Digitalisasi Meningkatkan Produksi Sel Suku Cadang Mobil Sebesar 20%
Peningkatan ukuran dan kuantitas pesanannya membuat produsen suku cadang mobil yang berbasis di Wisconsin, Felss Rotaform LLC (New Berlin, WI) memperluas operasinya melalui sel perawatan mesin robot ganda baru. Perusahaan ini adalah pemasok suku cadang presisi menggunakan swaging putar, pembentukan aksial, dan proses pembentukan ujung tabung. Untuk memenuhi tujuan perbaikan proses berkelanjutan perusahaan, sel baru harus lebih aman, lebih cepat, dan lebih fleksibel daripada sel manufaktur sebelumnya.
Untuk mengatasi sifat kompleks otomatisasi, perusahaan menghubungi Siemens dan sistem integrator IAS Inc. (New Berlin, WI) karena rekam jejak mereka dalam inovasi dan keahlian dalam robotika terintegrasi dan teknologi kontrol. Enam bulan kemudian, Felss Rotaform menemukan dirinya mengoperasikan sel manufaktur digital terintegrasi yang memecahkan rekor produktivitas dan profitabilitas perusahaan.
Saat meninjau persyaratan untuk sel robotik generasi berikutnya, Felss Rotaform memiliki beberapa tujuan. Pertama, ia ingin meningkatkan produktivitas dengan menerapkan PLC berkecepatan tinggi baru untuk mencapai waktu penyelesaian siklus penuh yang lebih singkat untuk setiap bagian individual.
Kedua, ia ingin mengeksplorasi solusi keamanan yang lebih canggih yang menjamin kontrol yang lebih baik terhadap siapa yang memasuki sel. Di sel yang lebih tua, sebuah mesin dapat secara tidak sengaja dihidupkan ketika petugas pemeliharaan berada di dalam sel, menempatkan individu tersebut pada risiko cedera. Untuk menghindari hal ini, Felss Rotaform menginginkan proses otomatis untuk menjamin sel kosong setelah dimulai ulang.
Ketiga, menginginkan lebih banyak fleksibilitas untuk pergantian sel, yang akan memungkinkan perusahaan untuk menguji dan menyediakan rangkaian produk yang lebih beragam untuk pelanggannya. Sel yang lebih tua mengharuskan seluruh sel diprogram ulang setiap kali proses baru dilakukan, yang bisa memakan waktu berhari-hari untuk dieksekusi.
Tujuan awal Felss Rotaform adalah waktu penyelesaian siklus penuh 48 detik untuk setiap bagian dalam sel baru (jauh lebih cepat daripada sel lama mana pun). Desain dan implementasi solusi tersebut mempercepat proses produksi suku cadang lengkap hingga 38 detik, peningkatan efisiensi sebesar 20%. Setelah sel baru diimplementasikan, waktu henti berubah dari hari ke jam untuk pergantian kompleks dan, untuk pergantian terjadwal biasa, apa yang biasanya memakan waktu delapan jam untuk dilakukan sekarang hanya membutuhkan 15 menit, menurut Chad Due, insinyur kontrol listrik Felss Rotaform.
“Sel baru ini dapat menghasilkan dalam dua shift apa yang sebelumnya membutuhkan tiga untuk diselesaikan. Hal ini memungkinkan kami untuk memproduksi 600 suku cadang tambahan selama periode 24 jam. Selain itu, profitabilitas untuk sel telah meningkat sebesar 13%, ”kata Due.
Richard Parkhurst, manajer akun Siemens, tahu bahwa IAS akan memiliki posisi yang kuat untuk mencapai tujuan Felss Rotaform. “Beberapa integrator melakukan pengembangan perangkat lunak secara ketat dan yang lain lebih terampil dalam membangun dan merakit perangkat keras. IAS menghadirkan kombinasi dari semua keterampilan dan keahlian yang diperlukan, termasuk robotika dan kemampuan teknik keselamatan,” katanya.
IAS menyadari bahwa produk Siemens akan sangat penting dalam membantu Felss Rotaform mencapai tujuannya dengan memberikan kecepatan, keandalan, fleksibilitas, dan keamanan yang diperlukan. Misalnya, tulang punggung komunikasi digitalisasi Siemens PROFIsafe berbasis Ethernet dirancang ke dalam sel untuk mengontrol mesin dan keamanan perimeter. Komunikasi yang aman disediakan antara berbagai PLC dan robot. PROFIsafe menyampaikan informasi status dari perangkat di dalam sel ke PLC utama dan memberikan
keuntungan besar dibandingkan teknologi lama karena komunikasi standar dan aman dilakukan melalui sistem bus tunggal.
Semua sensor dan aktuator dalam solusi PROFIsafe dapat diprogram secara bebas dalam konsep keamanan terdistribusi, terlepas dari stasiun I/O-nya. Fleksibilitas ini memungkinkan operator untuk mematikan aktuator secara selektif. Keuntungan lainnya termasuk komunikasi fail-safe, diagnostik tingkat lanjut, dan kemampuan hot swapping, yang membantu mengurangi waktu henti.
