We wrześniu w Polsce ruszyła sprzedaż samochodów indyjskiej marki Tata Motors. Warto z tej okazji pokazać, jak rozwiązano kwestię automatyzacji fabryki, w której powstaje oferowany na naszym rynku model Indica.
Indyjski koncern Tata Motors wytwarza pojazdy pasażerskie i użytkowe. Produkuje zwykłe sedany, hatchbacki i kombi, ale także SUV-y, pikapy, małe samochody ciężarowe oraz autobusy. W 1996 r. ruszyły prace nad samochodem Indica, przeznaczonym głównie dla mieszkańców Indii. Planowana wielkość produkcji to 150 tys. sztuk rocznie. Istniejąca już fabryka w indyjskim Pune nie dałabyrady sprostać temu zadaniu. Dlatego w Tata Motors podjęto decyzję o budowie nowego obiektu w pobliżu istniejącego zakładu w Pune.
Przeprowadzka z końca świata
Fabryki nie budowano jednak od podstaw. Koncern nabył w Australii istniejący już zakład produkujący samochody i przeniósł go do Indii. W ten sposób oszczędzono pieniądze na wyposażenie nowego obiektu. Dotychczas stosowane w Pune linie produkcyjne składały się z oddzielnych wysp automatyki, których systemy praktycznie nie były ze sobą w jakikolwiek sposób zintegrowane. Koncern, mimo swojej wielkości, miał wówczas stosunkowo niewielkie doświadczenie w zakresie automatyzacji. Nowy obiekt, wyposażony w technikę sterowania Rockwell Automation, zmusił zarząd Tata do zwiększenia kompetencji w tej dziedzinie.
Aby produkcja nowego modelu samochodu przebiegała zgodnie z planem, należało przeprowadzić szereg zmian: uaktualnić system sterowania, aby poradził sobie z produkcją 150 tys. samochodów rocznie, wyposażyć i zmodyfikować linie produkcyjne, aby zapewniały spełnienie wymagań technicznych dla modelu India, uruchomić elastyczne zdolności wytwórcze, aby produkowane samochody spełniały wymagania zarówno europejskich, jak indyjskich norm motoryzacyjnych, zapewnić wysoką jakość wytwarzania, przy jednoczesnym utrzymaniu kosztów niżej niż konkurencja, wszechstronnie wyposażyć zakład, aby umożliwić produkcję wielu odmian modelu hatchback, zakończyć przekształcenie i uruchomienie nowej fabryki w 18 miesięcy.
Bałagan w papierach
Zespół przygotowujący modernizację składał się z inżynierów pracujących w indyjskich i australijskich biurach terenowych Rock-well Automation oraz inżynierów z Yantra Automation, dystrybutora spółki w Indiach. Pomoc fachowców Yantra polegała na magazynowaniu i dostarczaniu niezbędnych urządzeń. W sumie ponad 50 inżynierów z Tata Motors, Rockwell Automation i Yantra Automation było zaangażowanych w przygotowanie i uruchomienie nowego wyposażenia zakładu. System sterowania w australijskim zakładzie pokrywał tylko około 60% całkowitego zapotrzebowania Tata Motors pod względem wymagań produkcyjnych oraz jakościowych. Należało więc przeznaczyć spore środki na projektowanie, instalacje i konfigurację. Ponieważ poprzednim właścicielom australijskiego zakładu nie udało się zachować dokumentacji systemu sterowania, Tata Motors scedował programowanie i obsługę systemu pracownikom z Rockwell Automation w Australii i Indiach.
Systemy sterowania liniami montażu silnika i lakierowania nie uległy zmianie. Natomiast sterowanie linią montażu nadwozia zostało zaktualizowane, aby dostosować sieć ControlNet do transferu danych o większej przepustowości. Aktualizacja pozwoliła Tata Motors utrzymać poniesione już inwestycje w system I/O w indyjskim zakładzie i zintegrowała wszystkie linie, zwiększając ich koordynację. Rockwell Automation i Yantra Automation utworzyły zespół przygotowujący modernizację, której zadaniem było dostosowanie systemu sterowania ? przede wszystkim sterowników SLC 500 Allen-Bradley ? do automatyzacji funkcji pomocniczych, takich jak: linie podawania materiału, sterowanie sprzętem, systemy suwnicowe i systemy dysków. Dodatkowo zespół przygotowujący modernizację wspierał Tata Motors w integracji nowej linii pras, jak również sekwencyjnego działania 75 nowych robotów.
