Vers un avenir électrifié grâce à l'automatisation ouverte Sur son site d'Ingolstadt, Audi mise sur PLCnext Technology de Phoenix Contact pour la fabrication de carrosserie de la série Audi Q6 e-tron entièrement électrique. L'écosystème ouvert offre non seulement de nombreuses fonctions pour les applications de l'Internet industriel des objets, mais aussi une cybersécurité intégrée conforme à la norme internationale CEI 62443-4-2.
Situation initiale
Ensemble et de manière collaborative vers l'avenir
Phoenix Contact soutient le changement vers une plus grande durabilité en fournissant des technologies clés pour l'électrification, la mise en réseau et l'automatisation. PLCnext Technology est l'une de ces technologies. L'écosystème ouvert dispose d'un grand nombre d'interfaces, du capteur jusqu'au cloud. De cette manière, il contribue au flux d'informations continu dans une production neutre en CO2. Outre la programmation standard de systèmes API selon la norme CEI 61131-3, PLCnext Technology permet également l'utilisation parallèle de langages évolués tels que C/C++, C# ou Matlab Simulink. Les deux langages sont combinés et fonctionnent en temps réel sur la gamme de contrôleurs PLCnext Control. Ainsi, la production profite de la compétence des spécialistes IT et OT. L'écosystème contribue ainsi également à l'évolution de l'automatisation des installations de production chez Audi.
Solution
Les compteurs d'énergie comme l'appareil de mesure multifonction EEM-MA 370 enregistrent les consommations
Amélioration du bilan des gaz à effet de serre grâce à des processus de fabrication optimisés
Dès la fabrication des véhicules, il est important de maintenir l'empreinte énergétique aussi neutre que possible. C'est pourquoi Audi s'est fixé pour objectif de produire un bilan CO2 neutre sur tous ses sites d'ici 2025. Sur le site d'Ingolstadt, cet objectif est atteint depuis début 2024. C'est précisément dans la fabrication de carrosserie qu'il s'agit d'améliorer les valeurs d'émission grâce à des facteurs d'influence tels que la qualité, la disponibilité et la capacité d'adaptation. Chaque marche à vide ou chaque rejet d'une carrosserie du processus de fabrication n'entraîne pas seulement des coûts : l'empreinte GES liée à la production augmente également.
Pour éviter que cela ne se produise, Audi utilise de nombreuses mesures telles que des coupures aux heures creuses ou l'utilisation de compteurs d'énergie communicants - p. ex. l'appareil de mesure multifonction EEM-MA 370 de Phoenix Contact - pour surveiller la consommation. Pour continuer à optimiser à ce niveau, il faut de la transparence sur les flux d'énergie et des informations qui annoncent une perturbation dès son apparition. Même les plus petits écarts de qualité, affichés à temps, peuvent y contribuer de manière décisive. L'identification d'un potentiel d'amélioration supplémentaire dans le déroulement du processus ne se traduit pas seulement par un temps de cycle plus court, mais aussi par l'optimisation du bilan énergétique de chaque voiture.
En plus de la sécurité fonctionnelle de l'automatisation de l'installation, le PLCnext Control RFC 4072S met à disposition un diagnostic complet
Utiliser des langages évolués en parallèle
L'automate de sécurité RFC 4072S constitue le cœur de la solution d'automatisation dans la fabrication de carrosserie. Sa principale fonction est de veiller à ce que les véhicules soient fabriqués de manière fonctionnelle et sûre. Outre l'automatisation des installations, le RFC 4072S offre un diagnostic complet de tous les processus ainsi que des données pertinentes pour la communication. Le langage de programmation CEI 61131-3, généralement privilégié pour le déroulement de la production, est complété - comme nous l'avons déjà mentionné - par l'utilisation de langages de haut niveau tels que C/C++ ou C#, qui sont mieux adaptés aux applications complexes dans un contexte temps réel.
