i NIE. Tak, jesteśmy już w stanie wyciągnąć pierwsze wnioski. I tak, im więcej mamy z tym do czynienia, tym większa staje się przestrzeń dla nowych możliwości. Podam jeden przykład: obecnie monitorujemy cyfrowo sprężone powietrze w naszych modułach produkcyjnych. Tego wcześniej nie robiono. Jeśli ciśnienie spadło poniżej 5 barów, ingerowaliśmy dopiero wtedy, gdy przekładało się to na wadliwą produkcję. Teraz monitorujemy to cyfrowo, wprowadzając limity ostrzegawcze. Jeśli zostaną one przekroczone lub nieosiągnięte, uruchamiamy zgłoszenie do pomocy technicznej poprzez BPM (Bosch Performance Manager). Innym przykładem jest prędkość przesuwania siłowników. Zwykle widoczne są tutaj oznaki zużycia. W przyszłości dane te pomogą nam w gromadzeniu limitów ostrzegawczych dla konserwacji dotyczących różnych elementów wykonawczych lub czujników. Celem musi być wykrycie usterek lub awarii przed ich wystąpieniem.

 

Czy zdarzyło się jeszcze coś, czego nie wykryłby Pan bez danych? 

Schultis Mieliśmy taką sytuację w module, w którym monitorujemy sprężone powietrze za pomocą naszego czujnika SICK FTMg. Sam czujnik jest połączony z chmurą poprzez bramę (TDC-E). W tej chmurze umieściliśmy BPM, który pomaga nam wizualizować dane. Na tej podstawie możemy wykryć pulsowanie zasilającego sprężonego powietrza i ustalić odpowiednie działania. Gdyby usterka pozostała niewykryta, spowodowałoby to awarię zaworu przełączającego. Byliśmy w stanie wymienić go w porę i w ten sposób zapobiec zatrzymaniu się maszyny. Czy Deep Learning odgrywa również jakąś rolę w fabryce przyszłości? Ależ oczywiście. Deep Learning to technologia, która może pomóc nam stać się lepszymi na różne sposoby. Obecnie pracujemy nad rozwiązaniem, które pozwoli nam na wykorzystanie sieci neuronowych w naszej kontroli jakości. Mówiąc konkretnie, ma to być automatyczna inspekcja optyczna (AOI) punktów lutowania działająca w trybie Inline. Jak widać, każdego dnia uczymy się czegoś nowego i testujemy nowe technologie.

 

Jak dokończyłby Pan następujące zdanie? Fabryka przyszłości... 

Schultis ... musi być tworzona już teraz, w przeciwnym razie pozostanie „na wieki” pieśnią przyszłości. Możemy już dziś wykorzystać szansę do wygenerowania wartości dodanej za pomocą danych i tym samym produkować w sposób maksymalnie efektywny.

 

 

Pozostałe teksty:

Lokalizacja w obszarze wewnętrznym i zewnętrznym: pełna przejrzystość w przepływie materiałów

Czujniki sterują przyszłością robotów współpracujących

Dobre zarządzanie energią przy użyciu przepływomierza do wykrywania nieszczelności