W dobie Przemysłu 4.0 istnieje wiele możliwości technologicznych, aby uczynić produkcję bardziej zrównoważoną. Analiza danych procesowych na każdym etapie produkcji w połączeniu z AI pozwala na optymalizację zadań oraz oszczędność energii i zasobów. To właśnie dążenie do optymalizacji i oszczędności było punktem wyjścia dla nawiązania przez Pilkington Automotive Poland Sp. z o.o. w Chmielowie współpracy z ifm electronic. Celem współpracy było zaproponowanie i wdrożenie nowoczesnych aplikacji i rozwiązań opartych również o AI (moneo|RTM, Przemysł 4.0), które umożliwiłyby zwiększenie wydajności procesu produkcji szyb samochodowych, jednocześnie optymalizując koszty produkcji związane z zużyciem wody zdemineralizowanej.

NSG Group
fot. Pilkington

Rozwiazania
fot. Pilkington

NSG Group właściciel marki Pilkington jest jednym z największych światowych producentów szkła i produktów szklanych, działającym w trzech podstawowych sektorach: motoryzacyjnym, architektonicznym i nowych technologii. W zakładach produkcyjnych Pilkington Automotive Poland powstają szyby przeznaczone dla największych producentów samochodów na świecie, a także szyby do samochodów ciężarowych. Spółka jest właścicielem dwóch nowoczesnych zakładów produkcyjnych – fabryki w Sandomierzu oraz fabryki w Chmielowie. Powstają w nich szyby hartowane i laminowane, przednie, boczne, tylne i dachowe. Fabryka w Chmielowie otrzymała tytuł największej inwestycji zagranicznej w Polsce 2011 r. przyznany przez Polską Agencję Informacji i Inwestycji Zagranicznych. Celem firmy, której rangę podkreśla miano jednego z największych pracodawców w regionie, jest zostanie zaufanym partnerem we wszystkich obszarach, w których działa, poprzez wprowadzane innowacje. Współpraca z ifm electronic, wiodącym dostawcą rozwiązań sprzętowych i programowych dopasowanych do potrzeb przemysłu obejmuje proces optymalizacji produkcji wody zdemineralizowanej poprzez jej opomiarowanie na każdym etapie produkcji.

Identyfikacja procesów wymagających poprawy to klucz do sukcesu

Do produkcji szyb samochodowych w fabryce w Chmielowie wykorzystuje się najwyższej jakości szkło płaskie wyprodukowane w Technologii Float, wynalezionej przez Sir Alastaira Pilkingtona w 1952 roku, która na stałe odmieniła proces produkcji szkła na świecie. Przy produkcji szyb samochodowych, tak jak przy wszystkich procesach związanych z obróbką szkła, ważne jest zachowanie najwyższych standardów czystości produkcji na każdym etapie linii technologicznej. Jednym z czynników wpływających na efekt końcowy jest proces ich czyszczenia, który stanowi końcowy etap produkcji, tuż przed ich magazynowaniem, który realizuje się mechanicznie poprzez mycie wodą zdemineralizowaną.

Jak podkreśla Dariusz Kania, Inżynier ds. Aplikacji w ifm:

– Firma Pilkington zwróciła się do nas z zapytaniem o dostarczenie aplikacji, która umożliwiłaby minimalizację strat i optymalizację procesu mycia szyb samochodowych w końcowym etapie ich produkcji. Kontrola procesu mycia przebiegała do tej pory półautomatycznie, zużycie wody było wysokie, a brak pełnej automatyki nie pozwalał na optymalizację zużycia tego medium. Dodatkowo klient pozbawiony był informacji o istnieniu ewentualnych dodatkowych strat wynikających z nieszczelności eksploatowanej instalacji. 

Rozwiązania ifm electronic i ich wprowadzenie w Pilkington

Celem realizowanego we współpracy z ifm projektu była optymalizacja zużycia wody zdemineralizowanej, co będzie skutkowało zmniejszeniem kosztów produkcji, przekładając się również na aspekt proekologiczny prowadzonych działań. Konieczne było zatem przeprowadzenie analizy zużycia wody dla jednego cyklu mycia. Zastosowane rozwiązania doprowadziły do optymalizacji procesu powodując znaczne obniżenie strat wynikających ze zużycia wody demineralizowanej.

