Fraunhofer IPA bemutatja az összekapcsolt gyártási komponensek értékteremtő képességét

Az iparági kutatáshoz használt tesztkörnyezet, amelyet egyébként a Stuttgartban található Industrie 4.0 Alkalmazási Központban találunk, az AUTOMATICA kiállításon lesz látható. (Forrás: Fraunhofer IPA, fotó: Rainer Bez) / A kiválasztott részei az ipari kutatáshoz használt tesztkörnyezetnek, amely általában a Stuttgartban található Industrie 4.0 Alkalmazási Központban található, az AUTOMATICA kiállításon lesznek bemutatva. (Forrás: Fraunhofer IPA, fotó: Rainer Bez)

Új szoftverrel számos erővezérelt összeszerelési folyamat automatizálható. (Forrás: Fraunhofer IPA, fotó: Rainer Bez)

Még külső, a felhőhöz csatlakoztatott szenzorok segítségével is rendkívül pontosan lokalizálhatók az önjáró szállítójárművek. (Forrás: Fraunhofer IPA, fotó: Rainer Bez) / Az automatizált irányított járművek rendkívül pontos helymeghatározással rendelkeznek külső, a felhőhöz kapcsolódó szenzorok segítségével. (Forrás: Fraunhofer IPA, fotó: Rainer Bez)

Egy ergonomikus munkahely-elemzés olyan koncepciókhoz vezet, amelyek enyhíthetik az emberek terhelését munka közben. (Forrás: Fraunhofer IPA, fotó: Rainer Bez)

- 13 kiállított tárggyal négy kiállítási standon három csarnokban mutatkozik be
- Központi helyen az IT-platform az élő gyártási adatok feldolgozására
- Munkahely, automatizálás és IT-infrastruktúra tematikus keretet alkotnak
- Bemutatás »Lab Flexible Blechfertigung« a TRUMPF együttműködés keretében

A digitális gyártási korszak aktuális követelményeihez igazodva a stuttgarti tudósok az AUTOMATICA kiállításon Münchenben, 2016. június 21-24. között, bemutatják a munkahely, termék és automatizálás, valamint az IT-infrastruktúra és hálózatépítés területeinek különböző kiállítási tárgyak intelligens összjátékát, ezzel szemléltetve az ipar 4.0 irányelvei szerint kialakított gyártás értékteremtő hatékonyságát.

A Fraunhofer IPA standján a négy pillér az ipar 4.0-ban különféle módokon élvezhető a digitalizált gyártás összefüggésében: különféle cyberfizikai rendszerek, részvételi platform, az Internet of Things és szolgáltatások, valamint egy portál intuitív ember-gép interfészekkel a gyártási rendszerrel való interakcióhoz. A látogatók több, a felhővel intelligensen összekapcsolt kiállítási tárgy segítségével megérthetik, hogy a kutatóintézet milyen megoldásokat kínál a értéklánc különböző szakaszaira. Ezek a megoldások az egyedi daraboktól a (részben) automatizált szerelésen és szállításon át a termék IT-infrastruktúrához való csatlakoztatásáig terjednek. Ezek a szolgáltatások mind a gyártó vállalatok felhasználói és döntéshozói, mind pedig a berendezéseikhez kapcsolódóan relevánsak: a tervezéshez, működtetéshez és optimalizáláshoz, valamint innovatív ipari alkatrészek, gépek és berendezések fejlesztéséhez.

