واقعی-مطالعه موردی جهانی: بهینه سازی OEE خط تولید با HMI زیمنس و SCADA

در دنیای رقابتی تولید امروز، هر کارخانه ای قصد دارد از تجهیزات خود بیشترین بهره را ببرد. یکی از معیارهای کلیدی کارایی تولید، اثربخشی کلی تجهیزات (OEE) است که عملکرد ماشین‌ها را در طول زمان عملیات برنامه‌ریزی‌شده ردیابی می‌کند. بسیاری از کارخانه ها به دلیل توقف برنامه ریزی نشده، سرعت پایین تولید و مشکلات کیفیت، با OEE پایین دست و پنجه نرم می کنند. خوشبختانه، زیمنس HMI (رابط انسانی-) همراه با سیستم‌های SCADA (کنترل نظارتی و جمع‌آوری داده) راه‌حلی قدرتمند ارائه می‌دهد. این مطالعه موردی واقعی جهانی نشان می‌دهد که چگونه یک کارخانه تولید فولاد خط تولید خود را با استفاده از HMI زیمنس برای افزایش قابل توجه OEE تغییر داده است.

مقدمه ای بر نقش OEE و زیمنس HMI

قبل از پرداختن به مطالعه موردی، اجازه دهید آنچه را که OEE و زیمنس HMI انجام می دهند، روشن کنیم. OEE با استفاده از سه عامل محاسبه می‌شود: در دسترس بودن (چند دفعه ماشین‌ها طبق برنامه‌ریزی کار می‌کنند)، عملکرد (سرعت ماشین‌ها در مقایسه با حداکثر ظرفیتشان) و کیفیت (چند محصول خوب ساخته می‌شوند). امتیاز OEE بالا (بالاتر از 85٪) به این معنی است که یک خط تولید کارآمد است، در حالی که اکثر کارخانه ها بدون ابزار هوشمند فقط به 60-70٪ می رسند.

HMI زیمنس به عنوان "پل" بین اپراتورها و ماشین ها عمل می کند. این صفحه نمایش کاربر پسندی ارائه می دهد که داده های تولید در زمان واقعی، وضعیت ماشین و هشدارها را نشان می دهد. برخلاف پانل‌های کنترل قدیمی-با دکمه‌ها و مترهای گیج‌کننده، HMI زیمنس عملیات را ساده می‌کند و دسترسی به اطلاعات مهم را آسان می‌کند. هنگامی که با SCADA جفت می شود، داده ها را از کل خط تولید جمع آوری و تجزیه و تحلیل می کند و به مدیران کمک می کند تا تصمیمات آگاهانه ای برای بهبود OEE بگیرند. این ادغام برای بهبود OEE خط تولید، کلید HMI زیمنس است.

واقعی-مطالعه موردی جهانی: تبدیل یک خط برش فولادی با HMI زیمنس

چالش کارخانه

ATI Materials، تولید کننده پیشرو فولاد ویژه هوافضا و دفاع، با دستگاه برش فولادی خود در سال 1995 با مشکلات بزرگی مواجه شد. سیستم کنترل قدیمی سه مشکل عمده داشت: سخت افزار قدیمی که تعمیر آن به سختی انجام می شد، یک پانل اپراتور پیچیده که سرعت کار را کند می کرد و کنترل تنش ضعیف در حین شکاف. این مشکلات منجر به توقف مکرر برنامه ریزی نشده، سرعت پایین تولید و کیفیت محصول ناسازگار شد. امتیاز OEE کارخانه تنها 52 درصد بود، بسیار کمتر از استانداردهای صنعتی. آنها به راه حلی نیاز داشتند که بتواند سیستم را بدون وقفه طولانی در تولید مدرن کند.