PLC Siemens Simatic S7-1500 dengan antarmuka Profinet internal juga memainkan peran utama dalam meningkatkan kecepatan operasional. Bus backplane berkecepatan tinggi, dengan baud rate yang tinggi dan protokol transmisi yang efisien, menghasilkan keunggulan kinerja yang penting untuk pemrosesan sinyal yang cepat.
Menurut Simon Vancina, insinyur aplikasi IAS dan robotika utama dan programmer PLC, “PLC S7-1513F adalah pilihan yang tepat untuk proyek ini karena kecepatannya, jangkauan kartu ekspansi
I/O yang tersedia, pengontrol keamanan yang dapat diprogram fungsionalitas, faktor bentuk yang relatif ringkas, dan biaya rendah.”
Portal TIA Siemens memainkan peran penting dalam menghemat waktu dan sumber daya teknik saat memprogram semua PLC dan HMI. Penggunaan Portal TIA mempersingkat waktu pemasaran melalui alat simulasi, alat produktivitas programmer, dan diagnostik tambahan.
“TIA Portal memungkinkan saya menulis kode dengan cara yang saya inginkan dan beralih dari satu bahasa pemrograman ke bahasa lain kapan pun saya perlukan,” kata Vancina. “Misalnya, dengan TIA Portal saya dapat memilih Ladder Logic untuk membuat bagian logis sederhana lebih mudah dibaca, dan kemudian di baris kode berikutnya beralih ke sesuatu seperti Teks Terstruktur untuk menerapkan kontrol atau kalkulasi proses yang lebih kompleks. Hampir semua PLC memungkinkan penggunaan berbagai bahasa pemrograman IEC 61131-3, tetapi TIA Portal memungkinkan Anda menggabungkannya dengan cara yang unik dan efektif. Ini adalah fitur yang sangat nyaman yang memungkinkan kami untuk mengurangi waktu pengembangan kode dan memungkinkan kami untuk membuat sistem ini online lebih cepat.”
Dengan pelaksanaan proyek, Felss Rotaform segera melihat manfaat di luar tujuan utamanya. Produsen otomotif besar selalu mencari untuk menguji produk baru. Mereka mengandalkan pemasok mereka untuk membantu mereka dalam proses pengujian. Pemasok yang paling responsif dalam fase pengujian sering kali diberi hadiah dengan bisnis baru.
Sel manufaktur baru di Felss Rotaform dirancang dengan mempertimbangkan pengujian produk. Itu dapat menjalankan enam nomor bagian baru yang berbeda dalam seminggu, yang memakan waktu satu bulan penuh di sel lain.
Sel baru ini juga jauh lebih maju dalam kemampuannya mendeteksi bagian yang rusak. Untuk pabrikan seperti Felss Rotaform, ketertelusuran memainkan peran penting dalam mengurangi biaya pengoperasian. Sel dapat membantu mencegah pengiriman suku cadang yang rusak dengan mendeteksi suku cadang yang rusak dan menempatkannya di tempat yang terpisah, bahkan menghentikan sel dan memperingatkan operator jika cacat terjadi terlalu sering. Jika bagian yang rusak dikirim dan ditemukan oleh pelanggan, itu bisa berarti pengembalian seluruh pengiriman, yang merugikan pemasok ratusan ribu dolar.
IAS dan Siemens saat ini sedang menguji dua sel robot serupa yang akan diimplementasikan pada 2018 dan mencakup pelacakan pemeliharaan yang lebih baik untuk manufaktur digital yang lebih maju. Sistem baru ini melacak berapa lama mesin telah berjalan dan menunjukkan kapan bagian-bagian penting yang penting mendekati ambang waktu siklus yang diproyeksikan.
Salah satu solusi yang sedang dieksplorasi adalah MindSphere, sistem operasi Internet of Things (IoT) terbuka berbasis cloud yang berfungsi sebagai platform terhubung dengan aplikasi yang menyediakan berbagai fungsi, seperti mengurangi risiko keamanan dan meningkatkan ketersediaan mesin dan pabrik yang terhubung.
Selain itu, sistem baru akan menggabungkan analitik prediktif untuk mengirim peringatan tentang potensi masalah ke kontrol utama sel. “Sistem baru memberi tahu Anda apa yang perlu diganti dan jenis suku cadang apa yang dibutuhkan sistem. Anda memindai bagian tersebut sebelum Anda menginstalnya dan itu memberi tahu Anda apakah itu bagian yang tepat untuk mesin itu,” kata Vancina.
Untuk informasi lebih lanjut dari Siemens, kunjungi www.siemens.com, atau telepon 847-640-1595; dari IAS, kunjungi www.iasworldwide.com, atau telepon 866-243-2402.
