Анализ высокочастотных данных для распознавания аномалий процесса обработки

22.07.2021 - Markus Isgro

Индустрия 4.0: информационные панели EMAG EDNA-Lifeline

Вновь разработанный метод позволяет проводить анализ данных в ходе текущего процесса – функция «Распознавание аномальных отклонений» в производственных условиях


Производственные условия на многих предприятиях-субпоставщиках автопрома находятся в постоянном изменении. С одной стороны, конструкция автомобильных деталей становится все более сложной, с другой - чрезвычайно быстро повышаются требования ОЕМ изготовителей к размерной точности и к допускам. Допустимая погрешность при этом стремится к нулю. Каким же образом можно одновременно учесть все эти тенденции? Ответ на этот вопрос дает новое решение EMAG, разработанное в рамках концепции «Индустрия 4.0», в котором специалисты компании используют специальные функции системы управления станка для непрерывного сбора данных процесса, замеряемых непосредственно в процессе обработки. Модульная система “Интернета вещей” EDNA сразу же осуществляет оценку этих данных и выявление аномальных отклонений. Какие возможности открывает этот инновационный подход с использованием принципов «Индустрии 4.0»?

Промышленное производство − это во многом борьба за микрометры и миллисекунды, при этом каждый производственный процесс в итоге постоянно оптимизируется. Аномальные отклонения должны быть обнаружены еще на этапе обработки, чтобы на них сразу можно было оказать прямое и непосредственное воздействие.

Ядро системы IoT анализирует данные измерений

Помимо собственно станкостроения, группа EMAG последовательно занимается дигитализацией своих производственных технологий. Большой объем измерительных, эксплуатационных и производственных данных, генерируемых каждым отдельным станком в процессе эксплуатации, собирается и широко используется для повышения стабильности и производительности процессов. Собранные данные сравниваются с заданными значениями для надежного обнаружения аномальных отклонений производственных процессов. Основой для этого проекта является новое, построенное на принципах “Интернета вещей”, комплексное решение EDNA для объединения в сеть, эксплуатации и анализа результатов работы станков. По существу, оно состоит из мощного промышленного компьютера – EDNA IoT Core, который записывает, собирает и анализирует данные. Использование EDNA IoT-Core можно гибко масштабировать: только лишь локально на автономно установленном станке, с подключением к Edge-решению (то есть к корпоративной внутренней сети или облаку) или же с подключением к облачной сети. В то же время, это решение имеет сквозную модульную программную архитектуру – в случае необходимости могут быть реализованы дополнительные протоколы, подключение данных к системам заказчиков, различные сценарии анализа (представление результатов) и т. д.

Реагирование на самом раннем этапе

На основе собранных и проанализированных данных специалисты EMAG могут на самой ранней стадии выявлять спорадически возникающие аномальные отклонения контролируемых параметров. Промышленный компьютер EDNA IoT-Core регистрирует возможное отклонение в момент его возникновения, в течение нескольких секунд производит анализ данных и, с учетом текущего этапа обработки решает, нужно ли прерывать весь производственный процесс и производить отбраковку данной детали. «Для интеллектуального обнаружения аномальных отклонений, конечно же, в первую очередь необходим процесс обучения. Не каждое отклонение параметров производственного процесса неизбежно приводит к необходимости отбраковки детали. Например, если отклонение возникает на этапе черновой обработки, однако может быть впоследствии скомпенсировано при чистовой, такое отклонение на качество изделия никакого влияния не оказывает», − объясняет Райнер Зайтц, руководитель отдела разработки программного обеспечения и решений для IoT (“Интернета вещей”) компании EMAG. Для будущих пользователей оборудования эта концепция несет еще и следующую выгоду: если возникает столь значительное отклонение, которое уже невозможно компенсировать при дальнейшей обработке, то дальше эта деталь до конца обрабатываться не будет. Таким образом, на испорченную деталь больше не накладывается никакой добавочной стоимости − это также экономия затрат, которую не следует недооценивать при обработке больших партий деталей. Но не только на этом можно сэкономить средства. Именно для деталей с высокими требованиями к качеству функция обнаружения аномальных отклонений может способствовать тому, что необходимо будет обмерять меньшее количество деталей, и это в свою очередь также приведет к снижению затрат. «Кроме того, как показал первый пример реального использования, можно будет выявлять момент начала износа узлов станка. Тем самым, представленная форма обнаружения аномальных отклонений является возможным дополнением к нашему приложению EDNA Health Check, которое уже сейчас может использоваться для контроля рабочего состояния важнейших узлов станка», − объясняет господин Зайтц далее.

Мир возможностей

Какие возможности этот подход открывает в будущем – в том числе и для заказчиков из других отраслей? Ответ на этот вопрос многоплановый. Промышленный компьютер EDNA IoT-Core обеспечивает доступ к большому объему данных, которые позволяют сделать выводы о состоянии станка. Все эти данные можно классифицировать на основе «анализа заданных и фактических значений»: при возникновении отклонения пользователь своевременно информируется об этом и может вмешиваться в процесс, управляя его ходом (например, произвести отбраковку детали). При этом в остальном, всё решение может быть подключено к EMAG с использованием облачных технологий, что позволяет специалистам изготовителя оказывать поддержку в вопросах, связанных с контролем и анализом ошибок. В результате весь производственный процесс становится значительно более прозрачным и эффективным, о чем убедительно свидетельствуют различные примеры внедрения системы EDNA у заказчиков в других сферах применения. По оценкам экспертов EMAG, если все получаемые процессные данные будут анализироваться и результаты анализа использоваться для принятия мер, то окупаемость инвестиций (ROI) может быть достигнута уже примерно через год. «В любом случае в лице EDNA мы создали совершенно новый “инструмент” для целенаправленного повышения производительности производства наших клиентов, причем без необходимости инвестиций в новые станки, так как это решение работает и на многих ранее выпущенных моделях», − говорит Райнер Зайтц. «Одновременно мы закладываем у наших клиентов фундамент для “умного” производства завтрашнего дня».

Контактное лицо

Markus Isgro

Press and Communication

Телефон:+49 7162 17-4658
Факс:+49 7162 17-4027
E-mail:communications@emag.com

Рисунки