Les anciennes machines peuvent être exploitées pour les opérations modernes

Il y a à peine deux ans, lorsque Brad Klippstein d'Okuma America a voulu extraire certaines données opérationnelles d'une ancienne machine-outil, il a dû connecter des dizaines de fils à l'armoire de commande et ajouter un automate. Une fois qu'il a terminé, les données sont passées de la machine-outil à l'automate, puis à un concentrateur ou à un serveur où elles sont stockées.

"Nous avons des choses comme Ethernet et Wi-Fi et toute cette technologie que nous pouvons utiliser de nos jours", a déclaré Klippstein, superviseur spécialiste des produits. "Mais les équipements d'il y a plus de 30 ans n'avaient pas cette capacité, il fallait donc câbler physiquement un appareil à l'armoire de commande pour extraire toutes ces données. Maintenant, nous n'avons même plus besoin d'avoir une connexion matérielle [avec de nouvelles machines]. Vous pouvez faire des choses sans fil. C'est la transition au cours des 30 à 40 dernières années."

Une partie du travail de Klippstein consiste à aider les clients à franchir des étapes discrètes dans le monde connecté, numérisé et axé sur les données de l'industrie 4.0, pour les machines-outils nouvelles et héritées.

Ces avantages peuvent inclure :

• Surveillance en temps réel des machines-outils, en usine ou à distance
• Amélioration de la productivité et de la qualité
• Rapports sans biais
• Justification de l'acquisition
• Maintenance prédictive
• Attirer et retenir les meilleurs talents enthousiastes à l'idée d'apprendre de nouvelles choses et d'être à la pointe des processus modernes

Qu'elles soient transmises par câble ou par voie aérienne, les données collectées à partir des appareils de l'usine peuvent aider le propriétaire d'un magasin à prendre des décisions commerciales plus judicieuses.

Avec l'analyse des données en main, les travailleurs auront une visibilité accrue sur les opérations de l'atelier, ce qui peut les aider à résoudre les problèmes, à améliorer les processus et à augmenter la productivité.

Avec une avancée récente, ce propriétaire d'atelier n'a peut-être même plus besoin de quelqu'un comme Klippstein pour ses anciennes machines-outils.

En 2019, Okuma a lancé NET BOX suite-C Quick comme alternative moins coûteuse à une solution technique pour collecter des données à partir de machines plus anciennes. La NET BOX CQ, en abrégé, se connecte directement à une tour de signalisation, puis à un concentrateur ou à un appareil utilisé pour capter les signaux.

NET BOX CQ utilise trois capteurs optiques (un pour chacun des feux vert, jaune et rouge de la tour) et convertit les informations qu'ils recueillent dans un format lisible par un système informatique. Pour normaliser les données collectées par l'un de ses logiciels, Okuma utilise MT Connect, un protocole de communication open source couramment utilisé.

"Il est facile à installer et vous n'avez pas besoin d'un technicien Okuma pour le faire", a déclaré Klippstein à propos de NET BOX CQ.

Pour commencer, la capacité de voir si une machine fonctionne est une excellente mesure à suivre, car un propriétaire de magasin souhaite généralement pousser chaque pièce d'équipement à une production maximale. Il souhaite que l'efficacité globale de son équipement (OEE) se situe entre 65 et 85 %, car une machine ne rapporte de l'argent que lorsqu'elle est en marche.

"Donc, juste en extrayant ces informations - vertes, jaunes, rouges - je suis en mesure de suivre et de suivre les tendances au fil du temps et au moins de voir quand les arrêts se sont produits et pendant combien de temps", a déclaré Klippstein. "Et puis je passerais à l'étape suivante et je dirais:" Pourquoi cela s'est-il produit et pourquoi cela continue-t-il de se produire tous les jours à 14h30? "Donc, maintenant je peux faire évoluer les choses. Au moins, cela me fait faire un pas dans la bonne direction. »

Christopher Rezny, directeur régional central du fournisseur d'automatisation d'usine Fastems, a déclaré que si MT Connect et les logiciels d'Okuma sont de très bons véhicules pour la collecte de données, la quantité limitée de données disponibles à partir d'une machine héritée n'est pas leur seul inconvénient par rapport aux machines modernes.

"Les interfaces des anciennes machines héritées vers d'autres logiciels internes utilisés, par exemple un système ERP, sont également très limitées ou inexistantes", a-t-il déclaré. "Il peut également y avoir des problèmes liés aux mécanismes de rétroaction de ces machines plus anciennes concernant les protocoles de sécurité pour l'utilisateur."

Les ouvriers de l'atelier doivent être prêts au changement

Malgré les limites décrites par Rezny, il existe de nombreuses données et machines avec lesquelles des entreprises comme Okuma et Excellerant Manufacturing peuvent travailler.

"La majorité des ateliers ont des équipements hérités", a déclaré le président d'Excellerant Manufacturing, John Carpenter. "La plupart des gens viennent nous voir en raison de notre histoire avec l'équipement hérité - connaissant ces armoires à fond - parce que nous avons littéralement connecté des dizaines de milliers de machines CNC au fil des ans et nous avons accumulé ce que j'appellerais des secrets commerciaux sur ce qui est le meilleur moyen de connecter cet équipement hérité."

Le premier objectif lorsqu'on est appelé à un nouveau client est de comprendre ce qu'il veut. Cette personne essaie-t-elle simplement de faire remonter des données de l'usine pour que tout le monde soit au courant de ce qui se passe ?

"Tout dépend du problème que vous essayez de résoudre", a déclaré Carpenter. “Et ensuite, donnons les bases pour commencer. La plupart des usines n'ont pas pleinement apprécié les données qui s'y trouvent. Ils rampent en ce moment. Je vais entrer dans les magasins et les plaindre parce qu'ils n'ont même pas atteint le stade de l'exploration."