A »Virtual Fort Knox« támogatási platform középpontban

Az 2012 óta a Fraunhofer IPA együttműködik középvállalkozásokkal a »Virtual Fort Knox« nyitott platformon, amely gyártó vállalatok számára készült. A »Manufacturing-IT-as-a-service« kulcsszó alatt különféle alkalmazások (szolgáltatások) segítségével a gyártási adatok bármilyen végberendezésen elérhetővé válnak. Joachim Seidelmann, a Fraunhofer IPA DigiTools vezetője így fogalmaz: »Egyrészt meg akarjuk valósítani az ipar 4.0 koncepciókat, amelyekkel a felhasználók növelhetik gyártási hatékonyságukat. Másrészt közösen az ipari ügyfeleinkkel arra keresünk választ, hogy mely digitális megoldások integrálhatók értékes termékeinkbe vagy gyártási folyamataiba, hogy új üzleti modelleket fejlesszünk ki.«

Az AUTOMATICA kiállításon a »Virtual Fort Knox« központi szerepet tölt be: különféle demonstrátorokat köt össze a platform. Ahogyan a valódi gyártásban, úgy valós idejű módon folyik különféle állapot- és folyamatadatok átadása a rendszerbe, amelyek közvetlenül feldolgozhatók. Különösen a kis- és középvállalkozások számára nagy előny, hogy a felhasználó a választott megjelenítési médiumon keresztül férhet hozzá az alkalmazások adataihoz. Ezzel megszűnik a megfelelő IT-környezet beszerzése és karbantartása, továbbá a felhasználó a szoftver- és hardvereszközöket költséghatékonyan használhatja, elkerülve a fix költségeket.

A robotika sokat profitál a felhőből

A technikai előfeltétel az ipar 4.0 környezetekben, hogy minden működtetett eszköz cyberfizikai rendszerekként (CPS) legyen hálózatba kötve. Egy tipikus CPS példája a kiállításon is bemutatott IPA-robotdemonstrátor »Kezd a dobozba«. A gyártófüggetlen bp3™ szoftver lehetővé teszi a robot számára, hogy gyorsan és megbízhatóan lokalizálja az objektumokat és megtervezze a pályát különféle munkadarabokhoz. Egy másik kiállítási tárgy bemutatja egy olyan szoftvercsomag előnyeit, amely szinte minden robot típushoz és gyártómárkához alkalmazható különféle összeszerelési feladatokhoz. Ezzel a szoftverrel a korábban manuálisan végzett összetett feladatokat, például kapcsolószekrények szerelését, első alkalommal lehet intuitív módon instrukciókkal ellátni, ezáltal gazdaságos automatizálást támogatva.

Mindkét szoftver megoldás a felhőarchitektúrához való csatlakozással bővíti potenciálját: a robotrendszerek üzembe helyezése és karbantartása hatékonyabbá válik a központi adatbázis, például a munkadarabok vagy az azonnal felhasználható programrészek, ún. Skills, segítségével. Az alkatrészek könnyebben cserélhetők, és minden folyamat központilag nyomon követhető és irányítható. Így a robotrendszerek rugalmasabbá válnak, és az új változatokra való átállás gyorsan végrehajtható. A különféle szolgáltatások révén új szoftverfunkciók érhetők el a felhőben. Ugyanígy a helyben optimalizált folyamatokat visszaküldhetjük a felhőbe, így az egyszeri programváltoztatások minden kapcsolódó robotrendszert érintenek.

Az IPA szakértői kifejlesztették a »Cloud Navigation« nevű rugalmas szállítási megoldást. Ennek információs értékét két mobil, önállóan navigáló rendszer példáján mutatják be a kiállításon. Az autonóm szállítójárművek (FTF) vagy ipari környezetben több FTF közösen központilag szolgáltatják a helyi adatokat, így a flotta egészének pontosabb lokalizációja és hatékonyabb pályatervezése valósul meg. Az egyes FTF-ként működő egységek »lean kliensként« működhetnek, kevesebb hardverrel rendelkeznek, ugyanakkor magas navigációs intelligenciával bírnak, mivel a számításigényes navigációs algoritmusokat a felhőszerverekre helyezhetik át. Emellett külső szenzorok, például a gyártási környezetből származó szenzorok integrálása, valamint navigációs funkciók szolgáltatásként való elérhetősége is lehetséges.