98 % des écrans de commande sont créés par un assistant de visualisation
Gain de temps de plus de 30 % lors de la création de la visualisation des installations
Dans le projet d'Ingolstadt, le standard de blocs développé depuis 2004 sur la plateforme précédente PC Worx a été converti à la nouvelle technologie de commande PLCnext Technology. En raison des nouveaux développements, la bibliothèque comprend désormais plus de 600 blocs permettant de gérer de manière optimale les nombreux processus nécessaires à une fabrication de carrosserie. La PLCnext Control RFC 4072S PN prend également en charge la sécurité des machines selon les normes CEI 62061 SIL 3 et EN ISO 13849-1 PL e. La nouvelle plateforme d'automatisation propose une visualisation web pour améliorer la cohérence et l'intégration des informations.
Un assistant de visualisation spécialement conçu à cet effet génère automatiquement environ 98 % des affichages de commande. Pour ce faire, il accède aux informations du programme utilisateur et crée la visualisation des installations à l'aide des plus de 700 symboles de la bibliothèque système nouvellement créée. Cela vaut également pour les convoyeurs dans lesquels seules les zones visibles peuvent être manipulées par les collaborateurs. Le générateur génère ici une interface utilisateur individuelle pour chaque partie de l'installation. Dans ce contexte, il a été possible de réduire le temps de création à un tiers de la durée requise jusqu'à présent : un avantage considérable pour les adaptations et les mises en service.
Les PC industriels de Phoenix Contact sont installés sur une colonne en tant que pupitres de commande principaux et secondaires
Postes de commande pour l'accès direct à l'installation
Les postes de commande nécessaires au fonctionnement de l'installation s'intègrent de manière flexible dans le réseau d'installation 1 GBit via le switch intégré d'un boîtier à boutons-poussoirs avec bouton d'arrêt d'urgence. Les PC industriels de la série Basicline en indice de protection IP65 sont installés comme pupitres de commande principaux et secondaires sur une colonne au niveau des différentes cellules robotisées. Grâce aux chaînes d'étapes et aux diagnostics qui y sont représentés, le personnel d'exploitation et de maintenance a un accès direct à toutes les informations importantes, ce qui lui permet de réagir rapidement aux événements si nécessaire. Les pupitres de commande utilisés dans la technologie de transport s'avèrent être une particularité. Les clients eHMI-Linux ont été développés selon les souhaits d'Audi. L'accent a été mis sur le respect de la norme de sécurité internationale CEI 62443 et sur une gestion simple des mises à jour et des correctifs. Ainsi, la maintenance des PC industriels s'intègre parfaitement dans les processus et procédures éprouvés de la maintenance.
Un concept de sécurité global a été élaboré en collaboration avec les responsables d'Audi
Élaboration d'un concept de sécurité global selon la norme CEI 62443
L'augmentation constante du nombre de sources d'information - telles que les capteurs et les caméras, ainsi que les technologies permettant d'assurer les processus et la qualité - entraîne des volumes de données toujours plus importants et, par conséquent, des points d'attaque inévitables qui doivent être protégés contre les accès non autorisés. C'est pourquoi Audi accompagne toujours de tels projets du point de vue de la cybersécurité. Concrètement, cela signifie qu'Audi et Phoenix Contact, en tant que fournisseur de services de sécurité CEI 62443-3-3 certifié par le TÜV, ont élaboré un concept de sécurité global dès la phase de planification du projet. Le concept met en œuvre les exigences fonctionnelles du système de la norme CEI 62443-2-4. Par ailleurs, des mesures ont été définies et mises en œuvre sur la base d'une analyse des menaces afin d'améliorer la sécurité de la zone de production.
L'optimisation de la fabrication et la durabilité des ressources utilisées qui en découle nécessitent des données qui peuvent être utilisées en toute sécurité. Grâce à une électrification intelligente, une mise en réseau efficace et une automatisation ouverte, Audi pose les bases d'une production durable et pérenne ainsi que de l'intégration flexible de nouvelles technologies, p. ex. l'apprentissage automatique.
