Czy retrofit to inwestycja w istniejące maszyny?

W ten sposób Twoje maszyny zostaną dostosowane do przyszłych potrzeb

Dla producentów z najróżniejszych branż kluczowe jest stosowanie efektywnych maszyn odpowiadających najwyższym standardom technicznym. Najczęstszym, choć nie zawsze najkorzystniejszym ekonomicznie rozwiązaniem jest podejście Greenfield: pozbywanie się starych maszyn i zakup nowych.

Czy istnieje rozwiązanie alternatywne? Alternatywą jest retrofit, polegający na wbudowaniu nowych urządzeń do istniejących maszyn. Doskonałym przykładem dla zastosowania retrofitu jest realizacja wymagań związanych z cyfryzacją w ramach Przemysłu 4.0. Nowe możliwości komunikacji oraz specjalistyczne sterowniki i czujniki pozwalają na rejestrowanie, przetwarzanie i zestawianie danych również za pomocą starszych maszyn.

Jaką przewagę konkurencyjną oferuje producentom retrofit?

Jeśli Twoja maszyna jest jeszcze w dobrym stanie i wymaga jedynie modernizacji w celu dostosowania jej do nowych wymagań, retrofit jest idealnym rozwiązaniem. Nie tylko wydłuża on okres użytkowania maszyny, ale jest również tańszy niż nowy zakup. Ponadto w wielu przypadkach pozwala na zwiększenie produktywności i efektywności energetycznej. Kolejną zaletą jest znaczne ograniczenie potrzeb szkoleniowych, ponieważ Twoi pracownicy są już zaznajomieni z wykorzystywaną technologią i muszą zostać przeszkoleni wyłącznie w zakresie nowych komponentów. Co więcej, wiedza specjalistyczna pozostaje w firmie, ponieważ każda maszyna jest specyficzna w użyciu.

Przed przystąpieniem do modernizacji należy jednak znaleźć odpowiedź na podstawowe pytanie: Czy chcesz podjąć ryzyko związane z modyfikacją obwodów i sterowników maszyny? Możliwymi konsekwencjami mogą być problemy z oznakowaniem CE i bezpieczeństwem pracy. Aby zminimalizować ryzyko podczas retrofitu cyfrowego zalecane jest stosowanie dodatkowych czujników i jednostek pomiaru. W ten sposób można uniknąć ingerencji w instalacje elektryczne.

Retrofit – alternatywa dla zakupu nowych maszyn?

Technologie są rozwijane coraz szybciej, co odnosi się również do maszyn produkcyjnych. Nie każda innowacja techniczna musi się jednak wiązać z koniecznością zakupu całkiem nowej maszyny. Zwłaszcza w zakresie czujników i protokołów komunikacyjnych w większości przypadków wystarcza regularne doposażanie istniejących systemów w zależności od zapotrzebowania. Jeśli komponenty mechaniczne Twojej maszyny nadal odpowiadają istniejącemu zapotrzebowaniu, retrofit może się zdecydowanie opłacić i przynieść potencjalnie większą wartość dodaną niż nowy zakup.

Próg rentowności decydujący o tym, czy należy postawić na retrofit, czy też zakupić nową maszynę, zależy przede wszystkim od trzech czynników: 

1. Produktywność maszyny
   Retrofit cyfrowy nie prowadzi bezpośrednio do skrócenia czasu produkcji. Dzięki zgromadzonym danym może on jednak wskazywać możliwości usprawnienia procesów produkcyjnych, na przykład przez udrożnienie kanałów komunikacji, czy przez skrócenie przestojów. W przypadku retrofitu mechanicznego wymagana jest szczegółowa analiza sytuacji. Przebudowa systemów wymaga znacznie większej wiedzy specjalistycznej i kompetencji obejmujących obszary od mechatroniki i elektryki, aż do IT.
   
2. Pozostały okres użytkowania komponentów mechanicznych
   Jeśli dana maszyna jest użytkowana już od wielu lat, przed podjęciem decyzji o modernizacji, należy stwierdzić, na jak długo szacowany jest czas adekwatnego wykorzystania maszyny. Jeżeli okres pozostałego użytkowania ważnych komponentów jest ograniczony, zakup nowej maszyny jest z reguły bardziej opłacalny.
    
