Устаревшие механизмы могут быть использованы для современных операций

Всего два года назад, когда Брэд Клиппштейн из Okuma America захотел выжать некоторые рабочие данные из устаревшего станка, ему пришлось подключить десятки проводов к шкафу управления и добавить ПЛК. После того, как он закончил, данные передаются от станка к ПЛК, а затем к концентратору или серверу, где они хранятся.

«У нас есть такие вещи, как Ethernet и Wi-Fi, и все эти технологии, которые мы можем использовать в настоящее время», — сказал Клиппштейн, руководитель специалиста по продуктам. «Но оборудование более 30 лет назад не имело такой возможности, поэтому вам приходилось физически подключать устройство к шкафу управления, чтобы извлечь все эти данные. Теперь нам даже не нужно иметь жесткое соединение [с новыми машинами]. Вы можете делать что-то без проводов. Это переход за последние 30-40 лет».

Часть работы Klippstein заключается в том, чтобы помочь клиентам сделать отдельные шаги в подключенном, оцифрованном и управляемом данными мире Индустрии 4.0 — для новых и устаревших станков.

Эти преимущества могут включать:

• Мониторинг станков в режиме реального времени на заводе или удаленно
• Повышение производительности и качества
• Непредвзятая отчетность
• Обоснование приобретения
• Прогностическое обслуживание
• Привлечение и удержание высококвалифицированных специалистов, которым интересно учиться новому и быть в авангарде современных процессов.

Независимо от того, передаются ли они по проводам или по воздуху, данные, собранные с фабричных устройств, могут помочь владельцу магазина принимать более взвешенные бизнес-решения.

Имея анализ данных, работники смогут лучше отслеживать операции в цехе, что поможет им решать проблемы, улучшать процессы и повышать производительность.

Благодаря одному недавнему усовершенствованию владелец магазина может даже больше не нуждаться в ком-то вроде Клиппштейна для своих устаревших станков.

В 2019 году Okuma выпустила NET BOX suite-C Quick в качестве более дешевой альтернативы инженерному решению для сбора данных со старых машин. Для краткости NET BOX CQ подключается непосредственно к сигнальной вышке, а затем к концентратору или устройству, используемому для получения сигналов.

NET BOX CQ использует три оптических датчика — по одному для зеленого, желтого и красного света на башне — и преобразует собираемую ими информацию в формат, который может быть прочитан компьютерной системой. Для стандартизации данных, собираемых любым из своих программ, Okuma использует MT Connect, широко используемый протокол связи с открытым исходным кодом.

«Его легко установить, и для этого вам не нужен техник Okuma», — сказал Клиппштейн о NET BOX CQ.

Начнем с того, что возможность видеть, работает ли машина, является отличным показателем для отслеживания, потому что владелец магазина обычно хочет довести каждую единицу оборудования до максимальной производительности. Он хочет, чтобы общая эффективность его оборудования (OEE) находилась в диапазоне 65–85 %, потому что машина приносит деньги только тогда, когда она работает.

«Итак, просто извлекая эту информацию — зеленую, желтую, красную — я могу отслеживать и изменять ее с течением времени и, по крайней мере, видеть, когда происходили остановки и как долго», — сказал Клиппштейн. «А затем я делал следующий шаг и спрашивал:«Почему это произошло и почему это продолжает происходить каждый день в 2:30?» Итак, теперь я могу отслеживать события. По крайней мере, это поможет мне сделать шаг в правильном направлении».

Кристофер Резны, центральный региональный менеджер поставщика средств автоматизации производства Fastems, сказал, что, хотя MT Connect и программное обеспечение Okuma являются очень хорошими средствами для сбора данных, ограниченный объем данных, доступных на устаревшей машине, — не единственный их недостаток по сравнению с современными машинами.

«Интерфейсы от старых, устаревших машин к другому используемому внутреннему программному обеспечению, скажем, ERP-системе в качестве примера, также либо очень ограничены, либо вообще отсутствуют», — сказал он. «Также могут быть проблемы, связанные с механизмами обратной связи от этих старых машин в отношении протоколов безопасности для пользователя».

Производственные работники должны быть готовы к переменам

Несмотря на описанные Резны ограничения, у таких компаний, как Okuma и Excellerant Manufacturing, есть множество данных и машин, с которыми можно работать.

«Большинство магазинов имеют устаревшее оборудование, — сказал президент Excellerant Manufacturing Джон Карпентер. «Большинство людей приходят к нам из-за нашей истории с устаревшим оборудованием — зная эти шкафы внутри и снаружи — потому что мы буквально соединили десятки тысяч станков с ЧПУ на протяжении многих лет, и мы накопили то, что я бы назвал коммерческой тайной о том, что такое лучший способ подключения этого устаревшего оборудования».

Первая цель при обращении к новому покупателю — понять, чего он или она хочет. Этот человек просто пытается передать данные из производственного цеха, чтобы все знали о том, что происходит?

«Все дело в том, какую проблему вы пытаетесь решить», — сказал Карпентер. «А затем давайте дадим вам основы для начала. Большинство заводов не в полной мере оценили имеющиеся данные. Они сейчас ползут. Я буду ходить по магазинам и жалеть их, потому что они даже не дошли до стадии сканирования».

