Wie ein großer Automobilhersteller zuverlässige Produktfehlererkennung einsetzt, Ausfallzeiten vermeidet und mehr Fahrzeuge mit höherer Qualität produziert

Durch die Digitalisierungslösungen von Belden profitiert ein großer Automobilhersteller nun von einer zuverlässigen Produktfehlererkennung und dem für diese Investition angestrebten ROI.’ Die Netzwerklösung vermeidet Latenz, um die Anforderungen an die Erkennung von Produktfehlern zu erfüllen. Gleichzeitig ist sie zukunftssicher für die Implementierung in der Industrie 4.0 und sorgt für betriebliche Effizienz.

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Kunde

Die Montage einiger der beliebtesten und technologisch fortschrittlichsten Fahrzeuge der Welt – mehr als 420.000 pro Jahr – bedeutet für diesen Autohersteller, dass er ebenso fortschrittliche Fertigungsprozesse und -systeme einsetzen muss.

Aus diesem Grund hat sich das Unternehmen zu Investitionen in Verbesserungen verpflichtet, die zu einer schnelleren und intelligenteren Montage noch besserer Fahrzeuge beitragen und unter anderem die Digitalisierung von Arbeitsabläufen umfassen, wann immer dies möglich ist.

So nutzen beispielsweise viele der Mitarbeiter in den mehr als 7.200 Anlagen des Unternehmens im Zuge der digitalen Transformation intelligente Werkzeuge, um Stanzarbeiten, Wartung von Werkzeugen und Formen, Schweißen von Karosserien, Lackieren, Kunststoffproduktion und Fahrzeugmontage in der 4,5 Millionen Quadratfuß großen Anlage durchzuführen.

​​​​​​​Die Herausforderung

Das Werk verfolgt eine Produktionsphilosophie, die auf die vollständige Beseitigung von Abfall abzielt, um die bestmögliche Effizienz zu erreichen und gleichzeitig die Produktion fehlerhafter Produkte zu verhindern. Erstdurchlaufausbeute an Fahrzeugen, die vom Band laufen betrug nur 70 %. Zu viele Nachbesserungen und hohe Ausschusskosten erhöhten die Herstellungskosten pro Fahrzeug und führten zu erheblichen Effizienzverlusten.

Zur Lösung dieses Problems arbeitete die Anlage mit einem technischen Dienstleistungsunternehmen zusammen, um ein Inline-Vision-Detection-System zu implementieren. Damit sollte verhindert werden, dass schlechte Qualität an das Ende der Fertigungslinie gelangt, und die fehlerfreie Erstausbeute durch die Erkennung von Produktfehlern erhöht werden. Das System erfasst Videobilder, die den Bedienern zur Bewertung der Qualität und zur Korrektur möglicher Mängel dienen.

Nachdem das System zur Erkennung von Produktfehlern in das bestehende Netzwerk integriert worden war, kam es zu Latenz- und Bandbreitenproblemen, da der Datenverkehr um ein Vielfaches zunahm. Diese Latenz führte zu Netzwerkfehlern und  ungeplante Ausfallzeiten Zu einem Preis von ca.  22.000 USD pro Minute.

Obwohl die Anlage in eine Technologie zur Erkennung von Produktfehlern investiert hatte, um die fehlerfreie Erstausbeute zu verbessern, konnte die erwartete Kapitalrendite aufgrund des leistungsschwachen Netzwerks nicht erzielt werden.

Zusammenarbeit & Entdeckung

Der Kunde hatte bereits Belden’ s Geräte der Marke Hirschmann und kontaktierte Belden, um mehr darüber zu erfahren, wie sie Netzwerkverbesserungen vorantreiben können, die einen ROI ihrer Technologieinvestition ermöglichen.

