施耐德电气在肯塔基州列克星敦的工厂已经有60多年的大规模生产电气设备的历史。但是,低混合、高产量的装配厂并不是坐在那里,生活在过去。相反,它已经成为未来数字化制造的最先进的展示窗口。

最近,这个棕地设施经历了其历史上最戏剧性的转变之一。如今,这个占地50万平方英尺的工厂有着光明的未来,因为它是应用工业4.0工具的领导者,可以增强操作员的能力,降低成本,提高生产率。

自德怀特·d·艾森豪威尔(Dwight D. Eisenhower)担任美国总统以来,施耐德电气公司(Schneider Electric Lexington)就一直在生产负荷中心和安全开关。它于1957年开业,比《ASSEMBLY》杂志的第一期印刷早了一年。

当时,喷气式飞机时代刚刚开始,蒸汽动力机车仍在美国铁路上使用。聚乙烯是一种新型材料,世界博览会即将举行,庆祝原子能。然而,手机、协作机器人、无绳螺丝刀、笔记本电脑、无纸作业指导书、RFID标签、扭矩传感器以及工程师们今天认为理所当然的其他东西是闻所未闻的。

当施耐德电气列克星敦公司庆祝成立50周年时,它获得了议会的批准2007年度装配厂奖。垂直一体化工厂荣获其削减成本的不断提高和精益制造活动。

通过在20世纪90年代末实施施耐德生产系统,该工厂在2002年至2006年间实现了20%的产量增长。该工厂还花了十年时间简化所有制造和组装领域,以减少113分钟的工艺准备时间。

优质产品

如今,拥有64年历史的施耐德电气莱克星顿工厂仍在强劲发展,日产1万多台。每年,操作员组装280万个负荷中心和80万个安全开关。

所述金属盒容纳汇流条和其它铝,铜和分发塑料部件和控制低电压电力的分类。承包商和建筑商买的箱子和电工他们的东西有不同类型的断路器,以防止电气过载和短路的家园。

这是一个潜在致命问题的简单解决方案。尽管大多数负荷中心看起来是一样的,但它们不是。有各种各样的选择。事实上,列克星敦工厂的装配工建造了超过200种不同配置的负载中心。安全开关的大小从30安培到200安培不等。

为了保持高水平的质量和生产力,同时保持交货时间和低成本,施耐德电气列克星敦是一个垂直整合的工厂。除包装外,所有注塑、五金冲压、电镀和喷漆均由公司内部完成。

列克星敦植物还设有状态的最先进的生产设备,如智能部件箱,扭矩监测系统,机器人码垛机和一电源和自由输送机系统。

然而,列克星敦工厂还没有休息满足于现状。在尖端技术的持续投资已经使得它在北美的“最聪明”的厂家之一。

事实上,该基金最近被世界经济论坛(World Economic Forum)列为“灯塔”工厂的未来. 它与位于印度尼西亚巴淡岛和法国勒沃德里的另外两家施耐德电气工厂有着相同的区别。

莱克星顿工厂利用施耐德电气基于工业物联网(IIoT)的EcoStruxure系统,该系统提供增强现实、远程监控和预测性维护等数字工具,以推动能源效率、可持续性和总体成本节约。

施耐德电气北美公司首席执行官兼总裁安妮特·克莱顿说:“全球各地的制造企业正面临疫情和随后的经济低迷以及气候变化的日益增长威胁带来的新挑战。”

克莱顿说:“施耐德电气证明了工业物联网对底线和进一步可持续发展目标的积极影响。”“作为全球灯塔网络的一部分,我们可以分享我们的知识,并与行业同行合作,为组织带来更大的可持续性和弹性,这样我们就可以在逆境中恢复和繁荣。”

据Clayton介绍,施耐德电气在列克星敦的工业物联网计划的目标是通过引入现代化和重新改造工厂的控制、监控和管理流程的技术,来提高效率和整体市场竞争力。

这是施耐德电气对其工厂和配送中心进行数字化改造的全球努力的一部分。这家拥有183年历史的公司的供应链覆盖了40多个国家的近300家工厂和物流中心。这些设施中的大多数都使用该公司向其客户提供的相同IIoT技术。

“这些设施是核心[我们]量身定制的可持续连接的供应链4.0节目,横跨计划,采购,制造,客户创建定制的,可持续的,端至端连接的供应链和支持领域,”克莱顿说。

“通过ExoStruxure,我们在全球供应链中实施IIoT,”克莱顿说。“在我们的智能工厂和智能配送中心,我们将能源成本降低了10%到30%,维护成本降低了30%到50%。”

