PRAKTISKE ERFARINGER MED INDUSTRI 4.0

Transkript

1 PRAKTISKE ERFARINGER MED INDUSTRI 4.0 Claus K. Holm Head of Product Management Festo Danmark 1

2 Industri 4.0 kendetegner en fundamental udvikling... 2

3 Grad af kompleksitet Den fjerde industrielle revolution Revolution gennem: teknisk innovation / know-how / kvalifikation af medarbejdere 1.0 Mekanisk produktion Vand-/dampkraft 2.0 Masseproduktion, opgavefordeling og specialisering Industrialisering 3.0 Stigende digitalisering og automation Elektronik / IT 4.0 Integreret automation Cyber Physical Systems Slut 18. århundrede Start 20. århundrede Tidlige 70 ere I dag Tid Source: DFKI

4 Industri 4.0 byder på nye muligheder, men også udfordringer Der findes en række forskellige bevæggrunde for at drive den teknologiske udvikling Kunder Kundetilpassede løsninger Stor diversitet blandt kunder og markeder Behov for nye typer af service Samfundet Demografisk og teknologisk forandring Fokus på højere uddannet arbejdskraft Samspil mellem mennesker og teknologi Tværfaglig tankegang og adfærdsmønster Industry 4.0 Bæredygtighed Energieffektivitet og emissionsreduktion Genbrug af maskiner og udstyr CSR, Corporate Social Responsibility Teknologi Netværk mellem produktion, ERP systemer, og den generelle værdikæde Decentraliserede intelligente styringer Innovative teknologier Digitale og virtuelle fabrikker 4

5 Produktion, logistik, service i 176 lande world-wide Datterselskaber i 61 lande Over 250 salgskontorer Autoriserede forhandlere i yderligere 40 lande Festo Selsakb Global Production Center Salgskontorer

6 Den Tyske regerings I4.0 Initiativ: Plattform Industrie 4.0 Formulering af begrebet integrated Industries el. Industri 4.0 ~2010 Nyt set-up på Hannover Messe 14th April 2015 Dr. Veit (Festo) er et af de fire industrielle medlemmer af den oprettede styrekomité 6

7 Maskiner, systemer og fabrikker kommunikerer med hinanden Verdensomspændende netværk mellem produktions- og logistikcentre bidrager til et helt nyt niveau for on-time delivery baseret logistik setup. 7

8 Visionen for Industri 4.0 er en del af den digitalt forbundne verden Industri 4.0 fokuserer på intelligente produktionsmetoder og processer Lager Netværk Fremstillin g Analyse Løbende udveksling af data mellem komponenter og skyen 8

9 Mechatronic systems bliver til cyber-physical systems Integrering af lokal intelligens og kommunikationsmuligheder Ventiler Sensorer Internet of things + IP kapacitet Cyber-physical systems + Internetkommunikation + machine-to-machine kommunikation Trådløs kommunikation Semantisk beskrivelse IP addresse, controller platform Integrerede systemer + sensorer, aktuatorer + integreret intelligens Fysiske objekter, devices 9

10 Individuelle fysiske objekter med intelligent kommunikationsevne Produkt Intelligens Kommunikation Networking = Industry 4.0 Value added services Analyse Condition monitoring Cloud services Business models Pay as you go Forebyggende vedligehold Kundesupportering 10

11 Intelligente komponenter Intelligente komponenter kan bygges ind i eksisterende anlæg som plug & produce enheder der er i stand til at kommunikere via standardiserede interfaces 11

12 Horisontal og vertikal integration i værdikæden og automationspyramiden Configuration and offerings Engineering Production Commissioning Maintenance Service Automation ML* Kombinerer værktøjer fra engineeringfasen IO Link / AS-Interface Understøtter kommunikation på shop floor niveau OPC UA** Interface standard til at stille data til rådighed for en række forskellige systemer Industrial Ethernet Kommunikation incl. OPC UA * pending ** IEC 62541, start

13 Mekatroniske systemer bliver til cyber-physical systems Integrering af lokal intelligens og kommunikationsmuligheder i et sub-system. Eller i en produktionscelle. 13

14 Scharnhausen Technology Plant gør fremtiden håndgribelig Fremtidens produktion af ventiler, ventilterminaler og elektronik Automatisk og fleksibel Fleksibelt produktionsflow Optimeret energiforbrug Uddannelse som en selvfølge Fleksibel og energieffektiv modulopbygget produktion Optimalt flow af informationer og materialer Energiforsyning Energy network i for bygninger buildingsog CP Training factory factory anvendes as practical, til intern processer and production i ét samlet processes netværk produktionstræning integral constituent 14

