O mobilních čistírnách a personalizovaných plážových pantoflích

S CAPE® vyvinuli vědci z Fraunhofer IPA mobilní systém čisté místnosti podobný stanu, který lze postavit za méně než hodinu. (© Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez) / CAPE® je mobilní systém čisté místnosti podobný stanu, který vyvinuli vědci z Fraunhofer IPA a který lze sestavit za méně než hodinu. (© Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez)

Částečně automatizovaný montážní asistenční systém MonSiKo díky inteligentním algoritmům a výkonným 3D senzorům rozpozná, který pracovní krok právě probíhá, a v případě chyb zasáhne. (© Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez) / Díky svým chytrým algoritmům a výkonným 3D senzorům je tento částečně automatizovaný systém asistenta montáže schopen rozpoznat, který krok postupu je právě prováděn, a zasáhnout při vzniku chyby. (© Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez)

V rámci projektu SeRoNet vzniká online platforma pro zprostředkování, na které výrobci komponent a systémoví integrátoři vyvíjejí a poskytují řešení. (© Hochschule Ulm/Foto: Dennis Stampfer) / Projekt SeRoNet sestává z online zprostředkovatelské platformy, kde výrobci komponent a systémoví integrátoři vyvíjejí řešení. (© Hochschule Ulm/Foto: Dennis Stampfer)

V částečně automatizovaném montážním pracovišti si můžete sami vyrobit plastového slona nebo personalizované plážové boty s pomocí robota: Fraunhoferův institut pro výrobní technologie a automatizaci IPA se na letošní výstavě Hannover Messe představí na různých stáncích s exponáty.

Celkem na pět stánků ve třech různých halách výstaviště je k nalezení exponáty od Fraunhofer IPA. Všechny odpovídají na velké otázky, které vzbudil společenský megatrend „Mass Personalization“, tedy masová výroba individuálních produktů: Jak mohou firmy vyrábět své produkty v stále menších sériích a s větším rozsahem variant za přijatelné náklady? Jak lze výrobu rychle přepnout na jiný produkt? Jak se vyhnout chybám a poruchám strojů? Jak efektivně spolupracovat člověk a stroj?

Čistý prostor na cestách

Systém CAPE® vyvinuli vědci z Fraunhofer IPA jako mobilní, stanem podobný čistý prostor, který lze postavit za méně než hodinu jak uvnitř, tak venku ve stínu počasí. CAPE® chrání citlivé produkty během výroby, ale i při prevenci kontaminace. Navíc lze zařízení a produkty sterilizovat pod krytem. S „Cleanroom on Demand“ mají výrobci, kteří musí vyrábět bez kontaminace, k dispozici mobilní, kontaminace-nezávislé výrobní prostředí, které umožňuje vzduchovou čistotu od ISO třídy 1 do 9.

Možnosti využití lehkého zařízení jsou velmi rozmanité: hodí se pro výrobu čipů, lékařskou techniku, potravinářský průmysl nebo montáž satelitů. Také automobilový průmysl těží z kompaktního „Cleanroom on Demand“, například při výrobě bateriových článků nebo palivových článků.

„CAPE® může být použit i v krizových oblastech, například k zajištění čistého a sterilního prostředí, pokud není k dispozici operační sál,“ říká Udo Gommel, vedoucí oddělení čisté a mikro výroby na Fraunhofer IPA.

Ruka v ruce s robotem: tak vznikne botka

Hromadná výroba je minulostí: již léta musí průmysl vyrábět v stále menších sériích a současně nabízet produkty s větším rozsahem variant. Výsledkem tohoto vývoje je „Mass Personalization“, tedy masová výroba personalizovaných produktů. Díky stále lepším senzorům se do výrobních hal začíná zavádět spolupráce člověk-robot: člověk a stroje pracují ruku v ruce a každý přináší své silné stránky.

Na Hannover Messe spojuje centrum Industrie 4.0 v Reutlingenu, které je spoluprací dvou institutů Fraunhofer IPA a IAO a obchodní školy ESB při Hochschule Reutlingen, oba trendy v jednom exponátu: návštěvníci stánku si mohou spolu s kolaborativním robotem vyrobit personalizované plážové boty. Pomocí konfigurátoru si sestaví jednotlivé komponenty podle svých osobních preferencí, zadají svou velikost boty a následně boty vyrobí ručně ve spolupráci s robotem.

Částečně automatizovaný montážní asistenční systém

V montáži je stále mnoho úkolů, které je třeba vykonávat ručně z technických nebo ekonomických důvodů. Aby se pracovníkům usnadnilo opakované, fyzicky náročné práce a předešlo se chybám, vyvinulo Fraunhofer IPA ve spolupráci se čtyřmi průmyslovými partnery „Adaptivní montážní asistenční a interakční systém pomocí 3D analýzy scén a intuitivní komunikace člověk-stroj“ (MonSiKo).