راه حل: زیمنس HMI و SCADA ادغام

این کارخانه با درایوها و کنترل‌های الکترونیکی (EDC) همکاری کرد تا سیستم را با استفاده از HMI زیمنس و سایر فناوری‌های زیمنس ارتقا دهد. هسته اصلی راه حل جایگزینی پنل کنترل قدیمی با پنل راحتی زیمنس HMI، همراه با یک PLC S7-1500 زیمنس و درایوهای DC 6RA80 بود. این تیم همچنین HMI زیمنس را با سیستم SCADA برای جمع آوری و تجزیه و تحلیل داده ها در زمان واقعی یکپارچه کرد.

یکی از ارتقاهای کلیدی رابط بصری HMI زیمنس بود. صدها دکمه گیج کننده را با نمایشگرهای واضح و بصری جایگزین کرد که وضعیت دستگاه، سطوح تنش و سرعت تولید را نشان می‌دهند. به لطف طراحی کاربر پسند پانل، اپراتورها می‌توانند به سرعت تنظیمات را تنظیم کنند و به هشدارها پاسخ دهند. ادغام زیمنس HMI SCADA برای OEE همچنین به کارخانه اجازه داد تا علل خرابی، نرخ تولید و مشکلات کیفیت را در یک سیستم مرکزی ردیابی کند.

نتایج: بهبود چشمگیر OEE

این ارتقا در کمتر از چهار روز کامل شد و ضرر تولید را به حداقل رساند. نتایج چشمگیر بود: توان عملیاتی کارخانه (میزان فولاد فرآوری شده در ساعت) 67 درصد افزایش یافت. زمان خاموشی برنامه ریزی نشده تا 40 درصد کاهش یافت زیرا HMI زیمنس هشدارهای زمانی واقعی درباره مشکلات احتمالی ماشین ارسال می کرد و به تیم های تعمیر و نگهداری اجازه می داد تا قبل از اینکه باعث خاموشی شوند، مشکلات را برطرف کنند. کنترل تنش مداوم از سیستم جدید همچنین کیفیت محصول را بهبود بخشید و ضایعات را تا 18 درصد کاهش داد.

مهمتر از همه، امتیاز OEE کارخانه از 52٪ به 78٪ افزایش یافت{2}}که 26٪ افزایش یافت. این بهبود منجر به سود بیشتر و مزیت رقابتی قوی تر شد. مدیر کارخانه خاطرنشان کرد، "HMI زیمنس، عملیات ما را شفاف‌تر کرده است. اپراتورها سریع‌تر کار می‌کنند، و ما می‌توانیم تصمیم‌های مبتنی بر داده{7}}را برای اجرای روان نگه داریم."

ویژگی های کلیدی زیمنس HMI بهینه سازی OEE

موفقیت این مطالعه موردی ناشی از ویژگی های خاص HMI زیمنس است که نقاط درد OEE را هدف قرار می دهد. در اینجا تأثیرگذارترین آنها آورده شده است:

-تجسم داده در زمان واقعی

Siemens HMI معیارهای مهم OEE را-مانند در دسترس بودن دستگاه، سرعت تولید، و نرخ عیب-روی داشبوردهای آسان برای خواندن-- نمایش می‌دهد. اپراتورها و مدیران مجبور نیستند منتظر گزارش باشند. آنها می توانند مسائل را همانطور که اتفاق می افتد ببینند. به عنوان مثال، کارخانه فولاد از HMI WinCC زیمنس برای تجسم OEE استفاده کرد تا مدت زمانی را که دستگاه در حال کار، بیکار یا خاموش سپری کرده است، ردیابی کند. این دید به آنها کمک کرد تا زمان بیکاری را تا 25٪ کاهش دهند.

رابط استاندارد و بصری

سیستم‌های کنترل قدیمی اغلب به آموزش گسترده نیاز دارند زیرا هر دستگاه رابط متفاوتی دارد. زیمنس HMI از طرح های استاندارد شده در خطوط تولید استفاده می کند و زمان آموزش اپراتورهای جدید را کاهش می دهد. صفحه نمایش لمسی و نمادهای واضح پنل راحتی، استفاده از آن را حتی برای کارکنان کمتر با تجربه آسان می کند. این استانداردسازی همچنین خطاهای انسانی را که یکی از دلایل اصلی OEE پایین است کاهش می دهد.

