W chwili obecnej cyfrowa transformacja gospodarki osiągnęła zawrotną prędkość. Pełna automatyzacja produkcji pozwala na przenikanie do niej najnowszych osiągnięć z zakresu technologii informacyjnych oraz komunikacyjnych. Tym samym wzrasta popyt na zintegrowane i inteligentne rozwiązania sieciowe. Gromadzenie, analiza oraz dostępność danych w czasie rzeczywistym to podstawa Przemysłu 4.0 (Industry 4.0) – czwartej rewolucji przemysłowej.
Przemysł 4.0 pozwolił na stworzenie cyfrowego bliźniaka, czyli tak naprawdę zestawienia trzech komponentów: fizycznego obiektu, jego cyfrowego odwzorowania oraz połączenia zarówno części fizycznej, jak i wirtualnej poprzez wymianę i przetwarzanie danych w czasie rzeczywistym dla stałej aktualizacji odwzorowania od etapu inżynierii, aż do momentu bieżącej eksploatacji. W tym opracowaniu bazując na przykładzie jednego z polskich przedsiębiorstw, które korzystając ze standardu Industry 4.0, zajmują się projektowaniem i produkcją szaf sterowniczych na skalę przemysłową , przedstawię fragment ich procesu inżynierii oraz produkcji.
Podstawowym elementem całego procesu EPLAN Electric P8 – system inżynieryjny do projektowania konstrukcji elektrycznych określany jako spójny, całościowy oraz szybki. Użytkownicy tego systemu mogą otrzymywać tworzone w zautomatyzowany sposób szczegółowe raporty i dokumentację projektową, co więcej udostępnia on wszystkie dane inżynieryjne, które są potrzebne na późniejszych etapach procesu.
Nieodłącznym elementem wspomagającym projektowanie szaf sterowniczych w trójwymiarze jest EPLAN Pro Panel, oferujący wszelkie niezbędne funkcje potrzebne do rozmieszczania elementów na płytach montażowych oraz określania jednostek zasilających (w oparciu o Electric P8). Podkreślić należy też, że EPLAN Pro Panel umożliwia dostęp online do wszystkich użytych w projekcie urządzeń, obsługuje również funkcjonalność zarządzania aparatami oraz wykorzystuje możliwości oferowane przez Data Portal. Dzięki niemu projektanci mogą w szybki i łatwy sposób wygenerować standardowe rysunki montażowe i produkcyjne wraz ze skojarzonymi widokami modeli. W celu doboru odpowiednich urządzeń chłodzących dla szaf sterowniczych wykorzystywany jest program Therm, jaki został opracowany przed firmę Rittal, który tak naprawdę w całości wykonuje skomplikowane obliczenia parametrów doboru klimatyzacji. Zadaniem projektanta jest jedynie wprowadzenie danych niezbędnych do analizy, a w zamian otrzymuje on szczegółową dokumentację, zawierającą wszystkie wymagane obliczenia.
W procesie produkcji główną rolę pełnią dwa urządzenia firmy Rittal: Perforex BC oraz Secarex. Perforex BC jest w pełni zautomatyzowanym sterowanym numerycznie centrum obróbczym, przeznaczonym do obróbki płaskich części szafy sterowniczej. To urządzenie może wiercić, frezować i gwintować. Dzięki automatycznej wymianie narzędzi oraz magazynkowi potrafi wykonywać te wszystkie prace w ramach jednej procedury, bez konieczności ingerencji ze strony operatora. Ta obrabiarka – bo tak możemy ją nazwać – jest wykorzystywana do obróbki wszystkich materiałów używanych w budowie aparatury sterowniczej: stali, aluminium, miedzi czy tworzyw sztucznych. Perforex BC oprócz płyt montażowych, pozwala również na modyfikację drzwi czy też standardowych szaf sterowniczych – od obudów małogabarytowych, aż po szafy pełnogabarytowe. Jakość oraz precyzja wykonywanych prac mechanicznych jest na bardzo wysokim poziomie, zaś ryzyko błędnie wykonanej perforacji zostało zminimalizowane do zera. Import danych odbywa się bezpośrednio ze wspomnianej wcześniej platformy EPLAN Pro Panel, ale również możliwe jest załadowanie danych w formacie DXF, czy bezpośrednie zaprogramowanie przy wykorzystaniu stanowiska operatorskiego. Obsługa i konserwacja maszyny jest prosta, jednak w razie potrzeby dział techniczny firmy Rittal zapewnia profesjonalne wsparcie.
To wszystko brzmi wspaniale, jednak jak jest naprawdę? Żeby to sprawdzić został przeprowadzony test – człowiek kontra maszyna – w którym do przygotowania była kompletna pełnowymiarowa płyta montażowa. Wykwalifikowanemu monterowi całość prac zajęła około 5,5 godziny, natomiast Perforerx BC „uporał” się z tym zadaniem w 35 minut. Wydaje się, iż jest to wystarczający dowód na to, że część zadań związanych z prefabrykacją szaf mogą z powodzeniem realizować tego typu urządzenia, które są zdecydowanie bardziej wydajne, a swoje zadania wykonują bezbłędnie.
Drugim wspomnianym urządzeniem jest Secarex. Jest to centrum tnące wykorzystywane do zoptymalizowanego przycinania koryt oraz osłon kablowych, a także szyn montażowych – w taki sposób, aby na podstawie wprowadzonych danych (z EPLAN Pro Panel) wygenerować jak najmniej odpadów. Indywidualnemu oznakowaniu szyn czy koryt służy zintegrowana drukarka etykiet. W ten sposób znacznie został skrócony sam czas procesu produkcji, przy wzroście wydajności, precyzji i jakości działania. Na etapie okablowywania szaf sterowniczych pracownicy są wspierani, krok po kroku, przez program narzędziowy EPLAN Smart Wiring. Jest on zainstalowany na tabletach, co w znaczny sposób ułatwia pracę monterom, gdzie wyświetlane jest każde z połączeń, jakie jest do wykonania. Oprócz punktu źródłowego i docelowego przedstawiany jest także kolor, przekrój oraz obróbka końcówek żył, jak też nazwy punktów przyłączeniowych. Postęp prac jest realizowany na bieżąco. Dzięki takiemu rozwiązaniu pracownik z następnej zmiany na produkcji może rozpocząć pracę dokładnie w tym miejscu, w którym została ona zakończona przez jego poprzednika. Takie rozwiązanie pozwala na wyeliminowane papierowych wydruków czy nieczytelnych notatek nanoszonych bezpośrednio na schematy elektryczne.
Korzystając z rozwiązań inżynieryjnych EPLAN w połączeniu z kompetencjami w zakresie systemów oraz automatyzacji Rittal przedsiębiorstwa, jak to opisane powyżej, mogą w znacznym stopniu zarówno optymalizować, jak też industrializować swoje procesy prefabrykacji szaf sterowniczych i rozdzielnic. W centralnym punkcie znajduje się wspomniany wcześniej cyfrowy bliźniak, który jest elementem łączącym wszystkie procesy wchodzące w skład łańcucha wartości, wykorzystując ciągły przepływ danych – począwszy od inżynierii, aż po serwis. Rezultatem tego jest zdecydowanie krótszy czas realizacji i wyższa produktywność przy ponoszeniu niższych kosztów.
