Nieuwe technologie voor gegevensverzameling zorgt voor snelheid, nauwkeurigheid, schaalbaarheid en veiligheid

In de autoracewereld zijn tijd en nauwkeurigheid kritisch met elkaar verweven, aangedreven door seconden. Het is niet verrassend dat Roush Yates Engines (RYE) uit Mooresville, N.C. en zijn productiedivisie, Roush Yates Manufacturing Solutions (RYMS), verankerd zijn door dit credo, dat op zijn beurt van invloed is op hoe het de optimale manieren evalueert en beslist om technologie voor zijn wereld te benutten -klasse fabricage operaties. Dus toen RYE manieren verkende om de nauwkeurigheid, integriteit en doorvoer van zijn meetgegevens te verbeteren, besloot de beslissing om DataSure 4.0 in te zetten, een data-acquisitieoplossing ontwikkeld door The L.S. Starrett Co., Athol, Massachusetts, kwam neer op - je raadt het al - seconden.

RYE is de exclusieve motorbouwer van Ford Performance voor de topniveaus van NASCAR, waaronder de NASCAR Cup en Xfinity Series, evenals de IMSA Michelin Pilot Challenge. Daarnaast is RYMS een organisatie voor de productie van CNC-onderdelen met expertise in meerassige bewerking van metalen en kunststof onderdelen met complexe geometrieën. De interne productie van RYMS omvat machinale onderdelen voor de Ford FR9 V8 NASCAR-programma's, Ford Mustang 5.2L V8 en andere motorsporttoepassingen, evenals voor ruimtevaart, defensie en andere industrieën.

Het kwaliteitsmanagementsysteem van RYMS is AS9100 Rev D &ISO 9001 gecertificeerd, evenals International Traffic in Arms (ITAR) en Cybersecurity Maturity Model Certification (CMMC)-compatibel.

Om zijn prestaties en bedrijfsdoelen te helpen bereiken, koos RYE voor meetinstrumenten en metrologiesystemen van Starrett om ervoor te zorgen dat aan de kritische ontwerpspecificaties wordt voldaan op het niveau dat door engineering wordt verwacht en vereist. Motorsport, defensie, ruimtevaart en medische productie vereisen strikte normen om een ​​constante kwaliteit te bereiken. Voeg daarbij complexe eisen voor hoogwaardige en betrouwbare onderdelen, en de test- en meetprocessen zijn nog veeleisender.

RYE heeft twee kwaliteitslaboratoria met de tools die nodig zijn voor het meten en inspecteren van een breed scala aan onderdelen die worden vervaardigd en geleverd voor zijn racemotoren en voor externe klanten.

Gegevensintegriteit is een essentieel onderdeel van nauwkeurigheid in productie. Als de meetgegevens van meters onjuist worden geregistreerd, verzonden of gelogd, kunnen er verschillende problemen optreden. Onderdelen kunnen worden gesloopt, productprestaties kunnen eronder lijden, productiearbeid en machinetijd kunnen verloren gaan en er zal veel tijd worden besteed aan het handmatig loggen van gegevens, wat ook de kans op fouten vergroot. Bovendien kan geen van de gegevens officieel worden gedocumenteerd of geverifieerd voor SPC en traceerbaar zijn voor klantvereisten zonder een betrouwbaar geautomatiseerd systeem - een systeem dat de meetgegevens kan vastleggen om te voldoen aan Industrie 4.0-productieniveau en beschikbaar te maken voor integratie met andere fabrieksgegevens.

Inzicht hierin en de noodzaak om de hoogste data-integriteit te bereiken, heeft RYE zijn inspectie- en data-acquisitieproces herzien met Starrett, een ontwikkelaar van dataverzamelingssystemen voor meettoepassingen voor kwaliteitscontrole. Starrett analyseerde het conventionele RYE-gegevensverzamelingsproces en stelde vast dat RYE zou profiteren van de nieuwste technologie voor gegevensacquisitie:het DataSure 4.0 (DS4)-systeem.

"We zijn constant op zoek naar manieren om ons gegevensverzamelingsproces te verbeteren en te versnellen", zegt Alex Marothy, kwaliteitscontroletechnicus/programmeur en automatiseringsleider bij RYE. "Machinisten en inspecteurs schreven enkele metingen op in logboekbladen, die vervolgens in spreadsheets op een computer moesten worden ingevoerd, wat tijd kostte en mogelijk tot fouten leidde, omdat operators de meters verkeerd kunnen lezen of onjuiste waarden kunnen opschrijven."

RYE wilde meer migreren naar betrouwbare, naadloze digitale automatisering en de gegevens efficiënter gebruiken in al zijn faciliteiten, en gaf Starrett de knipoog om DS4 medio 2020 te starten. RYE koos ervoor om DS4 langzaam te implementeren, te beginnen met een toepassingsinrichting met meerdere digitale indicatoren die is ontworpen voor motorinspectie.

"DataSure 4.0 (DS4) is het eerste draadloze systeem dat we ooit hebben gebruikt om gegevens te verzamelen op onze productievloer via inspectie tijdens het proces, dus we wilden klein beginnen, de resultaten verifiëren en vertrouwen opbouwen bij ons team", aldus Todd English, vice-president, strategische partnerschappen en marketing bij RYE.

RYE heeft twee 80.000 ft ² (7.432 m ² ) productiefaciliteiten in Mooresville, met de DS4-applicatie in een 40.000 ft ² (3.716 m ² ) CNC-bewerkingsgebied, gegevens verzenden ongeveer 200' (61 m). In dit gebied zijn er minstens 15 CNC-machines, dus ruis en signalen zijn alomtegenwoordig, maar ondanks de afstand en mogelijke omgevingsstoringen werkt de DS4 soepel via een externe gateway en een antenne.

