Przemysł 4.0 jako strategia wewnętrzna firmy WEG
WEGTrwająca cyfryzacja przemysłu to rewolucja w zarządzaniu zasobami i sprzętem. Jednak dla WEG – globalnego producenta sprzętu przemysłowego – przemysł 4.0 to strategia rozwoju nie tylko produktów, lecz także procesów wewnętrznych. W tym artykule Mateus Nicoladelli de Oliveira z zespołu ds. rozwiązań cyfrowych WEG i Jesus Angel Rivas Moro z WEG Iberia analizują podejście zakładu WEG w Jaraguá do Sul (Santa Catarina) w Brazylii do wdrażania przemysłu 4.0.
Przez ostatnią dekadę firma WEG intensywnie pracowała nad rozwiązaniami z obszaru przemysłu 4.0. Tak powstały WEG Motion Fleet Management (MFM), narzędzie do monitorowania aktywów i zarządzania nimi online, oraz WEG Motor Scan, czujnik do instalacji na tych aktywach. Oprócz stworzenia tych produktów specjaliści z WEG opracowali i wdrożyli też narzędzia z obszaru przemysłu 4.0 do wewnętrznych zastosowań na swoich liniach produkcyjnych.
Narzędzia te obejmują instalację WEG Shop Floor Management (WSFM), cyfrowej platformy dla centrów produkcyjnych WEG, oraz WEG Manufacturing System (WMS), autorskiego narzędzia używanego przez WEG do poprawy metodologii produkcji i ograniczania strat. Oba rozwiązania współpracują z MFM i WEG Motor Scan w zakładach produkcyjnych WEG – nie tylko u klientów.
Pilotażową fabryką stosującą rozwiązania przemysłu 4.0 w WEG jest zakład zajmujący się okablowywaniem w siedzibie głównej w Jaraguá do Sul (Santa Catarina) w Brazylii. Poniżej przedstawiamy korzyści płynące z tego podejścia.
Przemysł 4.0 w akcji
Obecnie system MFM zastosowany w fabryce okablowania monitoruje 348 maszyn i urządzeń. Dostarcza firmie dokładne informacje na potrzeby konserwacji w oparciu o stan operacyjny zasobów (konserwacja oparta na stanie technicznym, CBM), co jest kluczowym elementem konserwacji predykcyjnej. MFM monitoruje przede wszystkim: silniki, przetwornice częstotliwości, softstartery, przekładnie, motoreduktory, sprężarki, pompy i wentylatory.
MFM to rozwiązanie chmurowe działające na platformie WEGnology, co oznacza, że można jej używać w dowolnym miejscu na świecie i z dowolnego biura lub zakładu WEG. MFM umożliwia inżynierom sprawdzanie stanu technicznego silników niskiego i średniego napięcia, napędów o zmiennej częstotliwości (VFD) i softstarterów niskiego i średniego napięcia, systemów rozruchowych z inteligentnymi przekaźnikami, przekładni, motoreduktorów, sprężarek i innych zasobów z dowolnej branży lub lokalizacji.
Okresowe gromadzenie i zaawansowane przetwarzanie danych, zarówno na brzegu sieci, jak i w chmurze, dostarcza firmie cenne informacje. Na ich postawie można opracowywać planów konserwacji predykcyjnej uwzględniające stan operacyjny floty.
Wielowarstwowe działanie
MFM to system wielowarstwowy. Pierwsza warstwa obejmuje zasoby przemysłowe, które mogą być monitorowane przez system MFM. Druga warstwa jest przeznaczona do cyfryzacji zasobów i łączności w chmurze za pośrednictwem rozwiązań WEG Scan i Gateway. Trzecia to warstwa oprogramowania służąca do zarządzania. Dane są w niej prezentowane za pomocą pulpitów, raportów, powiadomień itd. To właśnie ta cecha sprawia, że MFM sprawdza się w WEG.
Oto niektóre z dostępnych funkcji trzeciej warstwy: pulpit nawigacyjny do analizy drgań, moduł do zarządzania konserwacją z CMMS, tworzenie kopii zapasowych parametrów napędów, aplikacja do powiadamiania i zarządzania (WEG Digital Notify), zoptymalizowane przetwarzanie danych na krawędzi i wiele więcej.
