Automatyzacja przez cyfryzację. Wszystko zależy od danych

Zanim nowy projekt przybierze na tyle realne kształty, by rozpoczęła się praca w hali produkcyjnej firmy, niezbędne są kompleksowe prace przygotowawcze w zakresie planowania. Dobry plan jest podstawą i gwarantuje wysoką efektywność następnych etapów.

Faza projektowa

Każdy projekt rozpoczyna się od opracowania instalacji elektrycznej aparatury rozdzielczej i sterowniczej, w tym sporządzenia schematów elektrycznych. Wymaganą wysoką efektywność można osiągnąć tylko wówczas, gdy już na tym etapie jakość danych będzie odpowiednia. – Sporządzając projekt elektryczny urządzenia, tworzymy bazę dla wszystkich następnych kroków – wyjaśnia Martin Settele, który jest szefem zespołu ds. systemów sterowniczych i wraz z kolegami odpowiada za projekty elektryczne oraz montażowe. Z tego względu, o ile klient nie dostarczy gotowego projektu elektrycznego, firma preferuje wykonywanie projektów u siebie. Po opracowaniu projektu instalacji elektrycznej tworzony jest projekt montażowy. Zgodnie z wykazem części z projektu elektrycznego wszystkie komponenty umieszcza się w szafie sterowniczej w wirtualnym modelu 3D. Dla Petera Kindta, który jako szef zespołu ds. systemów sterowniczych odpowiada za liczne projekty przygotowywane dla klientów, decydującą rolę odgrywa jakość użytych danych. 
– Dane muszą się zgadzać, aby uniknąć problemów na etapie produkcji – mówi. Ważne są np. wymiary geometryczne, na podstawie których wszystkie elementy dopasowuje się do szafy sterowniczej, tak jak to przewidziano w projekcie montażowym. – Mamy bazę danych 70 000 różnych komponentów, z których często używamy od 15 000 do 20 000 – mówi Peter Kindt. Baza zawiera odpowiednie pliki dla wszystkich części. To pierwszy krok do projektowania zabudowy w 3D. – Jeżeli dostawca nie udostępni tych plików, musimy je wygenerować sami – kontynuuje szef zespołu ds. systemów sterowniczych. Niestety, nie wszyscy dostawcy zapewniają wymaganą wysoką jakość. – Tylko w przypadku niewielu firm jesteśmy zadowoleni z jakości danych. Przykładem jest firma Rittal, która m.in. z tego względu należy do naszych głównych dostawców – podkreśla Peter Kindt.

Pod koniec realizacji projektu montażowego za pomocą tzw. autoroutingu generowane są dane dla okablowania komponentów. W tym celu program łączy dane ze schematu elektrycznego ze schematem montażowym 3D. W rezultacie powstają dane do konfekcjonowania kabli i listy połączeń elektrycznych, które są później potrzebne pracownikom do produkcji. Wykorzystywane w projektowaniu oprogramowanie narzędziowe dostarcza firma Eplan, która – podobnie jak Rittal – należy do Friedhelm Loh Group.

Jako system CAE stosowany jest Eplan Electric P8. – System ten stał się na rynku niemal standardem – mówi Martin Settele. Podczas projektowania zabudowy specjaliści z Blumenbecker używają programu narzędziowego 3D Eplan Pro Panel. Ważną zaletą tych systemów jest płynne dalsze wykorzystanie danych. Preferowane źródło danych komponentów to Eplan Data Portal. W tej platformie internetowej projektanci znajdą ponad 600 000 parametrów komponentów 147 producentów. Poza danymi 3D portal zawiera też inne informacje, m.in. makra do schematów i dane handlowe. Dane, które zostały wygenerowane podczas projektowania, są też stosowane w procesach ekonomicznych. Podczas kalkulacji, zamawiania i realizacji zamówień wykorzystywana jest ta sama baza danych. Dzięki temu możliwe jest nie tylko osiągnięcie wysokiej efektywności procesów, ale i uniknięcie błędów.

Zoptymalizowany przebieg produkcji

Pod koniec 2014 r. firma Blumenbecker Automatisierungstechnik otworzyła nową halę produkcyjną urządzeń sterowniczych. Na ponad 8000 m² rozmieszczono działy logistyki, produkcji mechanicznej, elektrotechniki i kontroli jakości. Heinz-Josef Schmitz, który kieruje produkcją urządzeń sterowniczych, podkreśla, jak dużą wagę podczas planowania nowej produkcji przykładano do efektywności – przebieg pracy w hali został zoptymalizowany dla każdego procesu.

