| Въвеждане на технологии от Индустрия 4.0. - част 1: Целта на настоящата дейност е да бъдат въведени технологии от Индустрия 4.0 в нашето предприятие, чрез които ще успеем да повишим нивото си на дигитализация.
Изпълнението на дейността ще доведе до внедряването на следните технологии от Индустрия 4.0 от Приложение 18:
1. Технология Индустриален интернет на нещата ;
2. Технология Дигитални близнаци;
3. Технология Анализ на големи данни.
1. Технология Индустриален интернет на нещата (Industrial Internet of Things – IIoT).
Технологията е свързана със:
- Събиране на данни за работните параметри, качеството на производството и състоянието на оборудването в реално време чрез сензори и контролери;
- Предаване на данните в реално време към централни системи за анализ;
- Отворена платформа за комуникация.
За целите на въвеждането на технологията ще бъде закупена Роботизирана линия за катоднo електрофорезно боядисване (KTL). Линията представлява свързана IIoT екосистема, където всяко устройство – от сензор до робот – е част от обща мрежа за обмен на данни в реално време.
Посочената машина използва SCADA система за наблюдение, управление и контрол на индустриални процеси. Тя комбинира софтуер и хардуер (като сензори, PLC и компютри), които позволяват на операторите да събират данни, да наблюдават и да управляват машината и процеса като цяло, от разстояние, в реално време.
Основни компоненти са:
• Хардуер: Сензори, програмируеми логически контролери (PLC), дистанционни устройства, които взаимодействат с машината и събират данни.
• Софтуер: SCADA софтуерът събира, записва и представя събраните данни чрез графични интерфейси (HMI).
Чрез SCADA се осигурява управление на всички станции в линията – ток/напрежение на изправители, времена, скорости на роботите и др. SCADA осъществява предикативна поддръжка: задаване на интервали, автоматични предупреждения и изпращане на e-mail; контрол на състояние на помпи, филтри, двигатели, pH калибрации и др.
Линията за KTL покритие използва IO-Link – свързаност до най-ниското ниво (основа на IIoT в индустрията).
IO-Link дава следните предимства:
- Осигурява двупосочна комуникация със сензори и изпълнителни механизми;
- Позволява автоматична диагностика, състояние на устройството, параметри и идентификация;
- Лесно пренастройване на сензори без ръчна намеса – важно за умни фабрики.
OPC UA е гръбнакът на IIoT комуникацията. Наличието му позволява трансфер на данни в реално време към SCADA , предвиденият за закупуване по проекта софтуер за мониторинг, описан по-долу и др. аналитични софтуери.
Този протокол, широко използван в IIoT, дава на оборудването:
- Открит стандарт → лесна интеграция с други IoT системи.
- Възможност за cloud/edge свързаност.
- Безопасна комуникация (криптиране, сертификати).
Разглежданата от нас линия използва свързаност чрез:
- Profinet – високоскоростна, надеждна индустриална мрежа;
- безжични IoT gateways (Anybus/Wago/Siemens) между PLC и роботните панели.
Роботите изпращат данни като интелигентни IoT устройства. В резултат е възможно управление и контрол в реално време от всяка точка на мрежата.
Линията за боядисване използва SQL база данни и уеб интерфейс за управление на енергията. Всички данни (температури, pH, токове, нива, енергия, аларми и др. ) се съхраняват в SQL и се визуализират през уеб браузър. Посоченото осигурява:
- Централизирано събиране на Big Data;
- Визуализация в реално време.
- Мобилен достъп (през смартфон/таблет).
- Възможност за cloud интеграция.
Може да обобщим, че описаните IIoT аспекти позволяват на линията да събира:
- операционни параметри;
- данни за операторски действия;
- данни за вход/изход на материал,
- информация за времена на престой във всяка вана,
- настройките и реалните стойности на ток/напрежение,
- аларми с дата/час и оператор.
Посоченото гарантира пълна видимост на процесите в реално време и исторически, от различни точки на достъп. Създава се напълно свързана фабрична среда. Системата работи като IoT платформа за анализ и управление. |
838 518.69
|
0.00
|
| Въвеждане на технологии от Индустрия 4.0. - част 2: 2. Технология Дигитални близнаци
• Виртуални модели на физическите активи;
• Оценка на въздействието на промените.
Въвеждането на посочената технология отново е свързано със закупуването на заложената по проекта линия за KTL боядисване.
Линията за катафореза реализира два вида дигитален близнак.
1. 3D реално-времеви дигитален близнак на цялата инсталация
Това е триизмерен виртуален модел на линията, създаден на базата на CAD данни.
Той отразява:
- всички станции, вани, роботизирани подемници, устройства;
- текущото състояние на процесите;
- текущите позиции и движения на роботите;
- температури, нива, pH, проводимост;
- аларми, състояния на оборудването;
- товарене/разтоварване на материали;
- реални времена и стъпки по рецептите;
Дигиталният близнак е свързан с реалната система чрез OPC UA, което му позволява да се актуализира в реално време според данните от PLC, сензорите и SCADA.Това е живо виртуално копие на машината.
2. Процесен дигитален близнак (Process Twin) – симулатор преди реално производство
Реализира се чрез:
CAD модел → за 3D средата
реален PLC → за логика и алгоритми
виртуални роботи, виртуални вани и виртуални рецепти
Симулаторът ще позволи:
- да тестваме рецептури, без да се спира производството;
- откриване на тесни места (bottlenecks);
- да оптимизираме дейността на роботите;
- да определим/предвидим капацитета/ натовареността на линията;
- да обучаваме оператори в офис среда;
- да правим „какво ако“ сценарии;
- да валидираме нов процес преди да го въведем физически.
Изложеното характеризира технологията като модел за виртуално въвеждане в експлоатация, а не просто 3D визуализация.
