MES & PREDICTIVE MAINTENANCE

Název společnosti: ŽĎAS, a. s.

Obrat: 2.300 mil. Kč

Počet zaměstnanců: >2.100

Obor: strojní průmysl, zpracování oceli

Aplikace nástrojů Průmyslu 4.0

Průmysl 4.0 transformuje výrobu ze samostatných automatizovaných jednotek na plně integrovaná automatizovaná a průběžně optimalizovaná výrobní prostředí. Naším cílem je vytvářet tyto výrobní prostředí, ve kterých se uplatňuje maximální úroveň robotizace, maximalizace účinnosti a spolehlivosti zařízení výroby na základě informací, které poskytuje systém o daném aktuálním stavu. V této oblasti spolupracujeme s řadou firem a nasazujeme různé technologie pro různá řešení a to až do konečných detailů konstrukčních uzlů. V hojné míře sbíráme o jednotlivých konstrukčních uzlech data, predikujeme budoucí stavy, využíváme vibrodiagnostické metody. Například každý stroj vytváří během provozu vibrace, které jsou způsobeny nevyvážením, nesouosostí nebo rezonancí. Tyto nežádoucí vibrace mají negativní vliv na technický stav a provozuschopnost strojů. Automatizované sledování kvality detekuje odchylky ještě před poškozením jednotlivých dílů. Rovněž sledujeme a vyhodnocujeme pomocí senzorů kvalitu oleje, pomocí příslušných kontrolerů dále vyhodnocujeme spotřebu a úniky tlakového vzduchu, odezvu, hysterezi a polohu vzduchových a hydraulických ventilů, monitorujeme teplotní stabilitu jednotlivých tepelně namáhaných částí strojů apod. Nepřetržité monitorování těchto veličin zajišťuje včasné varování před vznikajícím poškozením a okamžitý zásah údržby, čímž se prodlužuje životnost jednotlivých komponent stroje. Všechny tyto informace jsou vyhodnoceny jak v samotném řídicím systému, tak i pomocí příslušných elektronických diagnostických systémů (kontrolerů) a jsou předávány do monitorovacích a ovládacích systémů SCADA (speciálně vyvinutá softwarová aplikace pro styk s dozorujícím operátorem výrobního prostředí) a současně do výrobních informačních systémů (MES). Dozorující operátor má možnost sledovat on-line záznamy, stejně jako predikovaná hlášení (upozornění na možný nedostatek nebo poruchu), alarmy, či stavová hlášení. Vše je samozřejmě podrobně komentované s doporučením pro provedení nápravy. Tím jsou splněny hlavní požadavky moderního řízení strojů a to jak na kompatibilitu, modularitu a konfigurovatelnost. Co se týká diagnostiky při nastalé poruše – filozofie takto navrženého systému sběru dat zásadním způsobem zkracuje čas identifikace závady a navádí údržbu k cílenému servisnímu zásahu, poskytuje údaje k vedení skladového hospodářství náhradních dílů apod. Pro vzdálený diagnostický přístup z naší akciové společnosti do dodaného výrobního prostředí využíváme model samostatného diagnostického počítače, který je instalován přímo u zákazníka. Obsahuje  nainstalované vývojové verze potřebných softwarů včetně PLC analyzéru.

Konkrétním příkladem je softwarová podpora automatizovaného kování ŽĎAS TechForge pro integrované kovací soubory, kterou vyvinuli programátoři řídicích systémů a výrobních procesů naší společnosti. Tato zcela nově vyvinutá expertní funkce představuje automatické, recepturové řízení kovacího souboru s možným návrhem technologického procesu vlastního kování. Vlastní řízení obsahuje kromě úlohy návrhu procesu kování rovněž diagnostické a monitorovací přístupy – např. implementovaná aktivní hydraulická schémata, aktuální stavy všech prvků kovacího souboru, řízení spotřeby energií dále statistiky, detailní alarmová hlášení a jejich archivy a mnoho dalších užitečných informací pro údržbu a servis. Softwarová podpora je navržena tak, aby splňovala ty nejnáročnější požadavky našich zákazníků. K jejím hlavním výhodám patří mezi jinými zkrácení doby kování, snížení spotřeby energie, zkrácení doby meziohřevu, snížení spotřeby plynu ohřívacích pecí, zvýšení provozní efektivity, usnadnění práce operátora a minimalizace chyb obsluhy. Automatizované kování ŽĎAS TechForge je vhodné i pro malé série výkovků, jako jsou kvadráty, plocháče, hřídele atp.

Proč aplikovali tyto nástroje?

Společnost ŽĎAS implementuje technologie do svých zařízení a neustále vyvíjí další modifikace dle požadavků nových technologií a především na základě požadavků a návrhů výrobních prostředí našich zákazníků.

Celkové zhodnocení implementace

Termín Průmysl 4.0 je v současnosti jedním z nejvíce skloňovaných pojmů a stává se tak pro výrobní podniky až magickým slovním spojením. Ve ŽĎAS, a.s. je vhodné pojmenovat dva směry této čtvrté průmyslové revoluce a to jednak sofistikovaná technická řešení  aplikovaná na  nově vyráběná zařízení (lisy, kovací soubory, linky a ostatní technologická zařízení) tak i modernizace, inovace a nové technologie vlastního výrobního zařízení podniku. Pro oba tyto směry máme vypracované koncepty řešení, které se neustále vyvíjejí tak, aby obsáhly nejnovější současné trendy. V těchto konceptech se námi dodávaná zařízení nejen řídí, ale rovněž diagnostikují, predikují se nestandardní stavy, poruchy, životnosti jednotlivých komponent s vazbou na  plánování servisních zásahů, objednávání náhradních dílů, vyšších úrovní řízení (MES, ERP) atp.

Důsledky pro pracovníky

Velice důležitá je spolupráce napříč všemi vývojovými obory. Z tohoto pohledu narůstá při návrhu nových robotických pracovišť a linek rovněž potřeba většího počtu vývojových pracovníků – specialistů a to převážně o pracovníky vývoje SW PLC, vizualizací a virtualizací, specialistů v oboru HW, hydraulických systémů, technologů navrhovaných výrobních prostředí, pracovníků z řad vibrodiagnostiky a v neposlední řadě vysoce kvalifikovaných servisních pracovníků.

Co se týká uživatelského prostředí nových robotických pracovišť a linek, minimalizuje se počet obsluhovatelů těchto zařízení. Moderní obsluha vlastně vykonává ve velké míře pouze dozorující činnost. Takže postupnými kroky se vlastně naplňuje přísloví „Na manuální práci jsou přeci stroje“.

Ze všech těchto poznatků je tedy patrné, jakým směrem se postupnými kroky posouvá odbornost a kvalifikace jednotlivých pracovníků firmy.