Technologie pro větší efektivitu ve výrobě

S FabOS vzniká otevřený, distribuovaný, reálný časově schopný a bezpečný operační systém pro celou továrnu. © Universität Stuttgart IFF/Fraunhofer IPA, foto: Rainer Bez, Heike Quosdorf

Tento suchý čistící stan DryClean-CAPE® nevytváří pouze čisté výrobní prostředí, ale zároveň i prostředí s velmi nízkou vlhkostí vzduchu. © Fraunhofer IPA

»DesignChain« je průběžná digitalizace a automatizace technické zakázkové výroby – od objednávky po hotový produkt. © Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez

Jakákoli nová technologie, která má být v podniku použita – transformace bude úspěšná pouze tehdy, pokud byla předtím strategicky naplánována a organizačně realizována. © Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez

Hannoverský veletrh průmyslu se od 17. do 21. dubna zabývá technologiemi pro klimaticky neutrální a propojený průmysl. Protože digitalizace výroby v mnoha oblastech zvyšuje efektivitu a efektivita je klíčem k větší udržitelnosti, ukazuje Fraunhofer IPA technologie, které šetří energii a zdroje.

Globální změna klimatu, nedostatek energie, narušené dodavatelské řetězce, nedostatek kvalifikovaných pracovníků: průmysl čelí obrovským výzvám. Pod hlavním tématem „Industrial Transformation – Making the Difference“ představí Hannover Messe od 17. do 21. dubna technologie pro propojený a klimaticky neutrální průmysl. V hale 16 na stánku A12 představí Fraunhofer-Gesellschaft na více než 900 metrech čtverečních řadu technologií přispívajících k udržitelnému vytváření hodnot.

Fraunhoferův institut pro výrobu a automatizaci IPA není zastoupen pouze na společném stánku Fraunhofer-Gesellschaft s exponáty, ale také na stánku Aliance Industrie 4.0 v hale 15, stánku A06, a na stánku výzkumného projektu „FabOS“ v hale 15, stánku H07. Co tam lze vidět – přehled:

Vše jako služba: výrobci se stávají poskytovateli služeb

Není nutné kupovat stroje, abyste je mohli používat. Mohli by zůstat vlastnictvím výrobce a uživatel by platil měsíční paušální částku za používání. Nebo by se účtovalo podle vyrobeného množství. Firmy by nemusely vkládat obrovské částky do výrobních prostředků, mohly by okamžitě začít s výrobou. A výrobci strojů by měli živý zájem udržovat své stroje co nejdéle v provozuschopném stavu.

Takové inovativní obchodní modely jsou založeny na nepřetržité výměně dat přes hranice firem. Výrobci se tak nejen stávají poskytovateli služeb, ale všechny procesy v továrně lze vnímat jako jednotlivé služby: Everything as a Service (XaaS). Jaké podmínky musí být splněny, aby tyto datové obchodní modely byly ekonomicky a technicky realizovatelné, zkoumají odborníci z Fraunhofer IPA společně s průmyslem v rámci velkého výzkumného projektu „X-Forge“. Na Hannover Messe představí zástupci konsorciálních partnerů podrobnosti o čtyřech projektech X-Forge a představí aktuální výzkumné a projektové výsledky.

XaaS najdete na stánku Aliance Industrie 4.0: hala 15, stánek A06.

Výzkumný projekt „PAIRS“: včasné rozpoznání krizí a zvýšení odolnosti

Když firmy reagují na krizi až poté, co jsou její dopady již patrné, je to příliš pozdě. Lepší by bylo zahájit vhodná opatření ještě předtím, než je nutná surovina dodána pozdě nebo vůbec. Přesně to chtějí umožnit vědci z oddělení plánování továren a řízení výroby v Fraunhofer IPA. Ve výzkumném projektu „Privacy-Aware, intelligent and Resilient Crisis Management“ (PAIRS) vyvíjejí platformu pro krizové řízení, která již v počáteční fázi identifikuje narušení a poskytuje datově řízené doporučení k opatřením.

K tomu využívá umělou inteligenci (AI) k analýze veřejně dostupných dat: Jaké ulice právě stojí? Jaké přístavy jsou zablokované? Hrozí bouřky? Došlo k zemětřesení, sopečné erupci nebo jiným přírodním katastrofám? Jak se vyvíjejí ceny určitých surovin na burze? Na druhé straně AI využívá i firemní ukazatele, například spolehlivost dodávek od konkrétního dodavatele. Jakmile AI dojde k závěru, že lze očekávat narušení v dodavatelském řetězci, může algoritmus navrhnout vhodná opatření, například změnu dodavatele nebo objednání jiného srovnatelného suroviny. To zvyšuje odolnost firmy.