持续改进

施耐德电气是世界上最大的住宅、工业和商业建筑配电设备供应商之一。该公司也是工业自动化和控制的领先供应商。1991年,它收购了Square D(几十年前发明安全开关的知名公司),包括它在列克星敦的旗舰工厂。

这家工厂的半自动装配工艺经过多年的发展,从手工制造、装配、包装、批量加工、质量检验和MRP调度,到一个由多种精益制造工艺支持的工厂。

在过去的30年中,大量的资本投入到推动劳动生产率、提高质量、增加产能和缩短周期时间。

例如,在2008年,施耐德电气(Schneider Electric Lexington)安装了一个价值400万美元的无动力输送系统,通过将涂漆部件直接输送到装配工作站,提高了生产率和人体工程学。一英里长的传送带蜿蜒穿过工厂,消除了人工码垛,大大减少了内部叉车的交通。

施耐德电气物联网和EcoStruxure主管Luke Durcan说:“输送机使我们能够简化材料处理。”“在制品(WIP)的工作量已经大大减少,以防止从冲压部门到焊接,然后从油漆车间到最终装配的堵塞。与Magelis PLC绑定的RFID标签使我们能够在整个工厂跟踪和同步在制品的移动。”

“我们的过程是复杂的,并且与任何年龄的设施,有一些已经从必然演变多个应用程序,补充说:”迈克Labhart,创新领导者北美施耐德电气智能工厂。betway在线游戏平台“通常情况下,这些遗留应用程序发出的数据共betway在线游戏平台享和分析困难,因为专有系统倾向于筒仓有价值的信息。为了推动更高的效率,我们认识到,这些数据孤岛需要解锁“。

莱克星顿工厂的数字化之旅始于大约12年前,当时连接产品被部署在工厂地板上,以消除材料处理浪费。当时,RFID系统被安装,并最终带来了超过100万美元的生产率提高。

连接产品的这个基地使工厂采取的下一步骤:更精确的边缘控制,再加上新一代先进的软件应用程序和数据分析。

Schneider Electric Lexington的工厂经理Steve Lyczkowski说:“通过使现有基础设施更加智能化,我们能够提取我们从未获得过的数据,因为这些数据被困在筒仓中;我们现在可以使用这些数据快速做出正确的决策。”。“我们现在在连接产品方面已经相当成熟。按钮、灯、背光、端子板、限位开关、光电眼、RFID开关和HMI都是连接的。

Lyczkowski解释说:“如果车间的技术人员或操作员有问题,我就会收到警报。”“这提高了装配线的效率,我有能力远程控制我的核心流程。”

如今,列克星敦工厂继续提高效率和建立新的工厂智能基准。例如,监测和分析能源使用带动了去年同期3.4%的储蓄,2012年以来有利于在地区性储蓄6.6亿$。

此外,非计划停机时间已经减少了近6%,通过提高可视性操作。而且,90%的文书工作已经消除。

其他令人印象深刻的改进包括减少26%的能源,78%的二氧化碳减少与可再生能源信用和20%的水使用。

施耐德电气莱克星顿已经部署了数字能源管理策略,利用工业物联网连接、基于边缘的描述分析和基于云的预测分析来提高整个运营的效率。

EcoStruxure技术形成了莱克星顿工厂的核心和灵魂。施耐德电气的专有系统是一个独立于供应商的、支持工业物联网的体系结构,包括一个开放但定制的连接产品堆栈;边缘控件级软件;以及基于云的应用、分析和服务。EcoStruxure架构中嵌入了用于支持应用和数据分析的端到端网络安全。betway在线游戏平台

这种开放式架构方法适应信息技术和两个施耐德电气与第三方设备和软件。

在连接产品层,EcoStruxure Augmented Operator Advisor (AOA)增强了操作洞察力,并将设备停机时间减少了20%。居于边缘的EcoStruxure Power Monitoring Expert利用连接的仪表和传感器,创建强大的可视化和描述性分析机器和流程的能源消耗。

基于云技术的EcoStruxure Resource Advisor提取颗粒状植物数据,为全球层面的能源管理提供平台。它提供了能源趋势和支出模式的预测见解,使制造工程师能够优化他们的能源成本。

