Technologia pomiarowa produkcji w inteligentnej fabryce

Jako Producent pomp Wilo Planując zrównoważoną i cyfrową inteligentną fabrykę, zapewnienie jakości zmieniło się strategicznie: Dzisiaj, dzięki technologii pomiaru produkcji dostarczonej przez Klostermann, działa zapobiegawczo — a odpady produkcyjne spadły do zera.

‍
Ma 30 m długości, nie można go przeoczyć w Wilopark, siedzibie Grupy Wilo w Dortmundzie: elektrowni wodorowej H2Powerplant, która za pomocą elektrolizy przekształca energię elektryczną wytwarzaną ze słońca, wiatru i wody w zielony wodór. 520 kg wodoru może być zmagazynowane przez rozwiązanie systemowe, które firma zainstalowała w zeszłym roku jako pilotażowy zakład, a teraz służy klientom jako podstawa autonomicznej, zdecentralizowanej i regeneracyjnej sieci energetycznej. „Zrównoważony rozwój był zawsze praktykowany w całej firmie. Zrównoważony rozwój i zarządzanie jakością są dla nas obowiązkiem jednego działu, ponieważ oba działają tylko holistycznie” — wyjaśnia Tim Schirmers, Plant Quality Manager w Dortmundzie w Wilo. „Po stronie produktu zaczyna się to od rozwoju i trwa od produkcji do recyklingu. Ponadto tolerancje poszczególnych komponentów w całym strumieniu wartości - niezależnie od tego, czy są to elementy elektroniczne, elementy metalowe czy plastikowe - stają się coraz bardziej zacieśnione, dzięki czemu pompy i systemy pompowe ostatecznie osiągają wyższą efektywność energetyczną.

‍
Schirmers kontynuuje: „W rezultacie nie było dla nas wątpliwości, że planując nową inteligentną fabrykę, chcemy całkowicie skoncentrować zarządzanie jakością i technologię pomiarową na zrównoważony rozwój i cyfryzację. Nowa fabryka otworzyła dla nas zupełnie nowe możliwości: z dala od czystej reakcji na zapobiegawcze zapewnienie jakości i zarządzanie niezawodnością”.

‍
Zarządzanie jakością było zatem zaangażowane na wczesnym etapie planowania Smart Factory i opracowało nową strategię wykorzystującą cyfryzację: technologia pomiarowa również przechodzi na rynek. Tolerancje są mierzone przez pracowników produkcji. Wszystkie urządzenia pomiarowe — zarówno w pomieszczeniu pomiarowym, jak i produkcyjnym — wysyłają swoje dane do serwerów centralnych lub do chmury Wilo. Cel: To wyjaśnia na wczesnym etapie, kiedy procesy produkcyjne wymykają się spod kontroli. Po wprowadzeniu tej strategii zespół Schirmers zaczął ją wdrażać: „W przeszłości pracowaliśmy już we współpracy z Klostermann pracowali razem, a firma była w stanie wygrać przetarg” - mówi Schirmers.

‍

Z siedzibą w Remscheid dostawca kompleksowych technologii pomiarowych 3D dostarczył Wilo pierwszą maszynę pomiarową ponad 30 lat temu, a ostatnio uruchomił nawet swoją 1000. nową maszynę w Wilo. „Bliskość Klostermann jest dla nas bardzo pomocna: gdy potrzebujemy pomocy — czy to przy wdrożeniach, szkoleniach, tworzeniu programów, naprawach, urządzeniach pomiarowych, czy nawet zadaniach pomiarowych — eksperci Klostermann są zawsze pod ręką. Pomagają nawet na miejscu w przypadku nieprzewidzianych niedoborów personelu. Ten ogólny pakiet sprawia, że współpraca jest bardzo wydajna” - mówi Schirmers. Ponadto Klostermann rozwinął głębokie zrozumienie naszych wymagań i procesów na przestrzeni lat.

‍
Dla firmy Schirmers ważne było ścisłe zintegrowanie technologii pomiarowej w Smart Factory z technologią pomiarową w pomieszczeniu pomiarowym. Oznaczało to, że nowe urządzenia pomiarowe dla hali produkcyjnej powinny działać w ramach WM Quartis, oprogramowania pomiarowego firmy Wenzel. Ponieważ Wilo również od dawna polegał na Wenzelu w pomieszczeniu pomiarowym. Dlatego firma Wilo zdecydowała się na współrzędnościowe maszyny pomiarowe producenta z Wiesthal. Wybór został dokonany dla trzech SF 55, zaprojektowanych z myślą o bezpośrednim środowisku produkcyjnym. „Potrzebowaliśmy również trzech współrzędnościowych maszyn pomiarowych Wenzel na hali produkcyjnej, aby zapewnić spójność, a tym samym porównywalność danych” - mówi Schirmers. „Możemy zatem przesyłać dane z pomieszczenia pomiarowego, tj. dane pomiarowe i programy pomiarowe, do maszyn od razu w produkcji. Standaryzacja ma również tę zaletę, że pracownik produkcyjny może przejść do innej współrzędnościowej maszyny pomiarowej w mgnieniu oka w momencie, gdy mamy szczyt”.

