HARDWARIO pomáhá automobilce TPCA předcházet výpadkům výroby

TPCA je společný podnik dvou globálních automobilek: japonské Toyota Motor Corporation a francouzské Groupe PSA. Ve svém závodě v Ovčárech u Kolína vyrábí ve velkých objemech osobní automobily značek Toyota, Peugeot a Citroën - v roce 2017 překročila významný milník 3 milionů vyrobených vozů.

Závod této velikosti musí běžet na špičkový výkon. Aby automobilka dodávala vysoce kvalitní vozy co nejefektivněji, neustále hledá inovativní způsoby, jak odstraňovat a předcházet poruchám. Proto nás TPCA požádala, abychom pomohli najít cenově dostupný a účinný způsob, jak předvídat problémy na výrobní lince.

Výzva

Jedním ze strojů zapojených do montáže vozidel je osazovací linka v montážním oddělení automobilky. Porucha na tomto místě - například selhání motoru - naruší celý montážní proces a způsobí obrovské ztráty.

TPCA věděla, že jednou z možných příčin výpadku je přehřívající se motor osazovací linky, čemuž lze předejít monitorováním teploty a včasným hlášením zvýšených hodnot. Automobilka si jako svůj pilotní IoT projekt vybrala měření teploty motoru pro predikci problémů.

Požadavky byly náročné:

• Senzor musel bezdrátově monitorovat teplotu v náročném průmyslovém prostředí
• Zařízení se muselo připojit k lokální IT komunikační infrastruktuře TPCA
• Senzor musel odesílat data ve velmi krátkých intervalech
• Zařízení muselo běžet na nízký příkon
• Vše muselo být jednoduché na instalaci a údržbu a velmi levné
• Instalace musela proběhnout během krátké, plánované odstávky linky

Řešení

Na základě analýzy požadavků jsme řešení postavili na našem modulárním IoT kitu. Ten splnil požadavky na nízkonákladové zařízení a přizpůsobenou komunikaci: kit usnadňuje stavbu bezdrátových IoT zařízení a volné přizpůsobení jejich chování a snadno se integruje s různými platformami a IT systémy.

Pro pilot TPCA jsme použili:

• IoT kit s přizpůsobeným rádiovým protokolem v pásmu 868 MHz
• Externí teplotní senzory připojené k vyhrazenému modulu
• Systém Raspberry Pi s rádiovým donglem, fungující jako komunikační gateway

Pro pilot jsme připravili tři teplotní senzory, které technici TPCA neinvazivně připevnili na pláště motorů na lince. Senzory bezdrátově odesílají naměřenou teplotu ve velmi krátkých intervalech do Raspberry Pi a dále do IT systému automobilky. Jsou napájeny běžnými alkalickými bateriemi.

Jak to funguje

Gateway - Raspberry Pi s rádiovým donglem - přijímá data ze senzorů a přeposílá je přes LAN do aplikace Grafana pro další zpracování a vizualizaci.

Poté přichází na řadu notifikační služba: pokud je překročen nastavený teplotní práh, odešle varovný e-mail údržbě. Technici motor zkontrolují a navrhnou opatření, která zabrání poruše a neplánované odstávce linky.

Vývoj celého řešení včetně přizpůsobení rádiového protokolu trval pouhé dva týdny. Díky rychlému vývoji a rychlé instalaci jsme řešení dodali za velmi nízkou cenu, a přitom jsme splnili vysoké nároky TPCA na kvalitu a spolehlivost.

Výsledky

Díky této spolupráci si TPCA potvrdila, že nasazení IoT do prediktivní údržby dává smysl - i když je celé řešení postaveno na odlehčeném IoT kitu. Již během pilotu zabránila včasná upozornění údržbě v odstávce linky a ušetřila několik set tisíc korun. Za největší přínosy projektu považuje TPCA velmi krátkou dobu implementace a mimořádně nízké náklady, které nepřesáhly 500 EUR.

“S moduly jsme byli schopni nastavit naši vlastní vlaštovku Průmyslu 4.0 už za pár dní. A ušetřilo nám to čas i peníze.”

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