HARDWARIO hilft dem Autohersteller TPCA, Produktionsausfälle zu verhindern

TPCA ist ein Joint Venture zwischen zwei globalen Autoherstellern: der japanischen Toyota Motor Corporation und der französischen Groupe PSA. In seinem Werk in Ovčáry bei Kolín produziert es in großen Stückzahlen Personenkraftwagen der Marken Toyota, Peugeot und Citroën - 2017 überschritt es den bedeutenden Meilenstein von 3 Millionen gebauten Fahrzeugen.

Ein Werk dieser Größe muss mit Höchstleistung laufen. Um hochwertige Fahrzeuge so effizient wie möglich zu liefern, sucht der Autohersteller ständig nach innovativen Wegen, um Fehler zu beseitigen und ihnen vorzubeugen. Deshalb bat uns TPCA, eine kostengünstige und wirksame Möglichkeit zu finden, Probleme an der Produktionslinie vorherzusehen.

Die Herausforderung

Eine der an der Fahrzeugmontage beteiligten Maschinen ist die Einpasslinie in der Montageabteilung des Autoherstellers. Eine Störung an dieser Stelle - etwa ein Motorausfall - unterbricht den gesamten Montageprozess und verursacht enorme Verluste.

TPCA wusste, dass eine mögliche Ursache für einen Ausfall ein überhitzender Motor der Einpasslinie ist - eine Situation, die sich durch Temperaturüberwachung und rechtzeitige Meldung erhöhter Messwerte verhindern lässt. Der Autohersteller wählte die Messung der Motortemperatur zur Problemvorhersage als sein IoT-Pilotprojekt.

Die Anforderungen waren anspruchsvoll:

• Der Sensor musste die Temperatur in einer rauen industriellen Umgebung drahtlos überwachen
• Das Gerät musste sich an die lokale IT-Kommunikationsinfrastruktur von TPCA anbinden
• Der Sensor musste Daten in sehr kurzen Intervallen senden
• Das Gerät musste mit geringem Stromverbrauch arbeiten
• Alles musste einfach zu installieren und zu warten sowie sehr kostengünstig sein
• Die Installation musste während einer kurzen, geplanten Linienabschaltung erfolgen

Die Lösung

Auf Basis einer Analyse der Anforderungen bauten wir die Lösung auf unserem modularen IoT-Kit auf. Dieses erfüllte die Anforderungen an ein kostengünstiges Gerät und eine maßgeschneiderte Kommunikation: Das Kit erleichtert den Aufbau drahtloser IoT-Geräte und die freie Anpassung ihres Verhaltens und lässt sich problemlos mit verschiedenen Plattformen und IT-Systemen integrieren.

Für den TPCA-Pilot verwendeten wir:

• Das IoT-Kit mit einem maßgeschneiderten Funkprotokoll im 868-MHz-Band
• Externe Temperatursensoren, die an ein dediziertes Modul angeschlossen sind
• Ein Raspberry-Pi-System mit Funk-Dongle, das als Kommunikations-Gateway fungiert

Für den Pilot bereiteten wir drei Temperatursensoren vor, die TPCA-Techniker nicht-invasiv an den Motorgehäusen der Linie befestigten. Die Sensoren senden die gemessene Temperatur drahtlos in sehr kurzen Intervallen an das Raspberry Pi und weiter an das IT-System des Autoherstellers. Sie werden von handelsüblichen Alkalibatterien gespeist.

So funktioniert es

Das Gateway - das Raspberry Pi mit seinem Funk-Dongle - empfängt die Daten von den Sensoren und leitet sie über das LAN an eine Grafana-Anwendung zur weiteren Verarbeitung und Visualisierung weiter.

Dann kommt ein Benachrichtigungsdienst ins Spiel: Wird ein konfigurierter Temperaturschwellenwert überschritten, sendet er eine Warn-E-Mail an die Wartung. Die Techniker inspizieren den Motor und schlagen Maßnahmen vor, um einen Ausfall und einen ungeplanten Linienstillstand zu verhindern.

Die Entwicklung der gesamten Lösung, einschließlich der Anpassung des Funkprotokolls, dauerte nur zwei Wochen. Dank schneller Entwicklung und rascher Installation lieferten wir die Lösung zu sehr geringen Kosten und erfüllten dabei die hohen Standards von TPCA an Qualität und Zuverlässigkeit.

Ergebnisse

Durch diese Zusammenarbeit bestätigte TPCA, dass der Einsatz von IoT in der vorausschauenden Wartung sinnvoll ist - selbst wenn die gesamte Lösung auf einem leichtgewichtigen IoT-Kit aufgebaut ist. Bereits während des Pilots verhinderten rechtzeitige Warnungen an die Wartung einen Linienstillstand und sparten mehrere Hunderttausend Kronen. Als größten Nutzen des Projekts betrachtet TPCA die sehr kurze Implementierungszeit und die äußerst geringen Kosten, die 500 EUR nicht überstiegen.

“Mit den Modulen konnten wir uns in nur wenigen Tagen unser eigenes kleines Stück Industrie 4.0 aufbauen. Und es sparte uns sowohl Zeit als auch Geld.”

Marek Herda, IT Specialist for Industry 4.0 and security projects, TPCA