مدیریت هشدار فعال

زیمنس HMI هشدارهای فوری برای خطاهای دستگاه، سطوح پایین مواد یا انحرافات کیفیت ارسال می کند. هشدارها شامل دستورالعمل‌های واضحی در مورد نحوه رفع مشکل است، بنابراین اپراتورها زمان را برای عیب‌یابی تلف نمی‌کنند. در کارخانه فولاد، این ویژگی زمان حل مشکلات را به طور متوسط ​​از 30 دقیقه به 10 دقیقه کاهش می دهد. این مدیریت زنگ هشدار HMI زیمنس برای کاهش زمان خرابی، یک تغییر{5} بازی برای OEE است.

یکپارچه سازی SCADA بدون درز

زیمنس HMI با سیستم های SCADA برای جمع آوری داده ها از چندین ماشین به راحتی کار می کند. این داده های متمرکز به مدیران کمک می کند تا گلوگاه ها را در سراسر خط تولید شناسایی کنند، نه فقط ماشین های منفرد. به عنوان مثال، اگر سرعت پایین یک دستگاه کل خط را نگه دارد، سیستم SCADA (همراه با HMI زیمنس) آن را علامت گذاری می کند و به مدیران اجازه می دهد برنامه ها را تنظیم کنند یا مشکل را برطرف کنند.

چگونه این را در خط تولید خود اعمال کنید

موفقیت کارخانه فولاد منحصر به فرد نیست. هر کارخانه تولیدی-چه مواد غذایی، لوازم الکترونیکی یا قطعات خودرو تولید کند-می‌تواند از HMI زیمنس برای بهبود OEE استفاده کند. با ارزیابی امتیاز OEE فعلی خود و شناسایی بزرگترین دلایل ناکارآمدی (از کار افتادن، سرعت پایین یا نقص) شروع کنید. سپس، با شریک زیمنس برای طراحی راه حل HMI و SCADA متناسب با نیازهای شما همکاری کنید. پنل راحتی HMI زیمنس برای کارایی تولید نقطه شروع عالی برای خطوط کوچک تا متوسط- است.

به یاد داشته باشید، بهینه سازی OEE یک فرآیند مداوم است. زیمنس HMI فقط مشکلات را برطرف نمی‌کند-این داده‌ها را برای بهبود مستمر عملیات شما فراهم می‌کند. با گذشت زمان، می توانید از داده ها برای پیش بینی نیازهای تعمیر و نگهداری، بهینه سازی برنامه های تولید و آموزش بهتر کارکنان استفاده کنید.

نتیجه گیری

این مطالعه موردی واقعی{0}}جهانی ثابت می‌کند که سیستم‌های HMI و SCADA زیمنس ابزارهای قدرتمندی برای تقویت OEE هستند. زیمنس HMI با ارائه{2}}رویت زمانی واقعی، عملکرد بصری، و هشدارهای پیشگیرانه به کارخانه ها کمک می کند تا ناکارآمدی را به بهره وری تبدیل کنند. افزایش 26 درصدی OEE کارخانه فولاد نشان می دهد که حتی خطوط تولید قدیمی تر را نیز می توان با فناوری مناسب تغییر داد.

اگر کارخانه شما با OEE پایین دست و پنجه نرم می کند، زیمنس HMI می تواند راه حل باشد. این فقط در مورد ارتقاء سخت افزار نیست{1}} بلکه در مورد هوشمندتر، سریعتر و قابل اعتمادتر کردن عملیات شماست. امروز روی زیمنس HMI سرمایه گذاری کنید و شروع به باز کردن پتانسیل کامل خط تولید خود کنید.