Marothy beschreef hoe het plan om DS4 in te zetten op het motorbevestigingssysteem zich ontwikkelde. “Voorheen gebruikten ingenieurs een armatuursysteem met acht wijzerplaten. Het nieuwe plan was om acht Starrett W2900-01 elektronische digitale indicatoren samen met DS4 te gebruiken om beide waarden aan die specifieke indicator toe te kennen en te organiseren om het invoeren en beoordelen van gegevens te vereenvoudigen.”

De resultaten van het toepassen van DS4 op de motorinrichting waren indrukwekkend. "Vergeleken met onze vorige methode hebben we de nauwkeurigheid en tijd voor het verzamelen van gegevens aanzienlijk verbeterd, maar wat nog belangrijker is, de gegevens werden digitaal overgedragen", aldus Marothy. "Het DS4-systeem elimineerde effectief handgeschreven meterstanden en het transcriberen van waarden in spreadsheets."

RYE evalueerde DS4 ook via arbeidsbesparing door te bepalen hoeveel seconden er per meting werden bespaard. "We ontdekten dat de DS4 acht tot tien seconden per meting bespaarde, en we doen enkele duizenden metingen per dag, waardoor we elke dag meer dan zeven uur arbeid besparen", zegt Marothy. RYMS' Production Manager Jennifer LaFever wees op andere systeemgerelateerde voordelen. "We oefenen continue verbetering bij RYE door middel van ons Kaizen-programma, waaraan DS4 bijdraagt ​​via zijn vermogen om ons te helpen sneller, nauwkeuriger en efficiënter te zijn."

De DS4 werkt op de nieuwste draadloze netwerktechnologie, die kortegolfradiofrequenties gebruikt om mobiele telefoons, computers en draadloze elektronische apparaten met elkaar te verbinden, waardoor een veel hogere snelheid, grotere bandbreedte en een groter bereik mogelijk zijn voor een hogere gegevensdoorvoer. Het bereik van de DS4 is volgens Starrett 10 tot 20 keer groter dan dat van elk ander gegevensverzamelingssysteem op de markt, dat gegevens letterlijk honderden meters kan verzenden, zelfs meer dan een mijl, wat ideaal is bij grotere productieprocessen of meerdere faciliteiten.

DS4 biedt hogere bitsnelheden en een snelle verbinding van minder dan 50 ms datareistijd en heeft een netwerk met ultralage latentie waardoor grote datavolumes zonder vertraging kunnen worden verwerkt, zelfs bij volledige capaciteit. Gebruikers van DS4 kunnen meerdere externe gateways en repeaters gebruiken, die dienen als centrale of gedistribueerde punten voor gegevensverzameling, in tegenstelling tot conventionele systemen die slechts één gateway hebben.

DS4 is gebouwd op een veilig, eigen draadloos platform. Getransporteerde gegevens worden versleuteld met behulp van een meerlaagse aanpak die toegang van buitenaf tot de gegevens, passief of actief, voorkomt. "We bewaren gegevens over onze fysieke onderdelen in ons netwerk onder strikte beveiliging om te voldoen aan de CMMC- en ITAR-vereisten en we zijn er volledig zeker van dat DS4 aan de criteria voldoet", aldus LaFever.

Met DS4 kan een nieuwe netwerktopologie worden geconfigureerd voor eenvoudige of complexe situaties en kunnen ook gedistribueerde externe gateways worden gebruikt. Gegevens worden verzonden van meters met ingebouwde radiozenders of extern gemonteerde eindknooppunten naar gateways en kunnen worden gebruikt op mobiele Android- of iOS-platforms en Windows-computers, waaronder laptops, desktop-pc's, thin client-pc's en servers. DS4-repeater- en brugcomponenten kunnen rechtstreeks worden aangesloten op PLC's en andere snelle seriële automatiseringsapparatuur voor realtime gegevensverzameling of externe machinebediening.

DS4 is compatibel met alle Starrett elektronische digitale meters, evenals elektronische meters van andere gereedschapsmakers, en werkt met meters met draadloze mogelijkheden, zoals Starrett W798 Calipers, W733.1 Micrometers en W2900 Indicators. Het is ook compatibel via elektronische meters van Starrett en andere gereedschapsfabrikanten door extern Starrett DataSure End Nodes op de meters te monteren.

RYE erkent de positieve impact die DS4 heeft gemaakt op zijn productieactiviteiten en heeft grotere plannen voor het verzamelen van gegevens. "Uiteindelijk willen we DS4 verder benutten door het te integreren in ons ERP-systeem voor een volledige end-to-end data-oplossing om onze organisatie agressiever te laten evolueren naar een Industry 4.0 digitale fabriek", aldus English. RYMS zal DS4 ook uitbreiden naar andere industriële toepassingen, met name in de lucht- en ruimtevaart, de medische sector en de defensie, door het gebruik van DS4 uit te breiden in al zijn meetbewerkingen op het gebied van CNC-bewerking.

Hoe weet RYE wanneer DS4 zijn volledige potentieel in de organisatie bereikt? "We zullen weten dat het werkt door de overwinningen op en naast het circuit", zei Marothy.

Ga voor informatie over Roush Yates Engines naar www.roushyatesmfg.com of bel 704-662-7165. Voor informatie over The L.S. Starrett Co., bezoek www.starrett.com of bel 978-249-3551.