Paneelbouw 4.0

paneelbouw 4.0

Paneelbouwers zijn geen exclusieve doelgroep voor Industrie 4.0 maar zijn wel een goed voorbeeld omdat zij zowel engineering als samenbouw doen. Paneelbouwers moeten in drie richtingen competitief zijn.

Zij moeten steeds sneller kunnen leveren en hebben te maken met strakke deadlines met last minute wijzigingen en een zo laat mogelijke inkoop van materialen.

De studie ‘Panel building 4.0’ van het Institute for Control Engineering of Machine Tools and Manufacturing Units, van de Universiteit van Stuttgart, toont aan dat de meest tijdrovende fasen in de klassieke paneelbouw de planning en installatie zijn. Meer precies: de stappen van de projectplanning en het maken van de schakelschema's zijn goed voor meer dan 50% van de tijd die aan het hele planningsproces wordt besteed. De complexe combinatie van handmatige processen die meestal nodig zijn voor de mechanische montage en de bedrading zijn tijdens de installatie goed voor meer dan 70% van de tijd die aan het montageproces wordt besteed! Onderbrekingen in de gegevensstroom door handmatige wijzigingen vergroten het risico op het invoeren van fouten. Dit kan aanzienlijke gevolgen hebben voor de benodigde productietijd. 

Het vergaand automatiseren en digitaliseren lijkt hiervoor een oplossing en datatransparantie gedurende het gehele proces is hierbij ­natuurlijk gewenst. De verschillende functies hebben wel een verschillende behoefte aan data. Ook gebruiken zij verschillende software- pakketten om de data te verwerken. De complexiteit van de datamodellen neemt steeds verder toe met de steeds uitgebreider wordende functies die gebruikmaken van de data en daarmee meer mogelijkheden bieden voor de gebruiker. Was eerst de data van een datasheet voldoende met eventueel een 2D-afbeelding, tegenwoordig is een 3D-model en diagnostische data een must. Dit betekent dat men een zogenaamde digitale tweeling maakt van een product, zodat men simulaties kan uitvoeren over het gedrag onder verschillende omstandigheden. Data die door mensen gelezen kan worden, is dus niet meer voldoende maar de data moet communicatie tussen machines ­ondersteunen. 

De data wordt inmiddels ook gebruikt voor ­bijvoorbeeld het automatisch assembleren van de componenten op de DIN-rail en zelfs voor het automatisch bedraden van de kasten. Zichtbaar lijkt de data niet te veranderen maar op de achtergrond verandert er veel en wordt extra functionaliteit toegevoegd. De klant kan deze data naar eigen behoeven en voor eigen ­voordeel gebruiken om bijvoorbeeld nieuwe business modellen te realiseren. 

Belangrijk bij dergelijke ontwikkelingen is standaardisatie. Voor Industrie 4.0 en de digital twin is er een referentiemodel opgezet (RAMI = ­Reference Architecture Model Industry 4.0). Dit is een informatiemodel volgens standaards ­ingedeeld in layers en levels. Het is echter geen standaard voor de inhoud van de data. Er zijn uiteraard wel een groot aantal standaards die het RAMI model ondersteunen, zoals bijvoorbeeld AutomationML en eCl@ss. Met name deze twee zijn van belang voor productdata. eCl@ss is opgezet door een consortium van met name Duitse bedrijven. Het beschrijft de producten en functies en is inmiddels in vele talen beschikbaar. AutomationML is meer ­gericht op de relaties tussen objecten en de rol en interfaces. Denk hierbij bijvoorbeeld aan een remote I/O systeem en de DIN-rail waarop dit gemonteerd wordt.

Voorbeeld van een toepassing

Een mooi applicatievoorbeeld is de engineering support software van Weidmüller. Deze software biedt de mogelijkheid om direct hardware engineering uit te voeren in 3D of de data in te lezen vanuit E-CAD software. De software heeft geïntegreerde engineering algoritmes die ­controleren of datgene wat je selecteert en/of samenbouwt ook daadwerkelijk mogelijk is. Verder heeft de software diverse interfaces, ­zodat zowel met E-CAD data uitgewisseld kan worden alsook met productie machines voor automatische assemblage en bedrading van de DIN-rails en panelen. Ook kan vanuit deze ­software direct bij de leverancier een offerte worden aangevraagd en heeft men direct alle documentatie van de geselecteerde producten beschikbaar.