Czwarta i ostatnia warstwa obejmuje moduł specjalistyczny i wymiany informacji. Moduł specjalistyczny jest wyposażony w zaawansowane funkcje obejmujące wszystkie zasoby monitorowane przez MFM. Umożliwia autonomiczną diagnostykę awarii i analizę zużycia energii za pomocą zaawansowanych algorytmów sztucznej inteligencji opartych na wiedzy WEG. Moduł wymiany służy do integracji z systemami innych firm.
Bezpieczeństwo
Bezpieczeństwo wszystkich narzędzi z obszaru przemysłu 4.0 jest niezwykle ważne. Dlatego też system MFM jest zgodny z surowymi standardami cyberbezpieczeństwa oraz wyposażony w nowoczesne protokoły, mechanizmy i zabezpieczenia, które pozwalają zadbać o bezpieczeństwo informacji. Obejmują one szyfrowanie przesyłanych i przechowywanych danych, tokeny zabezpieczające dla każdego urządzenia oraz kontrolę dostępu z podziałem na role. Zawierają też funkcje równoważenia obciążenia i redundancji, umożliwiające aplikacji realizację celów w zakresie działania i dostępności informacji oraz bezpieczeństwa.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Do podłączania do systemu MFM bram, urządzeń na krawędzi i aplikacji stosowane jest uwierzytelnianie za pomocą tokenów dostępu generowanych przez samą aplikację. To gwarantuje, że tylko urządzenia posiadające takie tokeny mogą pobierać i publikować dane. Rozwiązanie to zostało wdrożone w fabryce Jaraguá do Sul, aby zadbać o bezpieczeństwo całej sieci.
Efekty rozwiązań z obszaru przemysłu 4.0
Oprócz natychmiastowych i bezpośrednich efektów wdrożenia cyfrowego systemu monitorowania zasobów, dalsze modyfikacje programu i procedur konserwacji przełożyły się na ogólną redukcję kosztów konserwacji i przestojów produkcyjnych oraz zwiększenie dostępności maszyn.
W jednym przypadku w fabryce okablowania zaplanowano coroczną konserwację zapobiegawczą. Usunięcie dziesięciu silników z konstrukcji, przeprowadzenie konserwacji i ponowne zainstalowanie silników wymagało tygodnia zaplanowanych prac. Dzięki większej pewności zapewnianej przez system MFM, która umożliwia wczesne wykrywanie awarii, można było ten proces zmodyfikować. Obecnie maszyna i silniki pracują w sposób ciągły, a konserwacja danego silnika jest planowana tylko wtedy, gdy system MFM zidentyfikuje trend lub przyszłe problemy z silnikiem.
Ogólna efektywność maszyn (OEE) jest dobrym wskaźnikiem do oceny funkcjonowania zakładu. Brane są pod uwagę trzy czynniki: dostępność, wydajność i jakość. Choć system monitorowania zasobów online nie wpływa na jakość, która jest bardziej związana z prawidłową kontrolą procesu, wpływa on bezpośrednio na wydajność oraz dostępność.
W 2018 r. zakład uzyskał wskaźnik wydajności i jakości wynoszący 98% – tzn. naprawdę wysoki. Dzięki wdrożeniu systemu monitorowania i kontrolowania stanu zasobów na przestrzeni trzech lat dostępność uległa poprawie o około 10%.
W 2020 r. system konserwacji i monitorowania online pozwolił uniknąć 49 nieplanowanych przestojów, co oznacza oszczędność kosztów konserwacji na poziomie 6%. Liczba roboczogodzin związanych ze zleceniami napraw elektrycznych i mechanicznych – oprócz działań zapobiegawczych i predykcyjnych – również spadła o ok. 10%.
Z analizy systemu ERP wynika też, że koszty konserwacji w przeliczeniu na zaplanowaną godzinę pracy maszyny spadły o 23%. Dzięki inicjatywom z zakresu przemysłu 4.0 w zakładzie okablowania zaobserwowano wzrost całkowitego wskaźnika OEE o 5%.
Dla WEG podwójne zastosowanie tej strategii przełożyło się na znaczny wzrost wydajności operacyjnej w zakładzie Jaraguá do Sul i wielu innych na całym świecie. Wewnętrzne wykorzystanie tej technologii pozwala ekspertom z WEG ulepszać funkcje własnych narzędzi cyfrowych, aby klienci mogli czerpać z nich korzyści w przyszłości.
Źródło: WEG
