Geconnecteerde machines en IoT maken real-time productieopvolging mogelijk

Om de bedrijven maximaal te kunnen helpen en tegemoetkomen in hun transitie naar een Industrie 4.0-productie, besloot Sirris een eigen proefomgeving van een Industrie 4.0-fabriek op te richten: de 4.0 Made Real Pilot Factory. Hier worden verschillende innovatieve technologieën geïmplementeerd en zal de productie van order tot levering digitaal te volgen zijn. Dit dankzij geconnecteerde machines en IoT.

Zoals het ook nu al gebruikelijk is in de industrie komt een order typisch binnen via een ERP-systeem. Hieruit volgen productieorders die vertaald worden naar de verschillende productiestappen. Eens het order de productievloer bereikt heeft, gebeurt echter nog vaak alles op papier (via het productiemapje met de productieorders of -instructies), waardoor de productiestatus onduidelijk is tot het order klaar is voor levering. Klanten willen echter steeds meer hun order in real-time kunnen opvolgen, maar ook binnen het bedrijf is een (digitaal) overzicht wenselijk, om op kortere termijn te kunnen plannen, prioriteiten te bepalen, vanuit de frontoffice uitzicht te hebben op de productieplanning (waardoor planningsvergaderingen overbodig worden), onvoorziene omstandigheden beter op te vangen en proactieve acties te ondernemen wanneer er zich vertragingen dreigen voor te doen. Ook traceerbaarheid achteraf in geval van problemen en de mogelijkheid processen bij te sturen winnen aan belang.

Opvolging van ERP naar productievloer

Om digitale opvolging te verwezenlijken met minimale manuele handelingen moet in de eerste plaats het volledige productieapparaat gedigitaliseerd worden, de verschillende machines met elkaar verbonden en de productiedata vergaard en gebruikt. In de praktijk geen evidentie, zo blijkt.

Voor onze pilootfabriek kozen we voor een ERP-systeem van Priority Software dat via een web-frontend van Twikit online orders binnenkrijgt en deze omzet in productorders. Het ERP-systeem staat in voor het beheer van de typische orderstroom en productiecontroleprocessen. Routes, cellen en producten worden erin gedefinieerd. Dankzij gebruiksklare API's en volledige web-SDK-ontwikkelingstools kunnen ook externe gegevens, IoT-apparaten en applicaties van derden geconnecteerd worden. Dit is vooral belangrijk omdat ons '4.0-platform' in staat moet zijn verbinding te maken en te communiceren met de verschillende machines, sensoren en software.

We kozen voor de productie van een horloge, wat vraagt om enkele subassemblages, met dus ook subonderdelen, die op hun beurt vragen om picking en werkorders. Ook dit moet allemaal in het ERP kunnen worden opgenomen. Uitdagingen hierbij waren: hoe dit registeren, en hoe het ERP-systeem linken met de productie? Om hiervoor een antwoord te vinden, werden verschillende paden bewandeld, vergeleken en gecombineerd.

Producttracking via unieke code

Een eerste manier is aan elke werkpost een in- en uitstation voor kitting trays voorzien. Komt een order binnen, dan wordt een tray in actieve positie gezet en wordt dit geregistreerd via een RFID-code die met de tray meegaat tijdens productie. De status van het order kan nauwkeurig opgevolgd worden door de tag in te lezen.

Een tweede manier om op te volgen wat in de productiecel gebeurt: elk object in de kitting tray krijgt een eigen positie en barcode die gelinkt is aan de tray. Alvorens een casing bijvoorbeeld in een freesstation wordt geplaatst, wordt de code gescand. Zo kunnen ook bewerkingsgegevens en -condities uit de machine aan het product worden gekoppeld. Op die manier kan bij een probleem achteraf bijvoorbeeld nagegaan worden of er tijdens bewerking een storing is geweest.
Deze koppeling is echter (nog) niet met alle machines mogelijk, maar een minimum van gegevens bij een bewerking registreren (start-stop-storing) moet ook hier lukken.

Procesopvolging op verschillende niveaus

Digitale productieopvolging kan zich afspelen op verschillende niveaus,  we streven in de eerste plaats naar informatieopvolging op hoog niveau (machinestatus, instellingen, ....), maar ook op andere niveaus willen we dit kunnen verwezenlijken (op het vlak van controles en hun resultaten, procesparameters, ...). De machinesturingen stellen de gewenste data niet altijd beschikbaar en zeker bij legacy machines kan de communicatie een uitdaging zijn. Dit type machines connecteren we in onze pilootfabriek, onder andere door sensoren toe te voegen, waarbij we de voor- en nadelen van communicatie met MQTT en OPC UA in praktijk testen.

Dataopslag en visualisatie

De stroom aan data die tijdens de productie vergaard wordt, willen we gestructureerd opslaan. We onderzoeken hiervoor verschillende mogelijkheden om de data te beheren en gebruiken, bijvoorbeeld via klassieke SQL databases en via NoSQL, time-series-databases. Het doel is om als producerend bedrijf het beheer van productiedata in eigen hand te houden, zaken naar wens te kunnen veranderen, te werken via modules die kunnen worden gekoppeld met een database die in eigen beheer is, zonder hierbij volledig afhankelijk te zijn van één systeem of leverancier.

Benieuwd hoever we hiermee al staan? Kom een kijkje nemen tijdens de lancering van onze 4.0 Made Real Pilot Factory op 7 november in Hasselt en Luik!


Deze blog is een onderdeel van onze campagne '4.0 made real by Sirris', om de haalbaarheid van 4.0-technologieën in de industrie aan te tonen. Wenst u meer te weten? Ga naar onze 4.0 Made Real pagina of LinkedIn-pagina!