Carpenter s'est souvenu d'un client pour lequel la direction souhaitait une transparence de base, c'est-à-dire des données sur ce qui se passait dans l'atelier. Et les employés de l'atelier s'opposaient à la collecte des données par peur que Big Brother les surveille.

Carpenter a laissé le problème à la direction de l'atelier. Mais il a reconnu que les travailleurs n'avaient pas le choix. Il savait que les chefs d'atelier recherchaient des données pour mesurer la production et améliorer les processus, et non comme une tactique Big Brother. Malheureusement, la direction n'avait pas préparé ses employés au déménagement.

"Cela ouvre tellement de yeux à tant de niveaux, mais vos employés doivent être prêts pour le changement", a-t-il déclaré.

Une fois que les bases sont suivies, sommes-nous en train de couper ? Si nous coupons, est-ce à 100 % ? Et si ce n'est pas le cas, sommes-nous en mode de production réduite ? - et les données sont introduites dans la plate-forme de communication et de données machine en temps réel d'Excellerant, il est possible d'ajouter une myriade de capteurs et de transducteurs pour obtenir plus de données.

Des capteurs peuvent être intégrés pour mesurer la température, les vibrations, la pression, le débit, la concentration, etc.

"Vous devez déterminer ce qui est important", a déclaré Carpenter. « Nous pouvons collecter toutes sortes de données à partir d'un point dans un atelier. Il existe une grande quantité de données lorsque vous vous lancez dans l'analyse des vibrations et les ruptures d'outils. La liste s'allonge encore et encore."

Il existe toujours un moyen de collecter plus de données, mais cela devient parfois prohibitif, a-t-il déclaré. Le propriétaire du magasin doit déterminer combien il souhaite dépenser pour un capteur pour faire passer ses données au niveau supérieur.

"Généralement, lorsque vous intégrez cela à une sorte de projet OEE, le retour sur investissement est rapide", a déclaré Carpenter.

Connaître les questions à poser

"Il s'agit évidemment d'un problème à l'échelle de l'industrie, mais les questions que nous recevons se répartissent généralement en deux catégories", a déclaré Cory Weber, architecte IoT industriel senior chez Bosch Rexroth. "C'est :comment augmenter la qualité de ma production en utilisant l'IoT ou en utilisant l'IIoT ? Ou c'est :comment augmenter mon efficacité ?

"L'autre question qui se pose ici est :comment puis-je réduire mes coûts de production ?"

En plus d'aider à répondre à ces questions liées à la production, Weber estime que 90 % des clients souhaitent une visualisation en temps réel et une surveillance des machines-outils, sur site et à distance.

"C'est la première étape, non?" il a dit. "Que fait ma [ligne automatisée ou ma machine-outil] ?"

La solution de Bosch Rexroth pour extraire les données des machines existantes est une passerelle IoT appelée PR-21, qui est un petit ordinateur monocarte renforcé pour les environnements industriels. Il dispose également d'une plate-forme IIoT, ctrlX CORE, pour extraire et traiter les données et les déplacer vers le stockage sur un serveur local ou dans le cloud.

L'une des applications les plus courantes que Weber a vues pour l'utilisation des données collectées est celle de la maintenance préventive.

Les ajustements intelligents et basés sur les données dans un calendrier de maintenance sont un moyen de maintenir le fonctionnement des machines-outils tout en réduisant les coûts de production en réduisant les déchets.

"Je sais que même dans nos propres installations, nous avons fait des choses comme passer aux heures d'utilisation par opposition à la maintenance programmée [calendaire]", a déclaré Weber.

Par exemple, Bosch Rexroth dispose d'une zone d'essais hydrauliques où les ouvriers changeaient le fluide toutes les deux semaines. Après avoir mis en place une surveillance continue sur la machine, ils ont pu réviser le calendrier de remplacement des fluides en fonction du temps d'utilisation par rapport au temps calendaire.

"Lorsque vous parlez de 50 à 60 gallons de fluide hydraulique ou plus, cela peut coûter cher", a-t-il déclaré.

D'autres types de fluides ont défini des paramètres qui doivent être respectés pour leur utilisation optimale, qu'ils soient basés sur la concentration, l'exposition à la chaleur ou d'autres facteurs.

"Si vous pouvez tester régulièrement, vous pouvez changer votre maintenance en fonction des besoins et vous pouvez économiser beaucoup d'argent et protéger votre qualité", a déclaré Weber. "C'est un argument de vente attrayant et des fruits relativement faciles à saisir."

Weber a acquis des connaissances dans le domaine de la fabrication pendant qu'il grandissait :son père possède une petite entreprise de fabrication. Sa formation, cependant, est en technologie de l'information. La connaissance du domaine de la fabrication et l'intelligence des données sont nécessaires pour bénéficier de la mise en œuvre de l'industrie 4.0, a-t-il déclaré.

"Vous avez besoin de quelqu'un qui comprend le processus réel", a-t-il déclaré. "Et quelqu'un qui comprend le processus peut regarder les données et dire :"Cela ne ressemble pas à ce qu'il est censé être".

Une fois les données en main, les possibilités sont infinies, selon le degré de traitement souhaité par l'utilisateur.

Si un propriétaire de magasin a la chance d'avoir quelqu'un avec une véritable formation en science des données, il peut même s'aventurer dans l'intelligence artificielle.

"Il s'agit de collecter suffisamment de données pour les rendre utiles, puis, et je ne saurais trop insister là-dessus, de savoir quelles questions vous souhaitez poser aux données", a-t-il déclaré.

Les conseils de Weber concernant les données s'appliquent bien sûr aux machines nouvelles et anciennes. L'exploration de données pour les opérations intelligentes s'applique aux deux.