15 Automationsplatform med decentrale styringer som grundsten Automation platform CPX Control and communication Servo-pneumatic motion Decentralisation: -CANopen - IO-Link -CPI - I-Port Safety engineering Electric motion Incl. robotics up to 3D Measurement and control Pneumatics par excellence Én løsning til fabriks- og procesautomation Med integreret PLC håndteres samtlige lokale kontrolfunktioner Perfekt integration i host miljøer- Inklusiv industri

16 Modulær maskinopbygning med decentral styring Festo Technology Factory Scharnhausen Produktion af batch størrelser Bygget med optimalt logistikflow for øje Decentral styring i hvert eneste modul med et standardiseret forsynings- og kommunikationsinterface 16

17 Big data og cloud løsninger Ved at opsamle maskindata bliver det muligt at optimere processer samt at tilføje ny værdi og funktionalitet. 17

18 Fremtidens IT arkitektur for GPC Scharnhausen Enterprise Resource Planning Production Data Energy Data Production Energy Data Buildings Production Orders Manufacturing Execution Energy-Data Energy-Management System (Facility Management) Integration Layer for Shop Floor Building installations Workstations, lines.. 18

19 På gamle maskiner eftermonteres IP65 PLC med dataopsamling Enterprise Resource Planning Production Orders Manufacturing Execution Energy-Data Integration Layer for Shop Floor Workstations, lines.. 19

20 Optimering af logistik- og materialeflow OPC UA 20

21 En ny type medarbejder i den digitale produktions tidsalder Nye niveauer for human-machine interaktion Direkte interaktion mellem mennesker og maskiner eller robotter. ensure safety Intuitiv og simpel betjening af maskiner og systemer develop new operating concepts 21

22 Mobilt vedligehold 22

23 ANALYSERET POTENTIALE/ ROI 350 k 300 k 250 k 200 k Omkostninger 150 k Besparelse 100 k 50 k 0 k RESULTAT ROI 4,3 Months ~ besparelse pr. år baseret på 2 fabrikker Stor accept blandt ansatte Forøget OEE da flere maskiner er tilgængelige / kortere nedetid, informationer i fælles netværk 10 Min. Sparet tid per fejlmelding / vedligehold I 2014: ca Fejlmeldinger, Vedligehold Fører til en tidsmæssig besparelse på ca timer for personalet (2 mandeår) & maskiner Sammenholdes personaleomkostninger og maskintariffer giver det en årlig besparelse på * * Ikke medregnet den positive effekt på hele linier BUSINESS CASE + ca p. a. ipads: 46 stk., totalt ipad covers: Licenser: Samlet investering:

24 Pneumatisk energi sparemodul Lavere energiforbrug og lækagealarm MSE6-E2M Energi sparemodul Flowsensor og tryksensor til procesovervågning 2/2-lukkeventil muliggør autostop funktion Fieldbus node til online data transmission 1. Ingen spild af trykluft når anlægget holder stille 2. Automatisk lækagedetektion 3. Online procesmonitorering, remote parameterindstilling via PROFIBUS* * PROFINET, EtherNet/IP, Codesys and OPC-UA på forespørgsel) 24

25 Energimonitorering i Case study PreciTrame Situation 2012: Luftforbrug ved produktionsstop/stand-by:~ 550 l/min Luftforbrug ved drift ~ l/min Steps: Afklaring af tekniske muligheder med maskinleverandøren Hvilke forbrugere kan slukkes f.eks. efter 5 min stand-by Ændring af PLC program Situation 2013 efter implementering af ændringer: Luftforbrug ved produktionsstop/stand-by ~ 50 l/min Besparelse: m³/p.a. ~ 39,5 % /p.a. 25

26 IoT-Gateway og Festo Cloud 26

27 Industri 4.0 vil resultere i en ændret efterspørgsel af kompetencer hos produktionspersonale 4.0 Networked production Håndtering af komplekse systemer Nye kompetencer Træning og kvalificering Job profil Industri 4.0 Kompleks beslutningstagen Monitorering og handling Adaptiv fejlfinding Forebyggende vedligehold Job profil Industri 3.0 Simple opgaver Gentagelser Watch and call Standardiseret 3.0 Automatisk fremstilling 27

28 Festos holistiske tilgang til Industri 4.0 Teknisk træning og kompetenceudvikling er en grundforudsætning 28

29 CP Factory Learning factory The cyber-physical research and learning factory Udvikling af facility netværk Netværkskommunikation Energy management Condition monitoring Procesoptimering 29

30 Smart Production Lab Aalborg Universitet 30

31 Tak for opmærksomheden Claus K. Holm Head of Product Management Festo Danmark 31