“几年前,我们制定了一个全球智能工厂计划,”Durcan说。“它为我们整个制造领域的数字技术提供了一个标准模板。例如,Le Vaudreuil工厂组装的产品与我们在列克星敦的工厂完全不同。但是,这两个设施共享一些数字基础设施,如共同的建筑管理、能源管理和预测性维护系统。

Durcan解释道:“他们还共享AOA,这是一个增强现实系统。“然而,所有的设施在如何应用技术以实现投资回报方面各不相同。

德坎指出:“我们的智能工厂计划的关键之一是,它不是要把同样的技术推广到施耐德电气的每一个工厂。”“每个工厂都是一个独立的成本中心,所以他们可以自行决定投资决策。我们的大多数设施都是经过多年发展的棕地工厂。

“三年前,我们开始考虑将列克星敦工厂作为一个集成的数据架构,”Durcan说。“为了将不同的系统整合在一起,我们引入了一个名为AVEVA Insight的解决方案。我们创建了一个混合制造云环境,使我们能够查看来自精益数字化系统的实时信息,该系统将操作员输入数据与生产和MES信息相结合。

“Insight是非常灵活的,这使得它很容易做数据整合,”索赔Durcan为。“它采用标准化模板化定制,使植物适应。运营商去管理数据,并根据自己的独特需求创建单独的仪表板。它使我们能够获得的工具到谁最需要它们的人手中。”

简单的操作符访问

该EcoStruxure架构允许跨云,边缘的关键要素和内部部署的核心进程更容易管理。算,例如,能够从任何设备查看云连接关键数据随时随地。弹性和可视性通过实时传感器数据,预测分析和智能惊人的提高。运营商也可以随时使用专家监控连接的资产。

Durcan说:“EcoStruxure通过使关键流程所有者能够更快地响应市场动态,提高了制造企业的灵活性。”。“通过提供将应用程序和分析连接到车间机器的协作工作区,该体系结构允许团队实时查看组合式智能仪表板,从而实现快速准确的决策。”betway在线游戏平台

最近新增的EcoStruxure AOA以增强现实格式将机器信息数字化,数据可以从标准的便携式平板电脑上查看。例如,一名维修技术人员可以走到一台设备前,无需打开机器就能确定一个气缸是否缩回了机器内部。

该工具提供的信息增强了机器的实时视图,更重要的是,提供了与该特定机器相关的最新的原理图和文档集。因此,技术人员不再需要花时间在面板上寻找过时的印刷手册。

投资智能工厂技术的五个理由

  1. 敏捷管理。以更快的速度和更好的决策来提高客户满意度和服务速度。
  2. 资产性能。预测分析可减少停机时间,提高运营效率。
  3. 授权的运营商。获取实时资产、数据和创新技术,以提高维护过程的安全性和效率,并提高员工参与度。
  4. 能源和可靠性。减少能源消耗,成本和碳排放量,并提高动力通过实时的洞察力和连接监控米。
  5. 多层次的网络安全行动。产品和系统安全,在安全设计,培训和管理的安全服务增值。

来源:施耐德电气

杜肯说:“我们在列克星敦与AOA取得了巨大成功。”。“此工具通过增强现实技术提高了运营效率,使运营商能够通过平板电脑的摄像头将当前数据、文档链接和虚拟对象叠加到机柜或机器上。EcoStruxure AOA将实时信息随时随地放在他们的指尖。

Durcan解释说:“它为资产性能提供了覆盖,从而简化了预测性维护。”“这使我们能够将莱克星顿工厂的平均维修时间减少18%。

Durcan补充道:“另一个叫做Asset Advisor的工具可以监控数据,并寻找趋势和异常情况。”“例如,我们寻找不明显的有趣模式,比如可能是由于过滤器堵塞或压缩机故障导致的温度波动变量。

“我们在数字化实施方面取得如此成功的原因之一是,我们从多年来发展起来的成熟精益文化开始,”Durcan说,“除了专注于管理流程和减少浪费,它还使个人能够为改进生产流程做出贡献。

“在我们开始植入工业4.0工具之前,我们在列克星敦的员工已经有了持续改进的心态,”Durcan指出,“这使得他们更容易采用新技术并看到影响。”。

Durcan解释道:“对于任何一种新型技术,我们总是在寻找生产率,这意味着增加整体设备的效率。“我们的更高水平的数据正在推动更多的见解。但是,如果你没有一个坚实的数据基础设施,你就无法做到这一点。”