Comment construire une meilleure machine industrielle

Siemens a un peu d’expérience dans la construction de machines industrielles. Comme vous pouvez le voir sur la photo ci-dessous, l’entreprise construit des machines industrielles depuis le milieu des années 1800. Les machines d’aujourd’hui ressemblent peu aux machines avec lesquelles Siemens a commencé il y a 160 ans.

La machine industrielle d’aujourd’hui est principalement électronique. Il est connecté à d’autres machines et finalement à un réseau qui se connecte également à l’infrastructure informatique de l’entreprise. Cette connectivité s’étend souvent à toute la chaîne d’approvisionnement. Nous avons passé du temps avec Rahul Garg, responsable de l’industrie des machines industrielles chez Siemens Digital Industries Software. Garg a expliqué ce qu’il faut pour construire une meilleure machine industrielle.

Design News : Lors de la construction d’une machine industrielle, quelles sont les considérations les plus importantes ? Fonction? Se connecter à un réseau ? Compatibilité avec d’autres équipements ?

Les machines sont hautement intégrées. Le besoin de travailler avec d’autres équipements est élevé. En règle générale, les commandes que nous recevons concernent des machines personnalisées. Ils nous disent, nous voulons que vous fassiez x, y et z, mais nous en avons également besoin pour nous connecter à autre chose. C’est un grand besoin du client. Il est également nécessaire de s’interconnecter avec les configurations existantes.

DN : Quelle est l’importance de préparer la machine à la maintenance prédictive ?

Rahul Garg: Quand on pense à l’évolution des machines, toute la notion de machines intelligentes entre en jeu. Ce que nous entendons par machine intelligente, c’est la capacité de la machine à analyser ses performances et à prendre des mesures correctives. La maintenance prédictive est essentielle dans l’évolution de la machine.

La maintenance prédictive est la première étape pour devenir une machine intelligente. Le niveau suivant est l’auto-ajustement du comportement de la machine. Disons que l’une des machines met des chips dans un gros. La machine doit pouvoir détecter s’il y a un problème de remplissage du sac. Peut-être que l’air fuit et que le problème doit être résolu. Nous avons besoin que la machine s’arrête tout de suite.

Le niveau suivant consiste à rendre la machine suffisamment intelligente pour ajuster automatiquement les quantités de croustilles qui entrent dans le sac. Certaines machines sont vendues au Brésil où l’humidité est plus élevée ; ainsi, l’air dans le sac doit être plus dense. Une machine intelligente peut s’auto-analyser, s’ajuster et prédire quand elle a besoin de maintenance.

Dans le passé, les capteurs étaient basés sur la vue. Maintenant, nous obtenons des capteurs plus intelligents. Nous sommes maintenant en mesure de surveiller la pression, la température, le débit d’air et l’humidité. Tout cela aide à déterminer les problèmes potentiels. Vous êtes capable de prédire le problème avant que le problème ne se produise.

DN : Comment construire la machine pour le futur, en anticipant les technologies futures ?

Rahul Garg: Les machines étaient historiquement constituées de composants mécaniques. La mécanique était la première pièce de la conception. Maintenant, il y a beaucoup plus d’électronique. Certaines entreprises allemandes produisaient des machines dont la mécanique représentait 70 % du coût. Aujourd’hui, c’est 30 % de mécanique et 70 % d’électronique et de logiciel. Le fonctionnement de la machine et ses performances dépendaient autrefois de la mécanique. Maintenant, c’est un logiciel. Ce changement donne à la machine plus de longévité et de flexibilité.

DN : Qu’en est-il de la longévité. Les composants mécaniques de la machine dureront-ils plus longtemps que son électronique ?

Comme nous proposons notre construction de machines en ingénierie multidisciplinaire. Nous nous sommes éloignés de l’ingénierie de conception typique où la mécanique est d’abord conçue, puis l’électronique est ajoutée. Maintenant, il y a aussi une troisième pièce, l’automatisation. Nous avons modifié le processus de construction de a, b, puis c. Maintenant, nous construisons les trois aspects de la machine simultanément. C’est à cause de l’importance de chaque partie.

Les ingénieurs de chaque pièce travaillent dans un environnement commun. Ces environnements sont activés par Siemens NX, qui était autrefois une plate-forme pour la conception mécanique. Vous pouvez désormais utiliser NX pour la mécanique, l’électronique et l’automatisation à la fois. Vous ajoutez un moteur. L’ingénieur en mécanique le considère comme un moteur physique. Dans le même temps, l’ingénieur électricien examine les besoins en énergie. L’ingénieur en automatisation regarde comment vous allez contrôler le moteur. Quelles sont les commandes d’arrêt ? Le même moteur est travaillé par trois experts en même temps.

DN : Dans quelle mesure est-il important que l’équipement corresponde à d’autres équipements déjà déployés d’un fournisseur à l’autre ? Ou un mélange de machines de différents fournisseurs n’est-il pas un problème ?

Rahul Garg: Les machines se concentrent sur leur capacité clé. Les fournisseurs de machines essaient de tout assembler, mais ils deviennent partie intégrante d’une grande usine. L’un de nos clients – Delta Tecnic – fabrique une machine qui vérifie la qualité d’une bouteille avant d’y mettre quoi que ce soit. Avant de le remplir, vous voulez vous assurer qu’il n’y a pas de fuites. Ils ne font que ce processus. Cette machine ne sera utilisée que dans le cadre d’autres machines : ces machines créant la bouteille, et ces machines remplissant la bouteille. La capacité de la machine à basculer rapidement et à apporter des modifications au processus est essentielle. Il est également essentiel que la machine se connecte aux deux autres machines.

DN : Qui doit être impliqué dans le choix et la mise en service de la machine ?

Rahul Garg: Nous travaillons avec les constructeurs de machines en fournissant des logiciels pour améliorer la conception et la mise en service de la machine. Le logiciel met virtuellement en service la machine avant qu’elle ne se rende sur le site du client. Nous examinons l’ensemble de la conception et de la mise en service avant que ce soit sur leur atelier de production. Assurez-vous qu’il s’intégrera avec les autres machines.

DN : Quelles sont les considérations OT/IT lors de la construction d’une machine ?

Rahul Garg: Toute la convergence IT et OT doit fonctionner. Vous ne pouvez plus essayer de mener cette bataille. Vous devez faire en sorte que l’IT et l’OT travaillent ensemble. Une fois la surveillance de la température effectuée, nous leur faisons savoir s’il fait trop chaud. Maintenant, vous communiquez avec d’autres machines et prenez des décisions. Tout cela doit fonctionner et cela doit devenir un seul environnement. En conception et en ingénierie, lorsqu’ils construisent une machine, ils doivent tenir compte de ces considérations.

Rob Spiegel couvre l’automatisation et le contrôle depuis 19 ans, dont 17 pour Nouvelles de conception. D’autres sujets qu’il a abordés incluent la technologie de la chaîne d’approvisionnement, les énergies alternatives et la cybersécurité. Pendant 10 ans, il a été propriétaire et éditeur du magazine culinaire Piment du Chili.