Карпентер вспомнил об одном клиенте, руководство которого хотело получить базовую прозрачность — данные о том, что происходит в цеху. А работники цеха сопротивлялись сбору данных, опасаясь, что Большой Брат наблюдает за ними.

Карпентер оставил этот вопрос на усмотрение руководства магазина. Но он понимал, что у рабочих не было выбора. Он знал, что руководители цехов искали данные для измерения производства и улучшения процессов, а не в качестве тактики Большого Брата. К сожалению, руководство не подготовило своих сотрудников к переезду.

"Это открывает так много глаз на стольких уровнях, но ваши сотрудники должны быть готовы к переменам", – сказал он.

После того, как основные принципы будут отслежены — будем ли мы их сокращать? Если сократить, то на 100 процентов? А если нет, значит, мы находимся в режиме сокращенного производства? — и данные передаются в систему Excellerant в режиме реального времени, с машинными данными и коммуникационной платформой, можно добавить множество датчиков и преобразователей, чтобы получить больше данных.

Датчики могут быть встроены для измерения температуры, вибрации, давления, расхода, концентрации и многого другого.

«Вы должны определить, что важно», — сказал Карпентер. «Мы можем собирать все виды данных из точки в цехе. Когда вы начинаете анализ вибрации и поломки инструмента, вы получаете огромное количество данных. Список можно продолжать и продолжать».

По его словам, всегда есть способ собрать больше данных, но иногда это становится непомерно дорогим. Владелец магазина должен определить, сколько он готов потратить на датчик, чтобы вывести свои данные на новый уровень.

«Обычно, когда вы связываете это с каким-то проектом OEE, это быстро окупается», — сказал Карпентер.

Знайте, какие вопросы задавать

«Очевидно, что это проблема всей отрасли, но вопросы, которые мы получаем, обычно делятся на две категории», — сказал Кори Вебер, старший архитектор промышленного IoT в Bosch Rexroth. «Это:как мне повысить качество моего производства с помощью IoT или с помощью IIoT? Или это:Как мне повысить свою эффективность?

«Еще один вопрос, который возникает здесь:как мне снизить свои производственные затраты?»

По оценкам Weber, 90 % заказчиков хотят получить ответы не только на эти вопросы, связанные с производством, но и на визуализацию в реальном времени и мониторинг станков как на месте, так и удаленно.

— Это первый шаг, верно? он сказал. «Что делает моя [автоматизированная линия или станок]?»

Решение Bosch Rexroth для извлечения данных из устаревших машин — это шлюз IoT под названием PR-21, представляющий собой небольшой одноплатный компьютер, защищенный для промышленных сред. У него также есть платформа IIoT, ctrlX CORE, для извлечения и обработки данных и их перемещения в хранилище на локальном сервере или в облаке.

Одним из наиболее распространенных применений собранных данных, которое Вебер видел, является профилактическое обслуживание.

Умные корректировки графика технического обслуживания на основе данных — это один из способов обеспечить бесперебойную работу станков и снизить производственные затраты за счет сокращения отходов.

«Я знаю, что даже на наших собственных объектах мы делали такие вещи, как переход на часы использования вместо планового [календарного] обслуживания», — сказал Вебер.

Например, у Bosch Rexroth есть участок гидравлических испытаний, где рабочие меняли жидкость каждые две недели. После того, как они установили непрерывный мониторинг на машине, они смогли пересмотреть график замены жидкости на график, основанный на времени использования по сравнению с календарным временем.

«Когда вы говорите о 50–60 галлонах гидравлической жидкости или больше, это может дорого обойтись», — сказал он.

Другие типы жидкостей имеют заданные параметры, которые должны соблюдаться для их оптимального использования, будь то концентрация, тепловое воздействие или другие факторы.

«Если вы можете проводить испытания на регулярной основе, вы можете перейти на техническое обслуживание по мере необходимости, сэкономить много денег и защитить свое качество», — сказал Вебер. "Это привлекательная точка продажи и относительно легко висящие плоды".

Вебер приобрел знания в области производства, когда рос:его отец владеет небольшим производственным бизнесом. Однако его образование связано с информационными технологиями. По его словам, чтобы извлечь выгоду из внедрения Индустрии 4.0, необходимы как знания в области производства, так и интеллектуальные данные.

«Вам нужен кто-то, кто понимает реальный процесс», — сказал он. "А кто-то, кто понимает процесс, может посмотреть на данные и сказать:"Это не похоже на то, что должно быть"".

Как только данные находятся в руках, возможности безграничны, в зависимости от того, насколько сильно пользователь хочет их обработать.

Если владельцу магазина посчастливилось найти кого-то с реальным опытом работы с данными, он может даже заняться искусственным интеллектом.

"Это вопрос сбора достаточного количества данных, чтобы сделать их ценными, а затем, и я не могу не подчеркнуть этого, знать, какие вопросы вы хотите задать относительно данных", – сказал он.

Совет Вебера, связанный с данными, конечно же, применим как к новым, так и к устаревшим машинам. Интеллектуальный анализ данных для интеллектуальных операций применим к обоим.