A termelés és a digitális világ egymásra találásával rugalmasabbá válik a gyártási automatizálás, nő az energiahatékonyság, szorosabban összekapcsolódnak a logisztikai folyamatok, optimálissá válik az értéklánc. Ugyanezek érvényesülnek a folyamatautomatizálás terén is. Az élelmiszer- és italfeldolgozástól kezdve a csomagolt áruk gyártásán és az automatizáláson keresztül az üzemek az intelligens pneumatika felé fordulnak az energiahatékonyság javítása érdekében. A sűrített levegős rendszerekben a néhány százalékpontnyi fejlesztés havonta több tízezer eurót takaríthat meg.
A pneumatika és az IIoT elválaszthatatlan
A bevezetésben megfogalmazott kérdésre a válasz az, hogy a két technológia nagy valószínűséggel elválaszthatatlan lesz, mert ugyanolyan fontos funkciókat látnak el, amelyek egyre inkább kölcsönösen függnek egymástól.
| A jövő gyárában a pneumatikus technológia a digitális gyártás egyik kritikus eleme marad. |
Bár a pneumatikus berendezések a csöveken keresztül áramló sűrített levegővel működnek, vagy nyomás alatti gázzal, ezek a vezetékek továbbra is a gyár idegrendszerét képezik. Gyors, pontos és hatékony mozgást biztosítanak az összetett automatizálási folyamatokban, megkönnyítik a hatékony és egyszerű összeszerelést, tisztítást, és számos más funkciót látnak el a termelés során.
A pneumatikus kialakítás már az ipar 4.0 előszele
Mivel a pneumatika már régóta létezik, ezért nagy megbízhatóságot és hatékonyságot biztosít. A digitalizálódó gyártási szektorban a pneumatikus rendszereket úgy alakítják ki, hogy kiegészítsék az ipar 4.0 moduláris megközelítését, és megfeleljenek a valós idejű folyamatadatok iránti igénynek, méghozzá IIoT-képes csomópontok és érzékelők beépítésével.
| Bár néhány pneumatikagyártó lassan haladt a digitalizációs trendek követésével, az élenjárók már felismerték a lehetőséget a IIot-megoldásokban. |
Napjainkban sok helyütt a teljes termékfejlesztési ciklus arra összpontosít, hogy az eszközöket intelligenssé tegyék, biztosítva, hogy azok képesek legyenek kommunikálni állapotukról a hálózat többi részével. Az OEM-ek kihasználhatják ezeket az intelligens pneumatikákat, amelyek költséghatékony érzékelőkkel vannak felszerelve, így intelligens módon felügyelik a gyártósort, a különböző alkatrészek állapotát, pozicionálását, sebességét és hatékonyságát, ráadásul mindezt valós időben.
Noha hosszú az út még az ipar 4.0 végső elképzelésének megvalósításához, a mostani köztes időszakban lehetőség van az intelligens eszközök fokozatos bevezetésére, a régi, de jól használható gépek felszenzorozására, amelyek egyszerre kínálnak hagyományos vezérlési funkciókat és működőképes intelligenciát.
A gyártás fejlődése e cselekvőképes intelligencia fejlesztéséről szól, lehetővé téve a gyártók számára, hogy nyomon kövessék az üzemben lévő gépek állapotát, rendelkezésre állását és termelékenységét. Az ezekből az adatokból származó elemzések jelentős üzemeltetési költségmegtakarítást tesznek lehetővé, például a prediktív karbantartás és az optimális műveletek megvalósítása révén a folyamatos helyzetértékelés segítségével.
| Digitalizált pneumatika |
| A pneumatikacsalád legfrissebb tagja a digitalizált pneumatika, amely alkalmazások segítségével vezérelhető, így a hardvervezérelt termékfejlesztési korszak végének beharangozója. Egyszerűbb feladatok esetén pontosan azt tudja megvalósítani, amire a hagyományos pneumatika vagy a szervopneumatika is képes. Összetett feladatoknál azonban jelentősen kevesebb alkatrészre van szükség, mint eddig, mivel alkalmazások vezérlik a piezoszelepeket, amelyek az összes pneumatikus és szervopneumatikus funkciót képesek elvégezni. |
Létezik már olyan szabványosított platform, amelyben a mechanika, az elektronika és a szoftver intelligens fúziójának köszönhetően a pneumatika kiberfizikai rendszerré fejlődött.
Időtálló tervek
A digitális transzformáció egy folyamat, amíg a felhasznált technológiákat átvezetjük az új korba, hibrid megoldásokra van szükség, de ezeket úgy integrálva, hogy a gyártási tervek tarthatók legyenek. A nyílt forráskódú, olcsó ipari Ethernet- (IE) alapú komponensek és alrendszerek jelentik a választ erre a kihívásra, így a legújabb megoldások az IO-Link-kompatibilis kapcsolódási és hálózati megoldásokon alapulnak. A nem helyhez kötött IE- és IO-Link hálózati csomópontok használata egyszerűvé és költséghatékonnyá teszi számos eszköz, gép, rendszer és felhasználó vezérlését, biztonságát és karbantartását.
Annak biztosítása, hogy a kulcsfontosságú automatizálási alkatrészek – például a pneumatikus szelepek – IIoT-kompatibilisek, remek módja annak, hogy a jövő gyárában új területeket teremtsünk az innováció számára.