Jak podkreśla Dariusz Kania z ifm:

– Wybór systemu moneo był dość oczywisty. Aplikacja daje olbrzymie możliwości odczytu danych w czasie rzeczywistym z zainstalowanych w infrastrukturze zakładu czujników monitorujących wybrane procesy technologiczne, jak również ich wizualizacji w personalizowanych pulpitach nawigacyjnych. Daje to użytkownikowi natychmiastowy wgląd w sam proces oraz umożliwia uzyskanie ważnych informacji odnośnie jego przebiegu, również w czasie przed wystąpieniem awarii.

Do systemu moneo|RTM poprzez wewnętrzną sieć IT podłączono master IO-Link z serii ALXXXX. Za opomiarowanie wody zdemineralizowanej odpowiada przepływomierz ultradźwiękowy SU8020, który zapewnia dokładny pomiar przepływu medium, jak i jego temperatury. Zoptymalizowanym procesem zawiaduje sterownik, który na podstawie informacji pozyskanych z czujnika przepływu zatrzymuje proces mycia, a informacja trafia na panel HMI. Myjka przygotowywana jest do następnego mycia.

Efekty i korzyści są wymierne

Optymalizacja cyklu mycia z wykorzystaniem aplikacji moneo|RTM i zainstalowanego przepływomierza przyniosła wymierne korzyści. To przede wszystkim zmniejszenie poziomu zużycia wody i uzyskanie oszczędności wody demineralizowanej na poziomie 30-40%. Podczas wdrażania aplikacji wykryte zostały również nieszczelności w systemie doprowadzania - za to nadmierne zużycie wody odpowiadał jeden z niedomykających się zaworów instalacji.

Jak zauważa Adrian Pietruszewski, Kierownik Utrzymania Ruchu z Pilkington:

– Jako firma bardzo dużą wagę przykuwamy do kwestii ochrony środowiska oraz dążenia do zeroemisyjności. Aby sobie pomóc w zbieraniu danych i zwiększeniu świadomości zużycia różnego rodzajów mediów postanowiliśmy wdrożyć wewnętrzny system monitoringu mediów. Jesteśmy zadowoleni z pierwszych efektów wdrożenia systemu moneo|RTM. W chwili obecnej opomiarowywane są kolejne stanowiska myjek, a sam proces optymalizacji będzie kontynuowany.

Plany są ambitne

Jak dodaje Adrian Pietruszewski:

– Jedna jaskółka wiosny nie czyni, ale już teraz widzimy potencjał, jaki niesie za sobą automatyzacja poszczególnych procesów z oprogramowaniem moneo, które u nas się po prostu sprawdza. Współpraca z ifm od samego początku przebiegała pomyślnie – począwszy od zaproponowania aplikacji i czujników przepływu, dotrzymania terminów dostawy, pomocy we wdrożeniu i parametryzacji. Kolejnym krokiem jest instalacja czujników drgań oraz implementacja ich w systemie moneo|RTM.

Pilkington uruchamia kolejne moduły aplikacji moneo. Uruchomił moduł RTM, który analizuje stan techniczny silników (RTM), aby umożliwić w przyszłości zminimalizowanie przestojów na linii wynikających z niespodziewanych awarii napędów. Obserwowany trend zmian już teraz wskazuje na zwiększenie zużycia napędu (zużycie łożysk), więc również tutaj, prędzej czy później, będą potrzebne konkretne działania. Brane jest również pod uwagę objęcie w przyszłości systemem moneo|RTM najważniejszych mediów i maszyn z innych obszarów produkcji. System moneo, sterowniki i przepływomierze od ifm zdecydowanie zdały egzamin, a projekt opomiarowania i zużycia wody zdemineralizowanej w firmie Pilkington pokazuje, że są wręcz stworzone do takich zadań.