Całkowity proces przenoszenia, integracji i uruchomienia nowego zakładu Tata Motors trwał około 17 miesięcy, co było zgodne z planowanymi ramami czasowymi. Przekształcenie wysp automatyki, zawierających nowe roboty, w całkowicie zintegrowany, zautomatyzowany zakład było ogromnym przedsięwzięciem. Ponowne wykorzystanie prawie każdej części systemu sterowania z australijskiego zakładu znacznie obniżyło koszty. Przeniesienie zakładu i uaktualnienie jego systemów sterowania pomogło firmie w szybkim osiągnięciu przyjętego celu produkcyjnego: 150 tys. samochodów rocznie, ale także skrócenie cykli produkcyjnych.
Wydłużanie hatchbacka
Z czasem Tata Motors postanowił do początkowo produkowanego modelu hatchback dodać wersję sedan i kombi. W związku z tym potrzebował linii produkcyjnej pozwalającej na wykonanie trzech różnych stylów nadwozia w tym samym zakładzie. Producent chciał przy tym produkować samochody spełniające standardy europejskie oraz indyjskie. Rozporządzenia, normy oraz wymogi bezpieczeństwa i kompatybilności elektromagnetycznej różnią się znacznie w poszczególnych regionach. A to sprawia, że zapewnienie zgodności jest szczególnie trudne.
Dzięki elastyczności i strukturze systemu sterowania było to możliwe przy nielicznych zmianach sprzętowych. Firma była w stanie lepiej wykorzystać ControlNet i swoje inwestycje w dotychczasowy system sterowania, głównie poprzez modyfikację oprogramowania. Aktualizacja obejmowała również: zwiększenie liczby We/Wy, ulepszenie funkcjonalności interfejsów operatorskich, wbudowanie systemu automatycznej identyfikacji opartej na kodzie kreskowym, dodanie 10 robotów i modyfikację osprzętu. W efekcie dostosowano zakład do produkcji nowych stylów nadwozia. Co więcej, średnia produkcja wzrosła z 400 do 650 samochodów dziennie.
Nowa minilinia spawalnicza
Po pewnym czasie Tata Motors zdecydował się na dodatkowe zwiększenie zdolności produkcyjnej za pomocą minilinii spawalniczej. Za funkcje sterowania odpowiadają w tym przypadku PLC ControlLogix Rockwell Automation oraz interfejsy operatorskie PanelView Plus, jak również otwarta architektura sieciowa, wykorzystująca sieci DeviceNet i Ethernet/IP. Stosując platformę sterowania LOGIX, indyjski koncern wykorzystał swoje wcześniejsze doświadczenie z systemami logicznych sterowników programowalnych PLC-5. Umożliwił ponowne wykorzystanie ich pierwotnych zasobów We/Wy oraz ich integrację z nową platformą sterowania. Wdrożenie minilinii spawalniczej opartej na LOGIX-ie pozwoliło zwiększyć dzienną produkcję z 650 do 750 samochodów.
Obecnie koncern nastawia się na wytwarzanie w zakładzie w Pune 1 000 samochodów na dobę. Z tego względu zarząd będzie zmuszony znaleźć dodatkowe metody skrócenia cykli produkcyjnych. Aby osiągnąć ten cel, firma współpracuje z dostawcami nad uruchomieniem badań porównawczych dla określenia niezbędnych długości cykli. Docelowo Tata Motors chce przenieść wszystkie systemy automatyki do platformy LOGIX i zintegrować je poprzez sieć Ethernet/IP. Ponadto planuje wykorzystanie Rockwell Automation Integrated Architecture do dostarczania systemom biznesowym wyższego szczebla, użytecznych informacji z poziomu produkcyjnego. Ma to pomóc handlowcom i projektantom w podejmowania dobrych decyzji.
K.K. Mitra, Rockwell Automation
Artykuł pod redakcją inż. Elżbiety Jachczyk (PIAP)