Системата покрива всички критерии за истински Digital Twin:
✔ Двупосочна комуникация с реалната фабрика (OPC UA)
Дигиталният близнак е свързан към всички реални устройства:
- сензори
- роботни контролери
- PLC
- измервателни уреди
- енергийни анализатори
Така виртуалният модел съществува благодарение на реалните данни.
✔ Отразява реалното поведение на машините
3D Twin моделът показва:
- движенията на роботите → в реално време
- състоянието на станциите → активни/неактивни
- процесните времена → точно както се изпълняват
- производствения поток на детайлите
- текущите стъпки на рецептите
Това го прави своеобразно огледало на инсталацията.
✔ Дигиталният близнак симулира производството,, което го прави инструмент за предсказване, не само за мониторинг.
Процесният Twin може да изчислява времена, капацитет, конфликтни точки и да предотвратява бъдещи грешки на базата на реализиран сценарий.
✔ Докато повечето системи използват „soft simulation“, предвидената от нас линия ползва реално PLC управление – критичен елемент, който управлява виртуалните роботи,
виртуалните станции и виртуалните стъпки - отличителен белег на Digital Twin от висок клас.
✔ Подпомага обучения и оптимизация без спиране на производството
Операторите могат да тестват рецепти, тренират действия в SCADA, учат логиката на линията.
Видно от посоченото заложената по проекта линия притежава технологията Digital Twin, позволяваща виртуално валидиране, оптимизация и непрекъснато подобрение. Дигиталният близнак представлява виртуално копие на цялата производствена линия, което позволява симулации на различни сценарии, за да се види как промени в определени параметри биха повлияли на поведението на детайлите/работните станции/роботите/ваните в реалния процес на поставяне на КТЛ покритие. Чрез дигиталния близнак ще можем да разберем как дадени промени ще повлияят на производителността и качеството на продуктите, преди те да бъдат внедрени в реалния производствен процеси. |
0.00
|
0.00
|
| Въвеждане на технологии от Индустрия 4.0. - част 3: 3. Анализ на големи данни (Big Data)
Технологията ще ни позволи:
- да събираме данните от производственото оборудване, които са различни по своята структура и обем, така че да можем да идентифицираме модели, зависимости и аномалии в производствените процеси;
- да извършваме мониторинг в реално време, което ще осигури постоянна видимост на производствените процеси и анализ на ефективността, така че да можем да предприемаме навреме коригиращи действия.
За целите на въвеждането на технологията ще бъде закупена система за мониторинг на индустриално оборудване. Основната ѝ функция е да осигурява реално-времево придобиване, обработка и визуализация на производствена информация, получавана от машини и оператори. Решението е базирано на трислойна архитектура: машини, сървър и клиентско ниво. От машините се събират данни, на сървъра се прави реално-времева обработка и запис на входните сигнали, управление на достъпа и изхода към други системи. Клиентското ниво осигурява достъп до данните и функционалностите на системата чрез уеб-базиран интерфейс. Архитектурата на системата е модулна и позволява поетапно разширяване без ограничения в броя на свързаните машини, като всички данни се съхраняват и анализират централизирано. Това дава възможност да обхване както предвидената за закупуване по проекта линия, така и съществуващото в компанията оборудване със CNC управление. За целите на осигуряването на тази архитектура ще закупим както софтуера, така и сървър, пригоден за съхранението и обработката на данните на системата.
Системата реализира технология за Big Data, базирана на времева база данни, която съхранява, обработва и анализира големи обеми от производствени данни. Решението покрива всички основни характеристики на Big Data – 5Vs:
Volume (Обем)
Данните от управлението на машината се придобиват чрез модул на системата с висока честота – на всеки 1–2 секунди се записват състояния, режими, номер и/или наименования на текущи NC програми, аларми, статуси, оператори, смени и други параметри. За едно денонощие това представлява хиляди записи в базата. Обемът на информацията е достатъчно голям, за да изисква оптимизирана time-series архитектура. Системата записва само променените стойности, което осигурява висока ефективност при съхранение.
Velocity (Скорост)
Системата работи в реално-времеви режим – информацията за състоянието на машината (напр. RUNNING, STOPPED, ALARM и др.), както и допълнителни данни като код и име на NC програма, номер и текст на аларма, подавания, оператор и смяна, се подава и визуализира в уеб клиента с латентност под 5 секунди. Това покрива изискванията за поточна обработка с висока скорост на постъпване и реакция.
Variety (Разнообразие)
Системата обработва разнообразни по структура и тип данни:
o числови данни – обороти, подавания, натоварвания, броячи;
o дискретни (булеви) състояния – режими и статуси;
o текстови низове – NC програми, алармени съобщения;
o контекстни метаданни – оператор, смяна.
Всички тези различни типове информация се унифицират и съхраняват като времеви редове в базата данни.
Veracity (Достоверност)
Данните се придобиват директно от контролера на машината чрез стандартизиран интерфейс, без ръчно въвеждане, което елиминира субективни грешки. Системата автоматично филтрира невалидни стойности и осигурява точна времева синхронизация на събитията.
Така се гарантират достоверност и консистентност на данните, което е ключово условие за изчисляване на KPI показатели по ISO 22400.
Value (Стойност)
Натрупаните данни се анализират и визуализират в уеб клиента на софтуера чрез графични панели, отчети и исторически анализи. Ръководителите могат да проследяват наличност на машината за работа, ефективно натоварване и престои в реално време или ретроспективно. Системата поддържа агрегиране, филтриране и корелация на данни по периоди, смени, оператори и машини, а вграденият аналитичен механизъм позволява изчисляване на ключови показатели за ефективност (KPI) и формиране на отчети. |
30 677.52
|
0.00
|
