Belicht door Dan Rossek, Marketing Manager Omron Europe
Sinds de introductie van het concept op de Hannover Messe van 2011 om de trends binnen verschillende bedrijfstakken te beschrijven en te verbinden, geldt het begrip Industrie 4.0 als de inluiding van een nieuw productiemodel. Globaal gedefinieerd als de computerisering van de productie, heeft het begrip meer specifiek betrekking op de overgang naar zelfregulerende productieprocessen, met meer gedistribueerde intelligentie richting individuele machines en componenten.
De hypothese is dat productielijnen binnen Industrie 4.0 zichzelf automatisch aanpassen en zo de productiviteit optimaliseren, wisseltijden reduceren en een grote variëteit aan producten mogelijk maken. Gedreven door een end-to-end-reeks van technologieën en verschillende softwaresystemen, variërend van verkoopacquisitie, orderverwerking, beheer van de toeleveringsketen, logistiek en productiebeheer, is het duidelijk dat de productiemachines van de toekomst en hun componenten dynamisch en naadloos in IT-systemen van een hoger niveau dienen te worden geïntegreerd.
Omdat ze een integraal onderdeel vormen van de meeste productiemachines, hebben sensorsystemen een aantal sleuteltechnologieën nodig om de functionaliteit te bereiken die noodzakelijk is voor een machine die ‘klaar voor Industrie 4.0’ is. Het moge duidelijk zijn dat de passieve aan-/uitfunctie van standaardsensoren onvoldoende mogelijkheden biedt om het vereiste integratieniveau te bereiken.
Een eerste vereiste om dynamische wijzigingen in machineconfiguraties aan te brengen, zoals in het concept van Industrie 4.0 wordt beschreven, zijn geïntegreerde sensoren die kunnen communiceren met besturingssystemen om automatisch te bewaken, configureren en parameters in te stellen.
Het geautomatiseerde productomschakelingsproces van een machine kan bij wijze van versimpeld voorbeeld enorm worden verbeterd door het gebruik van intelligente systemen met geïntegreerde sensoren. Tot dusver worden sensoren afzonderlijk en handmatig geconfigureerd tijdens omschakelingsprocessen van machines. Uitgangspunt hierbij vormen de specificaties van het te vervaardigen product. Dit kan bijvoorbeeld te maken hebben met wijzigingen in kleur, afmetingen of andere uiterlijke productaanpassingen. Dit proces kan tijdrovend en inefficiënt zijn, bovendien liggen er menselijke fouten op de loer.
Met het concept van Industrie 4.0 als uitgangspunt, kan dit proces van begin tot eind volledig worden geautomatiseerd vanaf het moment dat de order wordt geplaatst en de productie wordt gepland tot en met de machineconfiguratie tot op componentniveau, zelfs inclusief sensorsystemen. Intelligente besturingssystemen selecteren automatisch de juiste detectieparameters en instellingen die voor naadloze productomschakelingen zorgen. Hierdoor wordt de efficiëntie verhoogd en zijn menselijke fouten uitgesloten.
Bij een verder doorgevoerde integratie van sensorsystemen kunnen bovendien de bedrijfsstatus en stabiliteit van een sensor naar het machinebesturingssysteem worden teruggekoppeld, via de intelligente koppeling. Bewaking van die status maakt een geautomatiseerde optimalisering van de sensor mogelijk, wat de efficiëntie van de productie nog verder verbetert. De intelligente koppeling zou ook storingsdiagnoses en informatie voor preventief onderhoud kunnen doorgeven. Zo kan de uitvaltijd van machines worden beperkt, wat opnieuw een positieve invloed heeft op de efficiëntie van de productie.
In tegenstelling tot veel andere elementen van het concept van Industrie 4.0, die nu nog gebaseerd zijn op futuristische en nog niet bestaande technieken, zijn systemen met geïntegreerde sensoren, voorzien van een geavanceerde intelligente koppeling, nu al een feit. Oplossingen met geïntegreerde sensoren en een ingebouwde veldbusinterface zijn immers al beschikbaar en dus ook de noodzakelijke functionaliteit die een volledig geïntegreerd productiesysteem vereist.
Er bestaan op dit moment diverse veldbusoplossingen voor sensoren, elk met een aantal voordelen en beperkingen. Sommige veldbustechnologieën zijn speciaal ontworpen voor sensorcommunicatie, zoals I/O Link, dat ontwikkeld is om de unieke vereisten van sensoren te ondersteunen. Er zijn echter ook algemene veldbusoplossingen die andere apparaten dan sensorsystemen ondersteunen en een veldbusoplossing bieden voor alle veelvoorkomende componenten van één machine.
Omron ondersteunt een breed assortiment van veldbustechnologieën, maar de nadruk ligt bij ons op EtherCAT, dat algemeen wordt erkend als de snelste veldbusoplossing van dit moment. Deze staat ook bekend om zijn flexibiliteit ter ondersteuning van de integratie van een breed scala aan randapparatuur. Integratie van deze randapparatuur in het veldbusnetwerk is uitermate eenvoudig. Configuratie gaat met slechts een paar muisklikken, en vervolgens is de gegevensuitwisseling tussen het machinebesturingsplatform en het sensorsysteem een feit. Hiermee behoort de noodzaak van de ontwikkeling van ingewikkelde protocollen en speciale codes tot het verleden, wat voor een snelle en naadloze integratie zorgt.
Hoewel de functionaliteit van geïntegreerde sensoren al gewoon een feit is, staat de implementatie ervan nog in de kinderschoenen. Maar onder invloed van de almaar toenemende eisen van producenten en de drang om het concept van Industrie 4.0 te realiseren, verwachten wij dat de vraag naar oplossingen met geïntegreerde sensoren de komende jaren exponentieel zal stijgen.
Meer over onze oplossingen vindt u op onze website.