‍
Elastyczne systemy zaciskowe firmy Witte zostały wdrożone jako urządzenia pomiarowe: „Teraz pracownik wkłada komponent, wybiera program pomiarowy za naciśnięciem przycisku — a maszyna robi to, co powinna. Otrzymujemy dane pomiarowe i testowe o stałej jakości” - wyjaśnia Schirmers.

‍
Klostermann zapewnił również dalszy impuls w produkcji technologii pomiarowej Wilo, integrując urządzenie do testowania Equator firmy Renishaw w krajobraz technologii pomiarowej: „Kupiliśmy już dwa ekwatory bezpośrednio od Renishaw do testowania przedmiotów obrabianych, ale tak naprawdę nie wiedzieliśmy, jak wykorzystać ich potencjał” - wspomina Schirmers. „W ramach planowania inteligentnej fabryki Klostermann dał nam pomysł uruchomienia Equator z WM Quartis zamiast korzystania z oprogramowania Renishaw. Oznacza to, że również tutaj byliśmy w stanie dalej standaryzować. Dla nas była to praktycznie zmiana gry, ponieważ teraz możemy zdefiniować punkty pomiarowe — tj. tolerancje kształtu i położenia — z pomieszczenia pomiarowego, które należy sprawdzić za pomocą równika w odniesieniu do IO/NIO. Aby to zrobić, pracownik pobiera stałą próbkę z linii i testuje ją za pomocą równika; zajmuje to tylko trzy minuty. „Bazując na tych zaletach, Wilo przetargował trzy kolejne Equatory.

‍

Przed wdrożeniem nowej koncepcji pomiarowej Klostermann dokładnie przetestował sytuację na własnych maszynach pomiarowych w czterech seriach testów w swojej siedzibie w Remscheid. Pytania takie jak: Czy koncepcja może zostać wdrożona w ogóle? Czy będziemy również w stanie przeprowadzić analizę systemu pomiarowego (MSA), aby wartości były wiarygodne i powtarzalne?

‍
Przechowywane karty kontrolne sygnalizują teraz pracownikom Smart Factory, czy tolerancje komponentów uciekają za pośrednictwem interfejsu oprogramowania pomiarowego WM Quartis na współrzędnościowych maszynach pomiarowych Wenzel i za pomocą urządzeń testujących Renishaw. Jeśli działania nie zostaną podjęte na czas w produkcji, zespół Schirmers zostanie poinformowany pocztą elektroniczną za pośrednictwem kilku wbudowanych kaskad eskalacji. Schirmers: „W wyniku trendów zawsze jesteśmy o krok do przodu i możemy zdecydować: Czy maszyna produkcyjna musi zostać poprawiona? Czy konserwacja musi być przeprowadzana? W przeszłości jednak mogliśmy reagować tylko wtedy, gdy komponenty NIO już istniały”.

‍
Cyfrowy przepływ informacji o wynikach pomiarów i testów obejmuje nie tylko zapewnienie jakości, ale także kierownika produkcji i inżyniera, który może dostosować projekt komponentów w przypadku częstych problemów. Współpracownicy z innych zakładów Wilo, dla których witryna Dortmund, jako usługodawca, ma również dostęp do wysokiej jakości danych za pośrednictwem chmury.

‍
„Tolerancje stają się coraz bardziej rygorystyczne, ilości rosną. Dziś opłaca się, że staliśmy się szybsi i skuteczniejsi w technologii pomiarowej i testowania, integrując ją z procesami produkcyjnymi” - podsumowuje Schirmers. „W rezultacie zwiększyliśmy jakość produktów, zwiększyliśmy stabilność procesów produkcyjnych i zmniejszyliśmy ilość odpadów wysyłanych do naszego centrum recyklingu o 50%. Oczywiście przyczynia się to do realizacji naszej strategii zrównoważonego rozwoju, ponieważ dzięki ścisłemu monitorowaniu procesów za pomocą technologii pomiarowej możemy znacznie szybciej korygować procesy produkcyjne, na przykład w obróbce CNC lub formowaniu wtryskowym. Nasze kluczowe dane dowodzą tego: musimy mniej złomować, mniej recyklingować i osiągać większą satysfakcję klientów”.

‍
Inne zakłady Wilo są teraz zainteresowane koncepcją QM Smart Factory: koledzy z nowej fabryki high-tech w Changzhou w Chinach już zasygnalizowali swoje zainteresowanie rozwiązaniem. A w Wilopark w Dortmundzie pracują już nad wykorzystaniem sztucznej inteligencji (AI) do oceny wyników pomiarów i testów, z pomocą studentów z TU Dortmund. Schirmers: „Wstępne testy były bardzo obiecujące”.

‍

Tekst: Sabine Koll/Opublikowano w Inżynieria jakości 04/2023

‍