Fuori tempo massimo?

Un grande impianto di assemblaggio di trasmissioni per l'asse posteriore di un noto fornitore automobilistico tedesco illustra le analisi e le valutazioni che sono possibili con l'applicazione. Questa linea di montaggio comprende circa 50 stazioni, tutte monitorate con piaOptimum, uno strumento software che identifica i colli di bottiglia in complesse linee di montaggio interconnesse e, grazie alla massima trasparenza dei dati, consente un'ottimizzazione rapida e sostenibile dell'efficienza produttiva. È anche possibile dare un'occhiata più da vicino a singole stazioni o sezioni di linea. Tuttavia, per poter fare delle affermazioni sulle perdite OEE (Overall Equipment Effectiveness), ha senso guardare l'intero impianto per rintracciare i colli di bottiglia e i malfunzionamenti nella loro totalità. Una stazione è definita nel software come una sezione dell'impianto in cui vengono eseguite una o più fasi di lavorazione che hanno lo stesso tempo di ciclo target dall'inizio della lavorazione di un componente all'inizio della lavorazione del componente successivo dell'intero impianto; in questo caso 55 secondi. Ciò significa che un cambio dell'asse posteriore viene prodotto ogni 55 secondi. Le stazioni sono di solito disposte in serie. Tuttavia, ci sono eccezioni in cui non è tecnicamente possibile completare la fase di lavorazione in 55 secondi. Tuttavia, al fine di non stabilire un collo di bottiglia nel processo di assemblaggio utilizzando stazioni più lente, queste stazioni sono eseguite due o più volte come multiplo intero del tempo di ciclo target. In questo modo, alla fine si ottiene un ciclo di sistema di 55 secondi.

Connessione dati via OPC-UA senza intervento del PLC
Utilizzando piaOptimum, il cliente vuole creare trasparenza per ottimizzare il rendimento del suo sistema. Ciò richiede dati relativi ai fondamenti dell'efficacia globale del sistema (OEE), cioè informazioni sulla qualità dei componenti alla fine di una fase di lavorazione (cioè una stazione), i tempi di ciclo associati e gli eventuali guasti e messaggi che si sono verificati. Tutti i punti dati possono essere configurati facilmente tramite l'interfaccia web del software. Questo non richiede alcun intervento nel sistema di controllo della macchina; invece, piaOptimum consente una connessione dati assolutamente flessibile utilizzando il protocollo OPC UA già standardizzato - a condizione che siano soddisfatti i requisiti minimi del sistema di controllo della linea. Mentre i dati per la qualità dei componenti e i tempi di ciclo possono essere generati facilmente tramite OPC-UA, i dettagli sui messaggi e i guasti possono essere recuperati solo tramite pannelli HMI, la cui compatibilità deve essere prima controllata e in alcuni casi adattata tramite la rispettiva struttura di rete del Kun den.

Analisi e ottimizzazione di una stazione di stampa
L'esempio seguente mostra come un'analisi a livello di ciclo complessivo (da un inizio di lavorazione all'altro) e un'analisi del ciclo parziale abbiano alla fine portato a un miglioramento dimostrabile del tempo di ciclo: Durante il periodo dalla settimana di calendario 23/2018 alla settimana di calendario 25/2018, è stata condotta un'analisi in questa stazione, una stazione pres sen. Questo ha mostrato che la mediana di 58,5 secondi era leggermente superiore al valore obiettivo di 55 secondi. L'ottimizzazione del tempo di ciclo era quindi necessaria in questo caso. Alla stazione 8, le seguenti fasi di elaborazione hanno luogo nel tempo di ciclo target: "Attuatore pronto", "Tempo secondario", "Componente in posizione", "Componente di serraggio",

"Processo di stampa", "Unità indietro". Un'analisi approfondita dei movimenti parziali ha permesso di ottenere un accorciamento del ciclo complessivo. Le misure di ottimizzazione sono state eseguite nella settimana di calendario 26/2018. In seguito, è risultato chiaro che l'adattamento di uno speciale ciclo parziale chiamato "tempo ausiliario" ha contribuito la quota principale alla riduzione del tempo totale del ciclo.

piaOptimum offre la possibilità di visualizzare l'analisi fino ai singoli movimenti nella stazione per mezzo di un cosiddetto widget del ciclo parziale di riferimento da un lato, e di confrontare sia i cicli totali che quelli parziali con un riferimento dall'altro. Le tre settimane dalla settimana 23/2018 alla settimana 25/2018 sono state definite come periodo di riferimento, il mese successivo completo luglio 2018 come periodo di analisi. Il riferimento è sempre mostrato come barra blu nel grafico (Fig. 1), i valori di analisi attuali in rosso, giallo o verde, a seconda del risultato del confronto.

