Podjąwszy wyzwanie dostosowania istniejących zakładów do wymogów wynikających z koncepcji Industry 4.0, firma Nestlé zaplanowała optymalizację kosztów i nakładów pracy potrzebnych do realizacji tego zadania. W swoim zakładzie w Osthofen (Niemcy) firma wdraża pilotażowy projekt oparty na Orange Box – rozwiązaniu dostarczonym przez B&R.
Orange Box pomaga starym zakładom wykonać ogromny krok naprzód na drodze ku efektywności właściwej inteligentnym fabrykom.
W ramach działalności firmy Nestlé co roku powstaje nowy zakład, jak np. ten w Schwerin (Niemcy), gdzie produkcja ruszyła w 2014 r. i obecnie produkuje setki milionów kapsułek kawy rocznie. Zakład w Schwerin bazuje wyłącznie na najnowszej technologii, co daje gwarancję, że kawa tam produkowana spełnia najwyższe standardy jakości. Dzisiejsze, budowane od podstaw zakłady rzeczywiście wyposażone są w urządzenia o wysoce zaawansowanej technologii, jednak nie osiągnęły one jeszcze poziomu standaryzacji przewidzianego w koncepcji Industry 4.0. Jest jeszcze dużo do zrobienia w tej dziedzinie – zauważa menedżer techniczny ds. systemów produkcyjnych Ralf Hagen.
Poza tym obok jednego lub dwóch budowanych co roku, bardzo wydajnych nowych zakładów mamy 430 starych zakładów, które wymagają działań z naszej strony. Również one powinny być w stanie osiągnąć konkurencyjny poziom wydajności – dodaje Hagen. – A to oznacza ich optymalizację zgodnie z wymaganiami koncepcji lndustry 4.0.
Poprawa wskaźników OEE i inne wyzwania
Firma Nestlé zwróciła się ze swoim problemem do kilku dostawców automatyki, w tym również do B&R. Karl-Heinz Mayer, kierujący biurem technicznym B&R w Bad Homburg (Niemcy), znalazł wiele możliwości zastosowania inteligentnej automatyki w celu stworzenia warunków do optymalnego wykorzystania istniejących zasobów. Jego zdaniem najlepszym miernikiem, jakim możemy się posłużyć, gdy chodzi o zmniejszanie kosztów produkcji, jest ogólna efektywność wyposażenia (overall equipment effectiveness, OEE). Poprawa wskaźnika OEE może obniżyć koszty produkcji o 10-20% – zapewnia Mayer.
Kierownictwo Nestlé dostrzega potrzebę zmian. Aby poprawić nasze wskaźniki OEE, musimy znacznie zmniejszyć częstotliwość nieplanowanych przestojów – twierdzi Hagen. – Musimy mieć dostęp w czasie rzeczywistym do cyfrowych danych produkcyjnych ze wszystkich naszych linii. Dotyczy to nie tylko nowszych, w pełni zintegrowanych systemów, ale także starszych, mniej zautomatyzowanych linii. Ważne jest również posiadanie bezpośredniego lub pośredniego połączenia z systemem planowania zasobów przedsiębiorstwa (ERP). Ponadto rozwiązanie musi odpowiadać standardom bezpieczeństwa firmy Nestlé.
Zarząd firmy szukał czegoś, co przypomina zasadę korzystania z urządzeń dotykowych firmy Apple: „zobacz – dotknij – pracuj”. Poza tym powinno to służyć jako przejściowy środek, skuteczny w okresie od 3 do 5 lat, do momentu znalezienia optymalnego rozwiązania opartego na technologii chmury.
Rozwiązanie – Orange Box
Uwzględniając powyższe wymagania, firma B&R zaproponowała Orange Box – rozwiązanie obejmujące sprzęt oparty na zasadzie Scalability+ i oprogramowanie bazujące na technologii mapp. Orange Box stanowi optymalne połączenie naszego modułowego sprzętu i oprogramowania, dostosowane dokładnie do wymagań klienta – zapewnia Mayer. – Układ sterowania, HMI i technologia mapp połączyły się, aby stworzyć doskonałą platformę dla produkcji odpowiadającej wymogom koncepcji Industry 4.0. (...).
