HARDWARIO pomaga producentowi samochodów TPCA zapobiegać przestojom produkcji

TPCA to spółka joint venture dwóch globalnych producentów samochodów: japońskiej Toyota Motor Corporation i francuskiej Groupe PSA. W swoim zakładzie w Ovčárach koło Kolína produkuje w dużych ilościach samochody osobowe marek Toyota, Peugeot i Citroën - w 2017 roku przekroczyła ważny kamień milowy 3 milionów wyprodukowanych samochodów.

Zakład tej wielkości musi pracować na najwyższych obrotach. Aby dostarczać wysokiej jakości samochody jak najefektywniej, producent stale poszukuje innowacyjnych sposobów eliminowania awarii i zapobiegania im. Dlatego TPCA poprosiła nas o pomoc w znalezieniu przystępnego cenowo i skutecznego sposobu przewidywania problemów na linii produkcyjnej.

Wyzwanie

Jedną z maszyn zaangażowanych w montaż pojazdów jest linia dopasowania w dziale montażowym producenta. Awaria w tym miejscu - na przykład uszkodzenie silnika - zakłóca cały proces montażu i powoduje ogromne straty.

TPCA wiedziała, że jedną z możliwych przyczyn przestoju jest przegrzewający się silnik linii dopasowania - sytuacja, której można zapobiec poprzez monitorowanie temperatury i terminowe zgłaszanie podwyższonych odczytów. Jako swój pilotażowy projekt IoT producent wybrał pomiar temperatury silnika w celu przewidywania problemów.

Wymagania były wymagające:

• Czujnik musiał bezprzewodowo monitorować temperaturę w trudnym środowisku przemysłowym
• Urządzenie musiało łączyć się z lokalną infrastrukturą komunikacyjną IT firmy TPCA
• Czujnik musiał wysyłać dane w bardzo krótkich odstępach czasu
• Urządzenie musiało działać przy niskim poborze mocy
• Wszystko musiało być proste w instalacji i konserwacji oraz bardzo tanie
• Instalacja musiała odbyć się podczas krótkiego, zaplanowanego wyłączenia linii

Rozwiązanie

Na podstawie analizy wymagań zbudowaliśmy rozwiązanie na naszym modułowym IoT kicie. Spełnił on wymagania dotyczące niedrogiego urządzenia i dostosowanej komunikacji: kit ułatwia budowę bezprzewodowych urządzeń IoT i swobodne dostosowanie ich działania oraz łatwo integruje się z różnymi platformami i systemami IT.

Na potrzeby pilotażu TPCA wykorzystaliśmy:

• IoT kit z dostosowanym protokołem radiowym w paśmie 868 MHz
• Zewnętrzne czujniki temperatury podłączone do dedykowanego modułu
• System Raspberry Pi z donglem radiowym, działający jako gateway komunikacyjny

Na potrzeby pilotażu przygotowaliśmy trzy czujniki temperatury, które technicy TPCA nieinwazyjnie przymocowali do obudów silników na linii. Czujniki bezprzewodowo wysyłają zmierzoną temperaturę w bardzo krótkich odstępach czasu do Raspberry Pi i dalej do systemu IT producenta. Są zasilane zwykłymi bateriami alkalicznymi.

Jak to działa

Gateway - Raspberry Pi z donglem radiowym - odbiera dane z czujników i przekazuje je przez LAN do aplikacji Grafana w celu dalszego przetwarzania i wizualizacji.

Następnie do akcji wkracza usługa powiadomień: jeśli skonfigurowany próg temperatury zostanie przekroczony, wysyła ostrzegawczy e-mail do działu konserwacji. Technicy sprawdzają silnik i proponują środki zapobiegające awarii oraz nieplanowanemu zatrzymaniu linii.

Opracowanie całego rozwiązania, w tym dostosowanie protokołu radiowego, zajęło zaledwie dwa tygodnie. Dzięki szybkiemu opracowaniu i szybkiej instalacji dostarczyliśmy rozwiązanie po bardzo niskich kosztach, spełniając jednocześnie wysokie standardy jakości i niezawodności TPCA.

Wyniki

Dzięki tej współpracy TPCA potwierdziła, że wdrożenie IoT w konserwacji predykcyjnej ma sens - nawet gdy całe rozwiązanie zbudowane jest na lekkim IoT kicie. Już podczas pilotażu terminowe alerty dla działu konserwacji zapobiegły zatrzymaniu linii i pozwoliły zaoszczędzić kilkaset tysięcy koron. Za największe korzyści projektu TPCA uważa bardzo krótki czas wdrożenia oraz wyjątkowo niskie koszty, które nie przekroczyły 500 EUR.

“Dzięki modułom w zaledwie kilka dni mogliśmy zbudować własny mały kawałek Przemysłu 4.0. I zaoszczędziło nam to zarówno czas, jak i pieniądze.”

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