Tento částečně automatizovaný montážní systém rozpozná díky inteligentním algoritmům a výkonným 3D senzorům, jaký krok právě probíhá, a zasáhne v případě chyby. Pokud pracovník vezme špatnou součástku, rozsvítí se červené světlo. „Člověk si tak stále zachovává kontrolu,“ říká Christian Jauch z oddělení obrazové a signálové zpracování na Fraunhofer IPA. „Pokud chce změnit pracovní postup, systém mu v tom nebrání.“ Pomocí dotykové obrazovky dostane pracovník podrobný návod; pohybem prstu si může zobrazit další krok. Díky tomu je možné snadněji se naučit i nové procesy. Alternativně k ovládání přes dotykovou obrazovku rozumí MonSiKo hlasovým příkazům jako „pokračovat“ nebo „hotovo“ a zobrazuje informace na obrazovce jako hlasovou zprávu.

Na demonstrátoru si mohou návštěvníci Hannover Messe sami vyzkoušet MonSiKo. Pod vedením sestaví malého plastového slona, který se skládá ze tří různých dílů. Ty jsou ultrazvukově svařeny, než robotický rameno slona přivede k akustickému senzoru a zatřese s ním. Pokud neslyší žádné klepání, je vše správně složené a svařené.

SeRoNet – síť servisních robotů

Efektivnější a rychlejší uvádění řešení servisních robotů na trh je cílem společného projektu SeRoNet. Vznikne zde online platforma, přes kterou mohou výrobci komponentů a systémoví integrátoři vyvíjet a nabízet řešení pro problémy koncových uživatelů. Díky spolupráci všech aktérů na platformě a jednotným rozhraním hardwaru a softwaru v duchu průmyslu 4.0 by měly být bez mnoha iterací realizovány systémové robotické řešení na míru.

Jak může vypadat taková kooperativní vývojová spolupráce podle SeRoNet a jak snadno lze budoucí komplexní řešení sestavit a upravit pomocí modulárních stavebních bloků SeRoNet, ukazuje SeRoNet na Hannover Messe na zjednodušené logistické úloze. Hlavní exponáty jsou softwarové nástroje pro vývoj komponent a systémů a platforma SeRoNet, přes kterou budou moci dodavatelé a uživatelé servisních řešení robotů v budoucnu společně specifikovat a realizovat projekty. Návštěvníci výstavy si mohou na dvou terminálech živě vyzkoušet softwarové nástroje a grafické rozhraní, pomocí kterých si mohou sestavit komponenty pro specifické systémy.

Platforma je závislá na tom, že ji využívá mnoho aktérů. SeRoNet proto plánuje ještě letos v létě veřejný výzvu, přes kterou zájemci získají podporu pro účast na platformě. Výrobci komponentů získají novou distribuční možnost, systémoví integrátoři získají zákazníky pro své služby a koncoví uživatelé obdrží hotová řešení servisních robotů. Projekt realizuje tři pilotní demonstrátory s technologiemi SeRoNet: robot pro skladování v farmaceutickém průmyslu, inteligentní přepravní vozík v nemocnici, který poskytuje potřeby péče podle požadavků, a flexibilní montážní linku, kde pomocí modulárních robotů lze kombinovat flexibilní automatizované a manuální činnosti.

RoboPORT – platforma pro „co-creation“ servisních robotů

RoboPORT je interdisciplinární vývojová platforma, která umožňuje vývoj servisní robotiky prostřednictvím crowd-engineeringu. Pro soukromé i komerční vývojáře slouží platforma k vytváření inovací prostřednictvím kolaborativního vývojového přístupu a jejich efektivní realizaci v prototypové fázi. Firmy mohou platformu využít zejména k tomu, aby jim komunita generovala nápady na robotické aplikace a vytvářela koncepční řešení až po prototyp a jeho ověření. RoboPORT nabízí pool talentů, kteří jsou okamžitě připraveni k projektové spolupráci. Na Hannover Messe představí RoboPORT dva příklady open-source projektů, které byly s pomocí platformy rozvíjeny: mobilní robotickou platformu „rob@work [mini]“ a humanoidního robota „Roboy“.

Na platformě RoboPORT mohou servisní robotické projekty projít celý návrhový a vývojový proces. Crowd-engineering a co-creation umožňují dostupnost nápadů, technologií a expertů pro každý projekt, což urychluje vývoj inovací v robotice. Do roku 2020 má být dokončena webová platforma pro robotické projekty s vývojovými nástroji, knihovnou open-source robotiky a nástroji pro řízení projektů, na níž budou moci všichni aktéři společně pracovat.

Fraunhoferova iniciativa Smart Maintenance

Inovativní produkty, efektivní procesy a plynulé výrobní postupy ve složitých systémech jsou odpovědí na rostoucí požadavky zákazníků. Klíčovou roli zde hraje údržba, která díky propojeným strojům, senzorům a umělé inteligenci dokáže odhalit chyby ještě před jejich vznikem a tím předejít nákladným výpadkům.

Pro přenos znalostí z aplikovaného výzkumu do průmyslu založily Fraunhofer IPA a dalších osm institucí loni iniciativu Fraunhofer Smart Maintenance. Plánují se workshopy a společné výzkumné projekty. Na výstavním stánku Fraunhoferova sdružení výroby se iniciativa představí. S pomocí kvízové soutěže vědci hravou formou přiblíží návštěvníkům téma Smart Maintenance.