Normalerweise führt Belden einen Gemba-Walk durch, um die wichtigsten betrieblichen Herausforderungen innerhalb der Anlage vollständig zu verstehen. Da dieses Projekt jedoch während COVID-19 eingeführt wurde und die Anlage nicht’ Belden erlaubte keine Besucher von Drittanbietern’ Ich bin nicht in der Lage, einen traditionellen Gemba-Walk durchzuführen. Auf der Suche nach weiteren Möglichkeiten der Zusammenarbeit stellte Belden die Idee eines virtuellen Gemba Walks vor. Obwohl ein Besuch vor Ort nicht möglich war’ Dies wäre zwar nicht möglich, würde Belden aber dennoch die Chance geben, die Anlagenumgebung und ihre Funktionsweise besser zu verstehen.

Die Pflanze’ Das Team erläuterte bestehende Herausforderungen, Szenarien, Systeme und Produktionslinien und stellte Grundrisse und Zeichnungen zur Verfügung, um mehr über die Einrichtung des allgemeinen Montagebereichs zu verraten. Sie teilten auch die Ergebnisse der internen Bewertungen der Gesamtanlageneffektivität (OEE = Overall Equipment Effectiveness) und der Prüfungen der Ausfallzeiten mit.

Damit die Anlage das System zur Erkennung von Produktfehlern implementieren konnte, arbeitete Belden nicht nur mit der Anlage, sondern auch mit dem Anbieter des Systems zur Erkennung von Produktfehlern zusammen, um die technologischen Anforderungen von allen Seiten zu verstehen.

Im Laufe dieser Gespräche, Bewertungen und Evaluierungen wurde deutlich, dass die Einführung neuer Videosignale in das bestehende OT-Netzwerk durch das Produktfehlererkennungssystem zu Latenzproblemen führte.

Da die Fabrikhalle’ Das bestehende OT-Netzwerk war planlos gewachsen und wurde im Laufe der Jahre dynamisch neu konfiguriert.’ t zur Unterstützung dieses Vision-Kamerasystems konzipiert. Es war bereits schwierig, das Team zu unterstützen’ s intelligente Werkzeugsysteme, die große Datenmengen erzeugen, die durch das Netzwerk übertragen werden.

Belden besprach Ideen und entwarf Optionen für das Netzwerkdesign auf der Grundlage der Ziele, des Budgets und des Zeitrahmens. Zur Unterstützung der intelligenten Werkzeuge und des Systems zur Erkennung von Produktfehlern benötigte das Netzwerk mehr Bandbreite und Redundanzschichten sowie eine bessere Netzwerktransparenz und eine optimierte Verwaltung. Zusätzlich zu den aktuellen Technologieinvestitionen arbeitete Belden mit ihnen zusammen, um ihre umfassenderen Industrie 4.0-Initiativen zu verstehen— automatisierte Inline-Vision-Inspektion, Fernüberwachung und Umstellung auf eine vorausschauende Wartung Modell zur Reduzierung der Ausfallwahrscheinlichkeit und Ausfallzeiten— und stellte Optionen vor, um das Netzwerk für fortgeschrittene Anwendungsfälle zukunftssicher zu machen.

Arbeiten mit der Pflanze’ Gemeinsam mit dem OT-Team entwarf Belden seine Netzwerkdesignempfehlung, stellte eine Stückliste mit den zugehörigen Kosten und dem potenziellen ROI zusammen und präsentierte diese Informationen dem Werksmanagementteam. Konkurrierende Ansätze des IT-Teams wurden mit Belden verglichen’ s Lösung und stellt sie einer Reihe strenger Anforderungen hinsichtlich Leistung, Vorlaufzeit und technischen Möglichkeiten.

Nach einer eingehenden Evaluierung übertraf Belden die Mitbewerber, indem es die funktionalste und vollständigste Lösung lieferte. Mit Belden’ Aufgrund der OT-Expertise war der Kunde motiviert, mit Belden zusammenzuarbeiten, da er so seine ROI-Ziele für seine umfassenderen Industrie 4.0-Initiativen erreichen konnte. Für den Kunden war neben dem Wert und der Fachkenntnis auch eine kurze Vorlaufzeit äußerst wichtig, um die Komplettlösung innerhalb des Projektzeitrahmens zu implementieren. Belden half dem Kunden mit einer kürzeren Vorlaufzeit, seine Anforderungen zu erfüllen.
Projektziele

Die Lösung

Es wurde ein neues OT-Netzwerkdesign mit neuer Hard- und Software implementiert. Dadurch wurde die Bandbreite erhöht, und die Videosignale des Systems zur Erkennung von Produktfehlern konnten zusammen mit anderen wichtigen Betriebskontrollen und -daten ungehindert durch das Netzwerk fließen.