Folyamatok ellenőrzése és optimalizálása

Az ipar 4.0 egyik központi eleme a folyamatlépések folyamatos felügyelete. Ezt a Fraunhofer IPA által kifejlesztett »Intelligens rendszeroptimalizáció« teszi lehetővé, amely IT-szakértői tudás nélkül is használható. A mobil rendszer intelligens kamerákkal, például minden gyártási állomáson egy-egy kamerával, valós idejű termék- és folyamatadatokat gyűjt, és automatikusan értékeli azokat. Ez nemcsak a folyamateltéréseket és azok okait is felismeri, hanem a veszteségeket vagy szűk keresztmetszeteket is feltárja. A vállalatok több mint tíz százalékkal növelték hatékonyságukat a »Smart System Optimization« alkalmazásával. A folyamatfelügyelethez minden egyes termék is hozzájárulhat: ezt lehetővé teszi az »okos termék« »smartWT«. Ez a beépített szenzorok segítségével folyamatosan gyűjti a minőségkritikus logisztikai és folyamatadatokat, és vezeték nélkül továbbítja azokat a felhőbe. A felhasználó mindig hozzáfér a legfrissebb adatokhoz, és szükség esetén beavatkozhat. Így növelhető a gyártás minősége és áteresztőképessége.

Az IT-infrastruktúra terén a Fraunhofer IPA olyan megoldást kínál a vállalatok számára, amely a rugalmas gyártás igényeihez igazodik: a »Sense&Act« szoftverrel egyedi szabályokat lehet létrehozni a gyártás hálózatba kötéséhez. A szabályok, kiegészítések és új interfészek könnyen megvalósíthatók. A szoftver érzékelőadatokat figyel, például a berendezések meghibásodásának felismeréséhez, és bizonyos események esetén meghatározott műveleteket hajt végre. Ez lehet például értesítés a felhasználónak vagy egy robotrendszer akciója. Egy intuitív kezelőfelületen gyorsan létrehozhatók a szabályok a szenzorok és aktorok számára, és vállalatszerte megoszthatók, értékelhetők.

Emberek tehermentesítése és adatok hasznos elemzése

Az ipar 4.0 környezetekben is kiemelkedő értéket képvisel az ember és képességeinek szoros integrációja a gyártásba. Ahogyan ez a fizikai kihívásokkal járó feladatoknál és a demográfiai változások figyelembevételével sikerül, azt az exoszkelton dolgozó munkahely mutatja be, amely elsőként támogatja a munkást a fejtető fölötti munkáknál. A szerelősor összeköttetésben áll az IT-infrastruktúrával, és automatikusan alkalmazkodik a munkás egyéni testméreteihez és a pillanatnyi szerelési folyamathoz. Ezáltal csökkennek a beállítási idők, és a munkást tehermentesíti. Egy, a Fraunhofer IPA által kifejlesztett munkahely-elemzés mérhetővé teszi, hogy mennyire hatékony a megoldás a munkavállalók tehermentesítése és a gyártási folyamatok optimalizálása szempontjából.

Az összes ipar 4.0 kiállítási tárgy közös jellemzője, hogy folyamatosan adatokat gyűjtenek »Smart Data« értelemben, amelyek a gyártás optimalizálására használhatók. A kiállítási standon a látogatók megtapasztalhatják, hogyan vizualizálják és értékelik az IPA-szakértők például egy kiállítási tárgy szenzor- és állapotadatait. Az intelligens adatértékelés eredményei új üzleti modellek kiindulópontjai lehetnek, például ügyfél-specifikus szervizintervallumok vagy saját ajánlatok testreszabása a felhasználási adatok alapján.