Ciclo macchina ridotto attraverso l'ottimizzazione del "tempo non produttivo
Il tasso di ciclo della macchina a luglio è sceso del quattro per cento rispetto al periodo precedente l'ottimizzazione. Se ora guardate i singoli passi della stazione, potete vedere a prima vista la ragione principale di questo: anche se i passi "Attuatore pronto", "Componente in posizione" e "Ritorno in posizione" richiedono un po' più di tempo, l'ottimizzazione del movimento "Tempo non produttivo" era la ragione principale. La sequenza mostra che dopo questo passo tutti i passi successivi iniziano prima e quindi l'intero processo di lavorazione potrebbe essere abbreviato. Il "tempo non produttivo" è un movimento non automatizzato eseguito da un operatore. L'ottimizzazione consisteva nel fornire all'operatore un utensile migliore per la lavorazione - un piccolo cambiamento con un effetto sorprendente sul tempo di ciclo complessivo di questa stazione e in definitiva sul GAE dell'impianto. Per il successivo mese di luglio, il tempo di ciclo mediano è stato ridotto al di sotto del tempo di ciclo obiettivo, in questo caso 53 secondi, e anche le fluttuazioni sono state notevolmente ridotte.

Stazione di flusso di produzione 8
Con la valutazione del processo di produzione di una stazione (Fig. 2), l'utente può vedere quanti componenti sono stati prodotti nel corso di un'ora e la qualità dei componenti. Le aree bianche tra le barre rappresentano i tempi non produttivi, ad esempio i tempi di inattività come i fine settimana, i singoli turni falliti o i tempi di cambio. La colorazione dei picchi dà informazioni sulla qualità del componente, verde per "componente ok", rosso per "componente non ok". Questa è una visione diversa della stazione 8. Il tempo di ciclo obiettivo può benissimo essere raggiunto. Tuttavia, se una sezione troppo lunga del picco del soffietto fosse colorata di rosso nel diagramma di cui sopra, significherebbe che troppi pezzi prodotti nel tempo di ciclo target erano difettosi. Anche in questo caso sono state indagate le cause: malfunzionamenti alla stazione stessa, un metodo di misurazione difettoso per valutare la qualità o la scarsa qualità dei singoli componenti lavorati che provengono dai subappaltatori. Nel presente esempio, tuttavia, le colorazioni corrispondono alle fluttuazioni e ai numeri di scarto usuali e accettabili.

Definire le regole di notifica
Soprattutto dal punto di vista della manutenzione, è necessario essere avvisati il più presto possibile di un malfunzionamento del sistema. A questo scopo si possono memorizzare condizioni logicamente collegate che, quando sono soddisfatte, inviano attivamente un messaggio a uno o più destinatari via e-mail. Un esempio tipico dell'impianto: un componente in diverse stazioni è un cilindro che lavora con la pressione dell'aria. Quando il cilindro si consuma sempre di più, la pressione diminuisce, il che si traduce anche in un tempo di ciclo più breve. Per la manutenzione, questa è un'indicazione che il cilindro cederà nei prossimi giorni o ore. La regola di notifica può quindi essere impostata in modo che venga inviata un'e-mail informativa quando il tempo di ciclo scende sotto un certo valore. In questo modo, la manutenzione può preparare tutto per un'imminente sostituzione rapida del cilindro.

Conclusione: piena trasparenza dei dati per un'ottimizzazione mirata dei processi
Oltre all'analisi del ciclo globale e del ciclo parziale, con piaOptimum possono essere visualizzate altre valutazioni informative e utilizzate per l'ottimizzazione della produzione, ad esempio la visualizzazione delle statistiche di produzione (la granularità può essere definita a piacere: l'intera linea, singoli gruppi o stati su qualsiasi periodo libero fino a pacchetti di dieci minuti) o anche visualizzazioni riassuntive e dettagliate di guasti e messaggi che si sono verificati.

Le analisi e le valutazioni sono dettagliate e a più livelli, in modo che i risultati della produzione possano essere visti da diverse angolazioni. L'applicazione software fornisce una vasta gamma di strumenti per esaminare una stazione problematica, valutare singole sezioni della linea o confrontare interi siti di produzione tra loro. L'attrezzatura con pia Optimum è possibile sia per i nuovi impianti che come versione di retrofit per le linee di produzione esistenti.