Um das Netzwerk zum Leben zu erwecken, hat Belden eine Lösung entwickelt, die auf der Anlage basiert’ s spezifische Leistungsanforderungen, Budgetanforderungen und Produktverfügbarkeit— mitten in der Pandemie. So konnte die Anlage ihre Initiativen vorantreiben, ohne in jeder Phase des Projekts wochen- oder monatelang warten zu müssen. Konstante Teamarbeit und Zusammenarbeit hielten das Projekt auf Kurs und sorgten dafür, dass es keine Material- und Lieferverzögerungen gab.’ t langsamer Fortschritt.

Dank der neuen Netzwerkinfrastruktur kann die Anlage nun ihr neues System zur Erkennung von Produktfehlern einsetzen und die von dieser Investition erwartete Rendite erzielen. Zudem verbessert das Netzwerk die Redundanz, Verfügbarkeit, Benutzerfreundlichkeit und Geschwindigkeit, indem es eine schnellere Kommunikation und einen größeren Datentransfer zur Unterstützung der vorausschauenden Wartung und der intelligenten Werkzeugbereitstellung ermöglicht. Ausfallzeiten wurden behoben, Netzwerklatenz verursacht keine Unterbrechung der Produktionslinie mehr. Das System zur Erkennung von Produktfehlern ist voll funktionsfähig und verbessert die fehlerfreie Erstausbeute.

Auswirkungen & Ergebnisse

Belden hat für diesen Automobilhersteller eine zukunftssichere Lösung implementiert, die es ihm ermöglicht, das Renditepotenzial seiner Technologie zur Erkennung von Produktfehlern vollständig auszuschöpfen. Außerdem kann er sich darauf verlassen, dass der Einsatz neuer Technologien in Zukunft nahtlos und kosteneffizient erfolgen wird.

Nachdem sich die unmittelbaren positiven Auswirkungen auf Fließbandgeschwindigkeit, Erstausbeute, Betriebszeit und Leistung gezeigt hatten, entschied sich das Werk, dieselbe Netzwerkarchitektur in seiner Lackiererei zu verwenden, um Geräte zur vorausschauenden Wartung zu unterstützen, wie etwa Temperatursensoren an Förderbändern und Lüftermotoren – nur ein weiterer Schritt zur Umsetzung seiner Industrie 4.0-Initiativen.—

Dank der Netzwerklösung von Belden’ erreicht das Werk viele seiner Leistungs- und digitalen Transformationsziele für vorausschauende Wartung und Inline-Bildverarbeitungsprüfung. Durch den Aufbau eines Netzwerks, das den erfolgreichen Einsatz von Technologien zur Erkennung von Produktfehlern ermöglicht, konnte die Anlage ihre fehlerfreie Erstausbeute deutlich über 70 % steigern, die Kosten für Nacharbeit/Ausschüsse senken und den vollen ROI realisieren.

Der Autohersteller berichtet, dass in seinem Werk nun mehr Fahrzeuge in kürzerer Zeit und mit höherer Qualität montiert werden können—und ohne sich um Netzwerkausfallzeiten sorgen zu müssen.

Der Hersteller setzt die Digitalisierung seiner Arbeitsabläufe fort und wird dieses Projekt zur Netzwerkverbesserung als Modell nutzen, um die Netzwerkarchitektur für weitere Anlagen – darunter drei weitere Standorte in den Vereinigten Staaten – zu standardisieren.

Belden ist bestrebt, den Kunden bei der vollständigen Dokumentation des vorherigen Netzwerkzustands und der neu implementierten Lösung zu unterstützen. Auf diese Weise können Anlagen an anderen Standorten die Entwicklung besser nachvollziehen und ihre eigenen Produktionsprozesse und Leistungskennzahlen (KPI) verbessern, wie z. B. die fehlerfreie Erstausbeute und die Reduzierung von Ausfallzeiten.