Alapkutatás az ipar 4.0-ról a TRUMPF-kal

Azt, hogy a teória önmagában nem elég, jól mutatja a TRUMPF céggel való együttműködési kezdeményezés: 2015 nyarán a Ditzingenben működő vállalat, amely vezető a rugalmas fémfeldolgozó szerszámgépek és ipari lézerek terén, öt évre szóló stratégiai együttműködést kötött a Fraunhofer IPA-val. Ennek célja, hogy az ipar 4.0 aktuális kutatásait a fémfeldolgozásban megerősítsék. Az úgynevezett »Lab Flexible Blechfertigung« keretében a TRUMPF és a Fraunhofer IPA munkatársai közösen dolgoznak az innovatív gyártástechnológiai megoldások kidolgozásán. Első startprojektekben az »Intralogisztika«, az »Szolgáltatásorientált gép« és az »Önvezérelt gyártás« területeit dolgozzák fel. A partnerség időtartama alatt a tartalom folyamatosan fejlődik, így rendszeresen új projekttémák jelennek meg.

Ulrich Schneider, a Fraunhofer IPA projektvezetője a AUTOMATICA kiállításon június 24-én 11:00 órakor számol be a közös együttműködésről. A »Üzleti modellekben gondolkodva, együttműködésekben cselekedve – a TRUMPF-tal való együttműködés példája az ipar 4.0 alkalmazási központjában« címmel tartott előadásában bemutatja a fent említett projektet, valamint az ipar 4.0 alkalmazási központját, amely a stuttgarti Fraunhofer-Institutszentrumben található, és valós gyártási környezetben teszteli a cyberfizikai rendszereket.

Információk a Fraunhofer IPA főstandjáról: A4 csarnok | 139 stand

Tervezett kiállítási tárgyak: Cloud Picking, Cloud Navigation, Ergonomia a munkahelyen, FlexNote, Intelligens szerelés, Intelligens munkadarab-vezető, Sense&Act, Smart Data, Rendszeroptimalizáció, Virtual Fort Knox.

További standok, ahol a Fraunhofer IPA részt vesz

SMErobotics – Rugalmas robotok középvállalatok számára, A4 csarnok | 13 stand

A Fraunhofer IPA koordinálja az európai »SMErobotics« kezdeményezést, amely nyolc robotrendszert mutat be három alkalmazási területen. A kiállítási tárgyak szemléltetik, hogy az intelligens robotok miként egyszerűsítik a kis- és közepes méretű gyártási folyamatokat, valamint a munkaerő-robot együttműködést. Ez azért lehetséges, mert a robotok költséghatékonyan telepíthetők, és az innovatív szoftvereknek köszönhetően intuitívan programozhatók és kezelhetők. Emellett a fejlett szenzorok gyors alkalmazkodást tesznek lehetővé az új termékváltozatokhoz, és robusztus módon kezelik a bizonytalanságokat és laza anyagokat. További információk: www.smerobotics.org.

LIAA – Ember-robot együttműködés az összeszerelésben, B4 csarnok | 402 stand

A »LIAA« EU-projekt keretében a Fraunhofer IPA kifejlesztett egy összeszerelő munkahelyet, ahol a munkás és a robot közösen dolgozhat. Egy új szoftvereszköz segítségével rendszerszerűen meghatározhatók a munkahely biztonsági intézkedései és ezek hatásai a gazdaságosságra. Ezáltal az MRK alkalmazások sokkal gyorsabban valósíthatók meg. További információk: www.project-leanautomation.eu.

Tervezés alatt és egyeztetésen: ReApp – A robotok alkalmazásával növelt termelékenység

A »ReApp« projektben a Fraunhofer IPA koordinálásával robotalkalmazások és egy egyszerű fejlesztői környezet jön létre, hogy a robotrendszerek gyorsabban és olcsóbban állíthatók legyenek be. A robotcellák újra konfigurálása vagy a folyamatparaméterek módosítása is könnyen elvégezhető a ReApp segítségével, így a vállalatok és különösen a középvállalatok rugalmasabban használhatják a robotokat. A projekt támogatását a Szövetségi Gazdasági és Energiaügyi Minisztérium biztosítja. További információk: www.reapp-projekt.de.