HARDWARIO pomáha automobilke TPCA predchádzať výpadkom výroby

TPCA je spoločný podnik dvoch globálnych automobiliek: japonskej Toyota Motor Corporation a francúzskej Groupe PSA. Vo svojom závode v Ovčároch pri Kolíne vyrába vo veľkých objemoch osobné automobily značiek Toyota, Peugeot a Citroën - v roku 2017 prekročila významný míľnik 3 miliónov vyrobených vozidiel.

Závod tejto veľkosti musí bežať na špičkový výkon. Aby automobilka dodávala vysokokvalitné vozidlá čo najefektívnejšie, neustále hľadá inovatívne spôsoby, ako odstraňovať poruchy a predchádzať im. Preto nás TPCA požiadala, aby sme pomohli nájsť cenovo dostupný a účinný spôsob, ako predvídať problémy na výrobnej linke.

Výzva

Jedným zo strojov zapojených do montáže vozidiel je lícovacia linka v montážnom oddelení automobilky. Porucha na tomto mieste - napríklad zlyhanie motora - naruší celý montážny proces a spôsobí obrovské straty.

TPCA vedela, že jednou z možných príčin výpadku je prehrievajúci sa motor lícovacej linky, čomu možno predísť monitorovaním teploty a včasným hlásením zvýšených hodnôt. Automobilka si ako svoj pilotný IoT projekt vybrala meranie teploty motora na predikciu problémov.

Požiadavky boli náročné:

• Senzor musel bezdrôtovo monitorovať teplotu v náročnom priemyselnom prostredí
• Zariadenie sa muselo pripojiť k lokálnej IT komunikačnej infraštruktúre TPCA
• Senzor musel odosielať dáta vo veľmi krátkych intervaloch
• Zariadenie muselo bežať na nízky príkon
• Všetko muselo byť jednoduché na inštaláciu a údržbu a veľmi lacné
• Inštalácia musela prebehnúť počas krátkej, plánovanej odstávky linky

Riešenie

Na základe analýzy požiadaviek sme riešenie postavili na našom modulárnom IoT kite. Ten splnil požiadavky na nízkonákladové zariadenie a prispôsobenú komunikáciu: kit uľahčuje stavbu bezdrôtových IoT zariadení a voľné prispôsobenie ich správania a ľahko sa integruje s rôznymi platformami a IT systémami.

Pre pilot TPCA sme použili:

• IoT kit s prispôsobeným rádiovým protokolom v pásme 868 MHz
• Externé teplotné senzory pripojené k vyhradenému modulu
• Systém Raspberry Pi s rádiovým donglom, fungujúci ako komunikačný gateway

Pre pilot sme pripravili tri teplotné senzory, ktoré technici TPCA neinvazívne pripevnili na puzdrá motorov na linke. Senzory bezdrôtovo odosielajú nameranú teplotu vo veľmi krátkych intervaloch do Raspberry Pi a ďalej do IT systému automobilky. Sú napájané bežnými alkalickými batériami.

Ako to funguje

Gateway - Raspberry Pi s rádiovým donglom - prijíma dáta zo senzorov a preposiela ich cez LAN do aplikácie Grafana na ďalšie spracovanie a vizualizáciu.

Potom prichádza na rad notifikačná služba: ak je prekročený nastavený teplotný prah, odošle varovný e-mail údržbe. Technici motor skontrolujú a navrhnú opatrenia, ktoré zabránia poruche a neplánovanej odstávke linky.

Vývoj celého riešenia vrátane prispôsobenia rádiového protokolu trval iba dva týždne. Vďaka rýchlemu vývoju a rýchlej inštalácii sme riešenie dodali za veľmi nízku cenu, a pritom sme splnili vysoké nároky TPCA na kvalitu a spoľahlivosť.

Výsledky

Vďaka tejto spolupráci si TPCA potvrdila, že nasadenie IoT do prediktívnej údržby dáva zmysel - aj keď je celé riešenie postavené na odľahčenom IoT kite. Už počas pilotu zabránili včasné upozornenia údržbe v odstávke linky a ušetrili niekoľko stotisíc korún. Za najväčšie prínosy projektu považuje TPCA veľmi krátky čas implementácie a mimoriadne nízke náklady, ktoré nepresiahli 500 EUR.

“S modulmi sme si počas niekoľkých málo dní dokázali postaviť vlastný malý kúsok Priemyslu 4.0. A ušetrilo nám to čas aj peniaze.”

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