Shop Floor integratie voor sensor fabrikant
Automatisering in plaats van over-onderhoud
Door: Claudia Ballhause, IT-journalist voor Wordfinder
Digitalisering heeft geleid tot een optimalisering van de processen in productiebedrijven. Toch zijn er nog gebieden die veel handmatige registratie vereisen. Dit geldt bijvoorbeeld voor het onderhoud van machines, dat in de regel met de door de fabrikant aanbevolen intervallen wordt uitgevoerd. Een sensorfabrikant uit het Ruhrgebied vertrouwt nu op toestandsafhankelijk onderhoud voor de productie van een van zijn belangrijkste componenten met behulp van Shop Floor Integration, dat is gebaseerd op echte gegevens en de individuele slijtage van gereedschappen registreert. Automatisering voorkomt overmatig onderhoud en voortijdige vervanging van gereedschappen, waardoor de kosten dalen en de machine langer doorloopt.
ifm electronic GmbH, gevestigd in Essen, ontwikkelt en produceert hooggespecialiseerde sensoren voor de industrie op locaties in Duitsland, de VS, Singapore, Polen, Roemenië en India. Wereldwijd werken er 7.300 medewerkers voor het bedrijf, dat levert aan klanten uit de verpakkings-, automobiel- en voedingsmiddelenindustrie, evenals aan fabrikanten van werktuigmachines. Met de alsmaar groeiende trend naar Industrie 4.0 worden IO-Link sensoren steeds belangrijker. Deze sensoren zijn eenvoudig in te stellen en verbeteren de transparantie van machinegegevens; ze beloven een verhoging van de efficiëntie en kostenbesparingen.
ifm produceert IO-Link sensoren in zijn fabriek aan de Bodensee. De sensoren onderscheiden zich doordat ze niet alleen kunnen meten, maar ook informatie kunnen aggregeren en doorsturen daarom kunnen ze op verschillende manieren in productie-installaties worden gebruikt. Het belangrijkste element van de intelligente sensoren is een printplaat die communicatie mogelijk maakt. De printplaat wordt vervaardigd met behulp van SMD-assemblagemachines (Surface moutend device) van FUJI. Regelmatig onderhoud van de plaatsingskoppen is echter van vitaal belang om een constant hoge kwaliteit te waarborgen.
Toestandsafhankelijk onderhoud in plaats van onderhoudsaanbevelingen van de machinefabrikant
Tot nu toe werden in de fabriek altijd de onderhoudsaanbevelingen van de machinefabrikant opgevolgd. Na verloop van tijd werd echter duidelijk dat de plaatsingskoppen met deze onderhoudsmethode niet hun maximale output (aantal picks per plaatsingskop) haalden, wat leidde tot onnodig hoge kosten en onderhoudsinspanningen. "We besloten daarom over te schakelen op toestandsafhankelijk onderhoud en service, maar we moesten accepteren dat het netto-effect beperkt zou zijn. De enige manier om de capaciteitslimiet van de inlegkoppen te bepalen, was namelijk het moeizaam en continu controleren van de tellerstand op de machine", legt Stefan Gessler, hoofd van de onderhoudsafdeling bij ifm, uit. De enige manier om te voorkomen dat de gegevens handmatig in het ERP-systeem moesten worden ingevoerd, wat veel van het personeel zou vergen en bovendien foutgevoelig zou zijn, was het implementeren van een geautomatiseerde oplossing.
Uiteindelijk kozen ze voor Shop Floor Integration (SFI), een verticale digitaliseringsoplossing van softwarefabrikant GIB mbH uit Siegen. Bij deze oplossing meet een sensorsysteem in de machine het aantal keren dat de inlegkop omhoog en omlaag wordt gebracht en stuurt de gegevens automatisch door naar het ERP-systeem. Als het maximale aantal picks is bereikt, wordt automatisch een onderhoudsorder aangemaakt en een reserveonderdelenreservering geactiveerd. "Voor ons was het grote voordeel van SFI dat we gebruik konden maken van bestaande hardware en software. We hoefden geen extra sensoren te installeren, wijzigingen aan te brengen in de middleware of het ERP-systeem aan te passen. Standaard aanpassingsfuncties worden gebruikt om een verbinding te creëren van de werkvloer naar het bedrijfsprocesniveau," legt Matthias Marx, IIoT-consultant bij GIB, uit.
Toegang tot informatie in real time en waarschuwingen
SFI is een softwareoplossing die sensorgegevens van de middleware ontvangt en de informatie doorstuurt naar de overeenkomstige gebieden in het ERP-systeem. De informatie wordt daar opgeslagen voor latere evaluatie en dient als basis voor aanbevelingen voor actie. Dit omvat bijvoorbeeld waarschuwingen voor automatische inkoopaanvragen. Met name voor de productie van printplaten betekent dit dat elke inlegkop met een barcode in het SAP-systeem wordt geregistreerd. Het exacte ordernummer van elke kop kan in real time worden opgevraagd. Afhankelijk van de individuele graad van slijtage stelt het ERP-systeem automatisch voor om de inlegkoppen te vervangen, wat de onderhoudstechnicus dan onmiddellijk kan uitvoeren. Op die manier vermijdt ifm overmatig onderhoud en voortijdige vervanging van componenten, die anders onnodige kosten en verbruik van middelen met zich zouden meebrengen. "Onderhoud en reparaties zijn voor ons eenvoudiger te plannen. We zijn in staat geweest om stilstand- en insteltijden te minimaliseren en tegelijkertijd een kwalitatief hoogwaardige productie te garanderen", vat Stefan Gessler samen. "Tegelijkertijd zetten we, dankzij de besparing van hulpbronnen die we hebben bereikt, een verdere stap in de richting van groene productie door duurzamer te werken."
SFI heeft geleid tot talrijke verbeteringen en een efficiënter gebruik van de machines. In plaats van eenmaal per week handmatig het actuele aantal picks in SAP in te voeren, worden de bewegingen van de plaatsingskop automatisch geregistreerd en tweemaal per dag doorgegeven. Dankzij de tracking weten de productieverantwoordelijken ook precies waar elk gereedschap wordt gebruikt. Wat de productie betreft, was het ook bijzonder verheugend dat de hele implementatie, inclusief procesanalyse en opleiding, slechts twee weken in beslag nam. Het productieverlies zelf was minimaal. Tenslotte is de oplossing niet duur, zodat het bedrijf zijn investering binnen slechts zes maanden kan terugverdienen.
Conclusie
Bedrijven gaan er vaak van uit dat grote investeringen nodig zijn om automatiserings- en digitaliseringssystemen voor Industrie 4.0 te implementeren. Op sommige gebieden kunnen echter zelfs kleine oplossingen een grote impact hebben zonder de lopende operaties op lange termijn te beïnvloeden. De implementatie van SFI bij ifm laat zien dat een aanzienlijke optimalisatie van werkprocessen kan worden bereikt met relatief weinig moeite en kosten. Bij oplossingen met componenten zoals SFI is het ook vermeldenswaard dat er zeer weinig opleiding nodig is voor de werknemers en dat de oplossing algemeen wordt aanvaard.