Okos pneumatika a gyakorlatban
A felhasználók jellemzően olyan megoldásokat keresnek, melyek könnyen megvalósíthatók, segítenek csökkenteni a működési költségeket, és egyben növelik gépeik rendelkezésre állását. Az intelligens pneumatika ezt teszi lehetővé, amelynek központi témája az öndiagnosztika, önkonfiguráció és önoptimalizálás. A cél egy olyan technológia megalkotása, mely komplexen gondolkodik, és új standardokat állít fel a jövő tervezőinek.
A pneumatikára épülő gyártási és csomagolási létesítményekben van egy kifejezés, ami rosszabb, mint bármi más: ez pedig a szivárgás. A pneumatikus rendszerekben az alkatrészek kopásnak vannak kitéve, ami szivárgáshoz vezethet. Idővel ez a szivárgás növekedni fog, ami túlzott energiafelhasználáshoz, magasabb üzemeltetési költségekhez és nagyobb szén-dioxid-kibocsátáshoz vezet. Egy átlagos gyártóüzem évente a sűrített levegő akár 35 százalékát is elpazarolja a szivárgás miatt, a nagyobb szivárgások pedig jelentős energiaveszteséget, több gépleállást és többletköltséget okoznak. Az azonosítatlan légszivárgás és a váratlan karbantartás a pneumatikus rendszerekben jelentős bevételi és termelékenységi veszteséget jelent, de a szivárgás okának azonosítása és az előre nem látható leállások megelőzése általában kihívást jelent. Napjainkban az IIoT – és az intelligens pneumatikafelügyelet – lehetővé teszi, hogy a gyártók forradalmi újításokkal növeljék a pneumatika termelékenységét.
Napi kihívások a gyártók számára
Az ipar 4.0-val elinduló változást a hagyományos gyártási és ipari gyakorlatban nagyrészt a gépek egymással való kommunikációja hozta létre, amelyet az érzékelők, szoftverek és más, internetes protokollokon keresztül kommunikáló technológiák hálózata tett lehetővé. Az érzékelő hálózatok, az automatizálás, a vezérlőrendszerek, az analitika és a kapcsolódó fejlesztések – közismertebb nevén a tárgyak ipari internetje – óriási potenciállal rendelkeznek a gyártók számára. Pontosabban, számos egyedi IIoT-képesség felhasználható a gyártók pneumatikus működtetéséből eredő kihívások kezelésére.
Az észszerű mértékű digitális integráció mellett az adatbiztonság kérdése is igen fontos. Ez, valamint a külső informatikai támadások veszélye olyan megoldandó feladat egy vállalat számára, amelyet mindenképpen érdemes figyelembe venni a jövőbeni vállalati fejlesztések során.
A komponensek hálózatba kötése feltartóztathatatlanul fejlődik, ami már napjainkban is mérhető előnyöket nyújt. A gépgyártók intelligens pneumatikával csökkenthetik a beépítési időt, mivel a párhuzamosan előre szerelhető egységek kábelezési igénye is alacsonyabb. A végfelhasználók állapotfelügyelettel javíthatnak a berendezések rendelkezésre állásán, valamint az üzemi adatok folyamatos feldolgozásával a folyamatbiztonság hatékonysága is növelhető.
A kompresszorok és a sűrített levegős fogyasztók intelligens hálózatba kapcsolása számos lehetőséget kínál a teljes rendszertopológia felügyeletére, ellenőrzésére és optimalizálására. Ezzel a megoldással a jelenlegi és a jövőbeli levegőfogyasztás ismeretében optimalizálható a kompresszor teljesítményének szabályozása, lehetővé téve az energiafogyasztás jelentős csökkentését. A levegőfogyasztás növekedését, azaz a szivárgást is jelzi fogyasztóspecifikus módon, ennek eredményeképpen a karbantartás megfelelő időben, még a gép leállása előtt megtörténhet.
[KÖZTICÍM]Kevesebb állásidő, fokozott termelékenység, nagyobb megtakarítás
A múltban nem volt értelme befektetni a viszonylag olcsó pneumatikus alkatrészek megfigyelésébe – a csere költségeit és a kapcsolódó leállásokat egyszerűen a normális üzleti tevékenység részének tekintették. De mostanra az információ megváltoztatta a játékot. Egyetlen hibás pneumatikus berendezés (akár egy csőszakasz, egy gyorscsatlakozó, egy szelep vagy szűrő) befolyásolhatja az egész rendszer hatékonyságát. Az IIoT által működtetett intelligens pneumatika segíthet a gyártóknak megtalálni a hibákat. A hatás egészen mélyreható lehet, főleg ott, ahol több, akár tucatnyi gép is részt vesz egyetlen termék előállításában. Ha egy gép nem hatékony, akkor az a teljes üzem működésére hatást gyakorol. A pneumatikus és egyéb szigetszerűen működő vezérlőrendszerek összekötésével és az azokból származó információk együttes értékelésével többféle megtérülés is lehetővé válik:
- A tervezett és a nem tervezett állásidő csökkentése
- A gyártóberendezések általános hatékonyságának javítása
- Számszerűsíthető csökkenés az energiafelhasználásban
