Med åben automatisering ind i den elektrificerede fremtid Audi benytter PLCnext Technology fra Phoenix Contact på fabrikken i Ingolstadt til karosseribygningen af den fuldelektriske Audi Q6 e-tron-serie. Ud over de mange funktioner til IIoT-applikationer tilbyder det åbne økosystem også integreret cybersikkerhed i overensstemmelse med den internationale standard IEC 62443-4-2.
Udgangssituation
Sammen ind i fremtiden
Phoenix Contact støtter overgangen til større bæredygtighed ved at levere nøgleteknologier til elektrificering, netsammenkobling og automatisering. PLCnext Technology er en af disse teknologier. Det åbne økosystem har en række forskellige grænseflader fra sensoren til skyen. På den måde bidrager den til en kontinuerlig informationsstrøm inden for CO2-neutral produktion. Ud over standardprogrammering af PLC-systemer i overensstemmelse med IEC 61131-3 muliggør PLCnext Technology også parallel brug af standardsprog som C/C++, C# eller Matlab Simulink. Begge sprog kører i kombination i realtid på PLCnext Control-styringsfamilien. Det betyder, at produktionen nyder godt af ekspertisen fra både IT- og OT-specialister. Økosystemet bidrager således også til ændringen i automatiseringen af produktionsanlæggene hos Audi.
Løsning
Energimålere som det multifunktionelle måleapparat EEM-MA 370 registrerer forbruget
Forbedring af drivhusgasbalancen gennem optimerede produktionsprocesser
Det er vigtigt at holde energifodaftrykket så neutralt som muligt lige fra køretøjets produktionsfase. Audi har derfor sat sig som mål at opnå en CO2-neutral produktion på alle sine fabrikker inden 2025. Dette mål har været nået på fabrikken i Ingolstadt siden begyndelsen af 2024. Især inden for karosseribygning er det vigtigt at forbedre emissionsværdierne ved at påvirke faktorer som kvalitet, tilgængelighed og tilpasningsevne. Hver tomgang eller udstødning af et karosseri fra fremstillingsprocessen resulterer ikke kun i omkostninger: Den produktionsrelaterede drivhusgasbalance øges også.
For at forhindre dette anvender Audi en række foranstaltninger som f.eks. nedlukning i tomgangsperioder eller brug af kommunikationsdygtige energimålere – f.eks. det multifunktionelle måleapparat EEM-MA 370 fra Phoenix Contact – til at overvåge forbruget. Yderligere optimering på dette punkt kræver gennemsigtighed om energistrømmene og information, der indikerer en fejl, så snart den opstår. Selv de mindste afvigelser fra kvaliteten, som indikeres på et tidligt tidspunkt, kan yde et afgørende bidrag her. At identificere yderligere forbedringspotentiale i procesforløbet resulterer ikke kun i en kortere cyklustid, men også i en optimering af energibalancen for hver enkelt bil.
Ud over funktionel sikkerhed i anlægsautomatiseringen giver PLCnext Control RFC 4072S omfattende diagnostik
Brug af standardsprog parallelt
Den sikkerhedsrelaterede styring RFC 4072S udgør kernen i automatiseringsløsningen i karosseribygningen. Deres vigtigste funktion er at sikre, at køretøjerne er fremstillet på en funktionel sikker måde. Ud over systemautomatisering tilbyder RFC 4072S omfattende diagnosticering af alle processer og de data, der er relevante for kommunikationen. Som allerede nævnt suppleres IEC 61131-3-programmeringssproget, som normalt foretrækkes til produktionsprocessen, med standardsprog som C/C++ eller C#, som er bedre egnet til komplekse applikationer i en realtidskontekst.
98 % af driftsvisningerne er skabt af en visualiseringsassistent
Over 30 % tidsbesparelse ved oprettelse af anlægsvisualiseringer
I Ingolstadt-projektet er den modulstandard, der er udviklet siden 2004 på forgængerplatformen PC Worx, blevet konverteret til den nye styringsteknologi PLCnext Technology. Som følge af den nye udvikling omfatter biblioteket nu mere end 600 moduler til optimal styring af de mange processer, der er nødvendige for karosseribygning. PLCnext Control RFC 4072S PN understøtter også maskinsikkerhed i overensstemmelse med IEC 62061 SIL 3 og EN ISO 13849-1 PL e. Den nye automatiseringsplatform giver mulighed for webvisualisering for at øge konsistensen og integrationen af information.
En visualiseringsassistent, der er specielt udviklet til dette formål, genererer omkring 98 % af driftsvisningerne automatisk. For at gøre dette får den adgang til oplysninger fra brugerprogrammet og skaber anlægsvisualiseringen ved hjælp af over 700 symboler fra det nyoprettede systembibliotek. Det gælder også for transportanlæggene, hvor medarbejderne kun må betjene de områder, der er synlige. Generatoren skaber en individuel betjeningsflade for hver del af anlægget. I denne sammenhæng har det været muligt at reducere installationstiden til en tredjedel af den tid, der tidligere var nødvendig: en betydelig fordel for tilpasning og idriftsættelse.
Industri-pc'er fra Phoenix Contact installeres som hoved- og hjælpekontrolpaneler på en stander
Betjeningsstationer til direkte anlægsadgang
De betjeningsstationer, der kræves til anlæggets drift, kan fleksibelt integreres i 1 Gbit-anlægsnetværket via den indbyggede kontakt i en trykknapboks med nødstopknap. Industri-pc'er fra Basicline-serien med IP65-beskyttelse er installeret som hoved- og hjælpekontrolpaneler på en stander ved de enkelte robotceller. De trinvise retningslinjer og diagnoser, der vises der, giver drifts- og vedligeholdelsespersonalet direkte adgang til alle vigtige oplysninger, så de kan reagere hurtigt på hændelser, hvis det er nødvendigt. De kontrolpaneler, der bruges i transportteknologien, er en særlig funktion. eHMI Linux-klienterne blev udviklet efter Audis ønsker. Her var der fokus på overholdelse af den internationale sikkerhedsstandard IEC 62443 og enkel opdaterings- og patch-management. Det betyder, at vedligeholdelsen af industri-pc'erne er optimalt integreret i de velafprøvede processer og procedurer for vedligeholdelse.
Blandt andet er der udviklet et omfattende sikkerhedskoncept sammen med de ansvarlige hos Audi
Udvikling af et helhedsorienteret sikkerhedskoncept i overensstemmelse med IEC 62443
Det konstant stigende antal informationskilder – såsom sensorer og kameraer samt teknologier til sikring af processer og kvalitet – fører til stadig større datamængder og dermed uundgåeligt til angrebspunkter, der skal beskyttes mod uautoriseret adgang. Audi følger derfor altid sådanne projekter ud fra et cybersikkerhedsperspektiv. Konkret betyder det, at Audi og Phoenix Contact som TÜV-certificeret IEC 62443-3-3 Security Service Provider allerede i projektets planlægningsfase har udviklet et helhedsorienteret sikkerhedskoncept. Konceptet implementerer de funktionelle systemkrav i IEC 62443-2-4. Desuden blev en trusselsanalyse brugt til at definere og implementere foranstaltninger til at øge sikkerheden i produktionsområdet.
Optimering af produktionen og den dermed forbundne bæredygtighed af de anvendte ressourcer kræver data, der kan bruges sikkert. Gennem intelligent elektrificering, effektiv netsammenkobling og åben automatisering lægger Audi grunden til bæredygtig, fremtidssikret produktion og fleksibel integration af nye teknologier som f.eks. maskinel læring.