Technologia mapp pozwala korzystać z wielu standardowych funkcji od razu po zamontowaniu urządzenia. Obliczanie wskaźnika OEE, zarządzanie użytkownikami, PackML, akwizycja danych – wszystkie te funkcje są dostępne jako gotowe komponenty mapp, które można zainstalować równie łatwo jak aplikację na smartfonie. Jest kilka zasadniczych różnic pomiędzy koncepcją mapp a konwencjonalnym podejściem opartym na blokach funkcyjnych. Komponenty mapp są interaktywne – mogą być połączone ze sobą i wymieniać dane automatycznie – mówi Mayer.
Czym jest Scalability+?
Rozwiązania B&R są oparte na precyzyjnym wyborze jednorodnych produktów, które obejmują wszystkie dziedziny automatyki. Czy będzie to pojedyncza maszyna, zintegrowana linia produkcyjna czy cała fabryka – rozwiązania są wdrażane za pomocą tego samego uniwersalnego narzędzia oprogramowania, jakim jest Automation Studio.
Komponenty mapp są włączane bez problemu w środowisko programistyczne B&R Automation Studio. Można je łatwo konfigurować, przy tym zwalniają inżyniera z konieczności programowania każdego szczegółu. Innym ważnym aspektem technologii mapp jest rozwiązanie interfejsu mapp View. Inżynierowie automatycy mają wszystkie narzędzia potrzebne do tworzenia potężnych i intuicyjnie prostych w obsłudze interfejsów (HMI). Nie muszą korzystać bezpośrednio z technologii HTML5, CSS czy JavaScript – wyjaśnia Mayer.
Do aplikacji HMI za pomocą standardu OPC UA można również łatwo przyłączać urządzenia sterujące innych producentów. Proponując obsługę z asystą menu i konfigurację zamiast programowania zdołaliśmy spełnić jeden z głównych wymogów Nestlé: instalacji przeprowadzanej przez pracowników niebędących specjalistami – podkreśla Mayer. – Zapewniliśmy im również możliwość centralnego zarządzania ich oprogramowaniem – przeprowadzania instalacji, sporządzania kopii zapasowych i aktualizacji poprzez sieć lub za pomocą złącza USB. Komunikacja może odbywać się różnymi kanałami, np. sieciami LAN lub WLAN. Jeśli chodzi o protokoły, rozwiązanie opiera się na takich standardach jak OPC UA i ISO on TCP.
Zakład pilotażowy w Osthofen
Pierwsza pilotażowa aplikacja Orange Box jest wdrażana w zakładzie Nestlé w Osthofen (Niemcy), w którym 300 pracowników wytwarza suplementy diety w płynie. Dzięki pełnej skalowalności oprogramowania i sprzętu, Orange Box może zgodnie współdziałać z każdą maszyną i linią produkcyjną w naszym zakładzie – twierdzi Hagen. Ponadto instalacja Orange Box nie wymaga żadnych modyfikacji oprogramowania w istniejących maszynach.
System jest na tyle przystępny, że nie wymaga wzywania eksperta. W trakcie każdej operacji użytkownik prowadzony jest przez intuicyjnie proste menu – podkreśla Hagen. Przy stosunkowo małych nakładach Orange Box zapewnia nam natychmiastowy wgląd w dane i umożliwia wprowadzanie ukierunkowanych usprawnień – bardzo skutecznych i opartych na dobrym rozeznaniu sytuacji. Jest również w wyjątkowym stopniu modułowy, dzięki czemu możemy łatwo i w dowolnym momencie dostosować go lub rozbudować. To wszystko, czego szukaliśmy – podsumowuje Hagen.
Inge Hübner, VDE VERLAG GMBH, www.digital-factory-journal.de
Alfa-Print Sp. z o.o.
ul. Świętokrzyska 14A
00-050 Warszawa