3. Make or buy?
   Przed rozpoczęciem retrofitu należy zawsze rozważyć, czy projekt można przeprowadzić samodzielnie, czy też konieczne jest zlecenie pracy na zewnątrz. Oprócz ponoszonych kosztów materiałowych i kosztów wykonanej pracy, istotnym czynnikiem jest również utrata zdolności produkcyjnych związanych z oddelegowaniem własnych pracowników do przeprowadzenia projektu. Dopiero po dokładnym zdefiniowaniu wszystkich faz projektu można stwierdzić, czy retrofit danej maszyny jest opłacalny, czy też lepszą opcją jest zakup nowej.

Strategicznie podejście do projektu

Przygotowanie

Przed rozpoczęciem projektu konieczne jest zrozumienie kluczowych procesów. Dlatego należy zapoznać się z następującymi zagadnieniami:

• Jak działa maszyna?
• Które jej elementy mogą zostać poddane modernizacji?
• Które parametry są istotne?
• Co należy ewentualnie zmierzyć?

Następnie należy ustalić zakres projektu oraz jasne cele w odpowiednio ograniczonym wymiarze. Ponadto należy również zdefiniować wielkości pomiarowe i ustalić, co będzie mierzone i jak często? Wartości pomiarów mają bowiem decydujący wpływ na wybór technologii. Wszystkie ustalenia powinny zostać zapisane, a wszyscy uczestnicy projektu powinni się do nich stosować. Dzięki temu nikt nie zagubi się w szczegółach i nie będzie się koncentrować na kwestiach, które w danej chwili nie są istotne. W razie potrzeby kolejne projekty mogą zostać zainicjowane w późniejszym terminie.

Realizacja

Faktyczna faza realizacji projektu retrofit obejmuje kilka obszarów, które płynnie się przenikają:

• Wybór technologii:
  • Sensoryka
  • Jednostki pomiaru
  • Urządzenia do komunikacji
  • Możliwe protokoły komunikacji (np. OPC UA, MQTT)

Szczególnie ważna jest przy tym zgodność poszczególnych urządzeń i technologii, aby zagwarantować ich późniejsze funkcjonowanie.

• Zestawienie danych pomiarowych:
  • W jakim celu mają zostać wykorzystane zarejestrowane dane?
  • W jaki sposób można udostępnić dane systemom nadrzędnym w łańcuchu automatyzacji?
  • Czy należy ustalić wartości graniczne?

Zanim w zestawieniach udostępnione zostaną pierwsze dane, należy zdefiniować, w jaki sposób mają one być analizowane. Możliwa jest np. ich agregacja, łączenie w horyzoncie czasowym lub łączenie kilku potoków danych.

W przypadku wartości granicznych można indywidualnie decydować, na co kładziony będzie nacisk. Ostrzeżenie może np. zostać wyświetlone, jeżeli osiągnięta zostanie zbyt wysoka lub zbyt niska temperatura, albo gdy wybrane procesy będą przebiegać zbyt wolno, lub zbyt szybko. W przypadku wymagających rozwiązań możliwe jest przygotowanie cyfrowej reprezentacji bliźniaczej, do której równolegle przesyłane są dane w czasie rzeczywistym. Dzięki temu w każdej chwili możliwy będzie zdalny dostęp do danych maszyny, bez względu na własną lokalizację. W celu wizualizacji, oprócz cyfrowej reprezentacji bliźniaczej, można również korzystać z pulpitów nawigacyjnych i wykresów.

Do jakich celów może zostać wykorzystany retrofit?

Podstawową ideą retrofitu (cyfrowego) jest wprowadzenie większej przejrzystości w produkcji. Typowe pola zastosowania to:

• Ustalanie stanu operacyjnego maszyn za pomocą czujników
• Ustalanie wykorzystania zdolności produkcyjnych
• Implementacja liczników produktów w celu dokładniejszej rejestracji czasu produkcji dla zleceń
• Wizualizacje oparte na rzeczywistych danych bezpośrednio na ekranie maszyny lub wirtualnie
• Konserwacja predykcyjna

Retrofit jest zalecany zawsze wtedy, gdy nie jest możliwe rejestrowanie kompletnych danych. Bez wprowadzenia znacznych ulepszeń technicznych trudno oczekiwać skoku produktywności. Spodziewanym efektem retrofitu jest natomiast rozwój nowych strategii i zwiększenie efektywności procesów w produkcji.