Na základě několika již hotových modulů platformy PAIRS poskytne výzkumný tým na Hannover Messe přehled o dosavadní práci. Demonstrátor je k vidění na společném stánku Fraunhofer-Gesellschaft: hala 16, stánek A12.

DesignChain: digitalizace a automatizace zakázkové výroby

Průmysl musí vyrábět personalizované produkty levně a v stále kratším čase. Aby mohl v této situaci obstát v globové konkurenci, je vhodná takzvaná „DesignChain“, tedy průběžná digitalizace a automatizace technické zakázkové výroby – od objednávky po hotový produkt.

Jak přesně to funguje, ukazuje výzkumný tým kolem Tima Dennera z oddělení plánování továren a řízení výroby v Fraunhofer IPA. Návštěvníci veletrhu si u nich mohou na stánku nakonfigurovat individuální produkt, který je následně vytvořen jako CAD model, simulován pro výrobu a poté vyroben na 3D tiskárně.

DesignChain najdete na společném stánku Fraunhofer-Gesellschaft: hala 16, stánek A12.

DryClean-CAPE®: mobilní suchý čistící prostor

V době personalizovaných produktů, klesajících sérií, rostoucí rozmanitosti variant a zároveň stále rychlejších výrobních prostředí, jež vyžadují čisté a vlhkost kontrolované podmínky, nejsou stacionární čistící místnosti často nejefektivnějším řešením z hlediska investičních a provozních nákladů a doby přípravy. Výzkumný tým kolem Uda Gommele, vedoucího oddělení čisté a mikro výroby v Fraunhofer IPA, proto vyvinul s mobilním systémem CAPE® (Clean And Protective Environment), který umožňuje dosáhnout čistoty vzduchu podle tříd ISO 1 až 9. Stejně jako stan na tábořišti lze systém CAPE® postavit a uvést do provozu za přibližně půl hodiny.

V posledních letech vědci rozšířili systém CAPE® na celou rodinu produktů. Nejnovějším členem je DryClean-CAPE®, který nejen vytváří čisté výrobní prostředí, ale zároveň i prostředí s velmi nízkou vlhkostí vzduchu, například s dew pointem -50°C. Tento faktor hraje klíčovou roli v výrobě bateriových článků a automobilů, ale i v letectví a kosmonautice, kde ovlivňuje kvalitu produktu.

DryClean-CAPE® je k vidění na společném stánku Fraunhofer-Gesellschaft: hala 16, stánek A12.

FabOS: operační systém pro celou továrnu

IT prostředí ve výrobě se často skládá z různých systémů od různých dodavatelů, což je obtížné spravovat. Pomoci by mohl operační systém pro výrobu, na jehož vývoji nyní pracují vědci z Fraunhofer IPA ve spolupráci s partnery z 23 dalších výzkumných institucí, vysokých škol a firem. Jmenuje se FabOS a bude podobně jako operační systémy pro počítače nebo chytré telefony platformou pro stroje, infrastrukturu a AI služby.

Na Hannover Messe představí projektoví partneři jedenáct exponátů, které představují různé aspekty otevřeného, distribuovaného, reálným časem schopného a bezpečného operačního systému FabOS. Například Felix Spenrath z oddělení robotických a asistenčních systémů Fraunhofer IPA ukáže robota, který sám rozpoznává kovové díly a sbírá je z krabice. Použité AI metody jsou trénovány na simulaci a nevyžadují manuální konfiguraci od odborníků. Exponát také obsahuje technologii partnera projektu Compaile, která při přivádění nové krabice porovnává a identifikuje nesetříděné díly podle uložených výkresů. Systém se tak nemusí trénovat pro každý nový díl. Nakonec robot uchopí díly a uloží je ve správné poloze.

FabOS má vlastní stánek: hala 15, stánek H07.

Technologická podnikatelská excelence: Dobře naplánováno je půl vyhráno

Ať už jde o nový obchodní model, operační systém pro výrobu nebo průběžnou digitalizaci a automatizaci technické zakázkové výroby – jakákoli nová technologie, kterou chce firma zavést, bude úspěšná pouze tehdy, pokud bude předem strategicky naplánována a organizačně realizována. Tým výzkumníků kolem Olivera Schöllhammera z oddělení strategie a rozvoje firem v Fraunhofer IPA rád pomůže s hledáním správné strategie a nejefektivnější organizační formy.

Na Hannover Messe tým představí své projekty v oblasti vývoje a inovace obchodních modelů: hala 16, stánek A12.