Pramoninis LED aukštojo rėmo apšvietimo sprendimas BMW gamybos įmonėje Spartanburge

Projekto apžvalga

BMW Spartanburgo gamybos įmonė Pietų Karolinihoje – didžiausioji įmonės gamybos aikštė visame pasaulyje ir vienintelė X serijos automobilių gamintoja – susidūrė su augančiais eksploataciniais reikalavimais aukšto lubų montavimo ir kūno gamybos skyriuose. Lubų aukštis svyravo nuo 9 iki 15 metrų, o spalvų perdavimo tikslumas, blizgesio kontrolė ir veikimo patikimumas buvo griežtai reglamentuoti. Senoji 400 W metalo halogenidų aukšto lubų apšvietimo sistema nebebuvo tvarios. Dažni lemputės gedimai, nestabilus šviesos pasiskirstymas ir energijos naudojimo netinkamumas pablogino vizualinį aiškumą tiksliajame suvirinime, robotų kalibravime ir galutinėje patikroje. Mūsų komanda bendradarbiavo su BMW Pastatų inžinerijos grupe, kad suprojektuotų ir įdiegtų pritaikytą pramoninę LED aukšto lubų apšvietimo sistemą 120 000 kv. pėdų (apie 11 150 kv. m) kritiniuose gamybos plotuose – užtikrindama matomų pagerinimų saugumo, kokybės užtikrinimo ir bendrų savininkystės kaštų srityse.

Iššukių analizė

Pagrindiniai iššūkiai sukiojosi aplink tris tarpusavyje susijusius veiksnius: vizualinę našumą ,operacinis stiprumas , ir tvarumo atitikimas . Pirma, metalo halogenidiniai lemputės rodydavo reikšmingą šviesos srauto nuopuolį (iki 40 % po 6000 valandų), dėl ko apšvietimas būdavo netolygus ir technikams buvo sunku aptikti subtilius paviršiaus defektus ar neteisingai išdėstytas detalės. Antra, lemputės keitimas reikalavo visos linijos sustabdymo dėl to, kad lemputės negalėjo būti paleistos karštos ir dėl jautrių lankų vamzdelių – vidutiniškai kiekvieno šviestuvo keitimas sukeldavo 18 minučių neplanuotą prastovą. Trečia, senėjanti sistema vien apšvietimui suvartodavo apie 1,2 MW per metus ir neatitiko BMW vidinės anglies mažinimo strategijos ar JAV federalinių skatinimų, susijusių su DLC sertifikuotu apšvietimu. Be to, mirksėjimas ir lėtas įkaitimas sutrikdė judėjimo jutikliais valdomas saugos sistemas, integruotas į bendradarbiaujančių robotų darbo zonas.

Sprendimas

Pristatėme visiškai paruoštą pramoninį LED apšvietimo sprendimą, kuris apima 247 individualiai sukonfigūruotus 200 W DLC Premium sertifikatu patvirtintus aukštų lubų šviestuvus, kiekvieną su 5000 K spinduliavimo temperatūra (CCT), >80 CRI optika ir asimetriškomis III–V tipo šviesos pluošto skirstymo schemomis, optimizuotomis 12,2 m montavimo aukščiui. Visuose šviestuvuose įmontuota integruota 0–10 V reguliuojama ryška, suderinamumas su buvimo / nebuvimo jutikliais ir IP65 klasės lygio dieštinio aliuminio korpusai su aktyvia šilumos valdymo sistema. Pagrindinis naujovinis sprendimas – modulinė varikliuko architektūra, leidžianti keisti maitinimo blokus vietoje be viso šviestuvo nuėmimo, todėl techninės priežiūros laikas sumažėjo 70 %. Sistema visiškai atitinka IEEE 1789-2015 švytėjimo standartus ir suprojektuota veikti nuolat esant aplinkos temperatūrai iki 45 °C. Apšvietimo išdėstymo modeliavimas (AGi32 programinė įranga) užtikrino vienodumo santykį ≤ 3:1 visose surinkimo vietose ir atitiko IES RP-27-20 rekomenduojamus apšvietimo lygius (75–100 fc detalioms mechaninėms užduotims). Visi šviestuvai turi DLC 5.1 Premium sertifikatą, kuris BMW leido gauti naudingumo kompensacijas iš energijos tiekėjų, bendrai siekiančias 142 000 JAV dolerių.

Įgyvendinimo procesas

Diegimas įvyko dviem nepertraukiamomis fazėmis per numatytus savaitgalio techninės priežiūros langus. I fazė apėmė Kūno gamybos skyrių (87 įrenginius) ir buvo baigta per 36 darbo valandas, naudojant virš galvos įrengtus pakabos kėlimo įrenginius ir iš anksto prijungtus laidų kanalus. II fazė apėmė Galutinės surinkimo linijos įrenginius (160 įrenginių) ir buvo suderinta su BMW „Lean Production Team“, kad būtų išvengta trukdžių JIT komponentų pristatymo grafikui. Kiekvienoje diegimo vietoje buvo atlikta fotometrinė patikra, naudojant kalibruotus rankinius matuoklius, kurių rodmenys buvo fiksuojami 12 atstovaujančių tinklelio taškų kiekvienoje zonoje. Įdiegimo procesas apėmė integraciją su gamyklos esamu BMS per Modbus RTU sąsają, leidžiančią realiuoju laiku stebėti energijos suvartojimą ir generuoti prognozuojamos priežiūros įspėjimus remiantis šviesos šaltinių telemetriniais duomenimis. Personalui buvo suteikta mokymų programa vietoje, skirta BMW technikams, kurioje buvo nagrinėjami programinės įrangos naujinimai, reguliuojamų šviesos intensyvumo profilių konfigūravimas bei klaidų diagnostika ir šalinimas.

Projekto rezultatai

Po įdiegimo matavimai patvirtino 62 % šviesos energijos suvartojimo sumažėjimą – nuo 1,21 MW/metai iki 460 kW/metai – kas metinis naudingumo taupymas siekė 98 500 JAV dolerių. Svarbiausia, švietimo susijusių techninės priežiūros incidentų skaičius sumažėjo 94 %, o vidutinis laikas tarp gedimų (MTBF) padidėjo nuo 8 200 iki 65 000 eksploatacijos valandų. Vaizdinio užduočių atlikimo kokybė gerėjo matuojamai: kokybės kontrolės inspektoriai pranešė apie 31 % mažesnį kartotinių patikrinimų ciklų skaičių, o aplinkos, sveikatos ir saugos (EHS) duomenys parodė 22 % mažesnį artimos nelaimės incidentų skaičių, susijusių su prasta matomumu viršutinėse kranų trajektorijose. DLC sertifikuota pramoninė LED švietimo sistema taip pat tiesiogiai prisidėjo prie BMW Spartanburg pasiekimo LEED Silver v4.1 „Operations & Maintenance“ sertifikato 2023 m. trečiajame ketvirtyje – tai patvirtina atitiktį korporacinėms tvarumo tikslams.

Klientų Atsiliepimas

„Tai buvo ne tik lempų keitimas – tai buvo pagrindinė mūsų operacinio matomumo infrastruktūros modernizacija“, – sakė Tomas Rainhartas, BMW JAV gamybos įmonės pastatų inžinerijos vyresnysis vadovas. „Šviesos vientisumas, visiškas mirksėjimo nebuvimas ir beproblemė BMS integracija padidino tiek saugos kultūrą, tiek technologinių procesų patikimumą. Remdamiesi šiais rezultatais, jau pradėjome planuoti šių sprendimų įdiegimą dažymo skyriuje.“