Podczas przyjmowania towaru wszystkie komponenty są przypisywane właściwemu projektowi. Jednym z głównych dostawców systemowych jest firma Rittal, która dostarcza szafy sterownicze, obudowy, systemy dystrybucji zasilania i komponenty klimatyzacji. – Dwa razy w tygodniu przyjeżdża ciężarówka Rittal i zaopatruje nas dokładnie na czas – mówi Heinz-Josef Schmitz. Po dostawie szafy sterownicze najpierw trafiają do obróbki mechanicznej. Tam maszyny CNC wykonują w szafach i płytach montażowych niezbędne otwory, gwinty i przebicia. Dane do sterowania maszynami CNC pochodzą bezpośrednio z projektu montażowego 3D sporządzonego w Eplan Pro Panel. Dane te wykorzystuje się także do automatycznego skracania szyn zatrzaskowych i do automatycznego konfekcjonowania kabli. – Ważne, aby istniały odpowiednie interfejsy do wszystkich maszyn i procesów – tylko wtedy można wykorzystać zalety kompleksowego przechowywania danych – podkreśla Heinz-Josef Schmitz.

Pracownik kompletuje na wózkach części, które będą potrzebne do wyposażenia płyty montażowej. Wszystkie części są rozpakowywane już podczas kompletowania. Kierownik produkcji urządzeń sterowniczych wskazuje na istotną zaletę: – Dzięki temu monterzy nie muszą utylizować żadnych opakowań – mówi. Małe komponenty, jak zaciski, przekaźniki itd., są kompletowane przez pracowników w magazynie drobnych części dla każdego zlecenia. Ze zautomatyzowanego magazynu drobnych części przekazywana jest natomiast informacja, z którego pojemnika należy je wyjąć. Jednak automatyzacja w tym obszarze idzie jeszcze dalej. – Rzutnik wyświetla na stole do kompletowania informację o tym, które części należą do zlecenia i jak mają być złożone w podzespoły – wyjaśnia Heinz-Josef Schmitz. To ułatwia pracę podczas montażu, ponieważ nie ma potrzeby uciążliwego wyszukiwania pasujących komponentów. – Taka automatyzacja poprzez cyfryzację jest dla nas ważnym krokiem w kierunku Przemysłu 4.0 – podkreśla szef produkcji urządzeń sterowniczych.

Montaż i okablowanie

Podczas montażu pracownicy korzystają ze schematów montażowych 3D z Pro Panel. Montaż wszystkich szyn zatrzaskowych, kanałów kablowych i komponentów elektronicznych jest dokładnie udokumentowany.
– Wszystko zależy od wysokiej jakości zastosowanych danych, ponieważ w przypadku, gdy rzeczywiste wymiary nie zgadzają się z danymi, komponenty mogą nie pasować do szafy sterowniczej – zaznacza Heinz-Josef Schmitz. W ostatnim etapie produkcji wykonuje się okablowanie zmontowanych szaf, przy czym przewody do danego projektu zostały uprzednio wykonane automatycznie przez maszynę do konfekcjonowania kabli. Długość, kolor, przekrój, zdejmowanie izolacji, montaż końcówek kablowych i opisywanie przewodów są zgodne z projektem montażowym 3D i autoroutingiem w Pro Panel. Pracownik, zamiast ze schematu elektrycznego, korzysta tylko częściowo z wykazu okablowania, na podstawie którego może wykonać kolejno wszystkie połączenia. – Ta metoda sprawia, że wykonanie okablowania staje się bardzo łatwe, a dodatkowo ograniczona zostaje możliwość popełnienia błędów – mówi Heinz-Josef Schmitz.

Jakość pod kontrolą

Po montażu wszystkich komponentów i wykonaniu okablowania przeprowadzana jest kontrola jakości we własnym laboratorium firmy. – Urządzenia są tutaj kontrolowane przed dostawą. Czasami klienci są obecni podczas kontroli jakości i wtedy od razu odbierają urządzenie – wyjaśnia szef produkcji urządzeń sterowniczych. Także dokumentacja z kontroli jakości bazuje na pierwotnie wygenerowanych podczas projektowania danych. Co istotne, urządzenia rozdzielcze muszą spełniać wymagania normy EN 61439. Świadectwo weryfikacji konstrukcji dla produktów, które Blumenbecker Automatisierungstechnik kupuje w firmie Rittal, jest zapisane bezpośrednio. Potrzebne do dokumentacji wykazy części można wygenerować za pomocą jednego przycisku. W dziale logistyki do wysłania gotowych i sprawdzonych urządzeń ponownie potrzebne są dane. Poza wielkościami i ciężarami mogą to być np. informacje związane z formalnościami celnymi.

– Gdy wspieramy naszych klientów w obsłudze celnej, jesteśmy w stanie od razu powiedzieć, czy mogą powstać problemy z wywozem określonych komponentów w związku z rozporządzeniem UE o produktach podwójnego zastosowania – wyjaśnia Heinz-Josef Schmitz. Takie informacje także są zapisane w bazie danych firmy Blumenbecker, dzięki czemu klienci nie doświadczają przykrych niespodzianek podczas odprawy celnej. – Kompleksowe przechowywanie danych – od projektowania, przez produkcję, aż po wysyłkę gotowego urządzenia – to ważny klucz do efektywnego realizowania naszych projektów – podsumowuje Harald Golombek, dyrektor zarządzający Blumenbecker Automatisierungs-
technik

Rittal Sp. z o.o. 
ul. Krakowiaków 48, 02-255 Warszawa
tel. 22 310 06 00 
www.rittal.pl 

source: Automatyka 9/2016