Mindenre kész fegyver gépek leállása ellen

Thomas Hilzbrich, Pablo Mayer és Felix Müller (balról jobbra) kifejlesztették a „Smarte Systemoptimierung”-t és megalapították a plus10 GmbH startupot. (Forrás: Fraunhofer IPA / Fotó: Rainer Bez)

A Fraunhofer IPA kutatócsoportja egy olyan elemzőeszközt fejlesztett ki, amely az öntanuló algoritmusoknak köszönhetően gyorsgyártó berendezések hibáit találja meg, segít a hibakeresésben és automatizált gép-benchmarkinget végez. Most pedig a tudósok önállóvá válnak ezzel a technológiával.

Elsősorban a gyógyszer- és fogyasztási cikkek ipara dolgozik kapitalintenzív gyártóberendezésekkel, és arra van szükségük, hogy a termelékenységet mindig maximalizálják. Ellenkező esetben költségnyomás és finanszírozási problémák fenyegetnek. A gyakorlat azonban azt mutatja: „Minél összetettebb a berendezés, annál alacsonyabb a termelékenység.” – foglalja össze Felix Müller, az autonóm gyártásoptimalizálás csoportvezetője a Fraunhofer IPA-nál. Emellett sok gyártóberendezés számos állomást foglal magába, és olyan gyorsan működik, hogy a hibák okai szabad szemmel nem láthatók.

A „Smart System Optimization” segítségével Müller és csapata ezért egy olyan elemzőeszközt fejlesztett ki, amely folyamatosan felismeri a hibákat és azok okait a gyorsgyártó, összekapcsolt berendezéseken: Egy erőteljes konnektor az adott gyártói protokollon keresztül magas frekvencián fér hozzá az adatokhoz a gépvezérlésben. Így folyamatos adatbázis jön létre, amelyet több öntanuló algoritmus értékel időben szinkronban. Ezek részletesen felismerik, hol vannak hibák a gyártási rendszerben, hogyan kapcsolódnak egymáshoz, és milyen prioritással kell őket javítani. Ezáltal gyorsabban lehet kijavítani vagy akár előre jelezni az olyan hibákat, amelyek a teljes rendszer kieséséhez vezetnek.

A rendszer folyamatosan tanul

Azonban nem mindig egyértelmű, mit kell tenni, ha egy hiba fenyegeti a bekövetkezését. Ehhez jönnek a berendezés következő üzenetei, amelyek még áttekinthetetlenebbé teszik a helyzetet a kezelő számára. Ezért Müller és csapata kifejlesztette a Shannon®-t, egy intelligens munkás-asszisztens rendszert összetett gyártóberendezésekhez, amely a „Smart System Optimization” alapjaira épül. Korábban gyakran a gépkezelők döntöttek arról, mit tegyenek a hiba kijavításához. Most azonban a hibás gép részletes, lépésről lépésre útmutatót küld a okostelefonra vagy tabletre. Az adatbázis és a zavarok és megoldások közötti összefüggések folyamatosan bővülnek a berendezés működése során.

Így a berendezéskezelők lehetőséget kapnak arra, hogy saját útmutatókat készítsenek például zavarok kijavítására. Ezek az útmutatók szöveg mellett képeket és videókat is tartalmazhatnak. Továbbá a kezelők visszacsatolást adhatnak a rendelkezésre álló információkról, amit a rendszer a további fejlesztéshez felhasznál. A kezelők aktívan ösztönözve vannak arra, hogy tudást osszanak meg, például a detektált, de ismeretlen események leírásában. Így idővel egy világosan érthető és folyamatosan összekapcsolt tudásbárány alakul ki, amely hibákból, eseményekből és megoldásokból áll. A Shannon® jelenleg tabletes és okostelefonos alkalmazásként működik több gyárban, és jelentősen lerövidítette a zavarok kijavításának idejét.

Hatékonyságnövekedés akár 18 százalékig

Az „Smart System Optimization” segítségével automatizált gép-benchmarking is végezhető: sok gyártócsarnokban számtalan azonos vagy hasonló gép áll, amelyek ugyanazt a feldolgozási ciklust hajtják végre. Például öntő-, nyomó-, vagy palást- és mélyhúzó gépek. Bár mind ugyanúgy felépítettek, egyesek lassabban működnek, mint mások. Ennek általában a kopás bizonyos alkatrészeken, a szenzorok eltérő működése, különböző szerszámbeállítások vagy anyageltérések az okai.

A gép-benchmarking során először meghatározzák egy gép teljes folyamatát, és felosztják egyedi lépésekre. Ezután a magas frekvenciájú konnektor a gépvezérlésen keresztül adatbázist hoz létre, amelyet egy gépi tanulási algoritmuscsomag értékel ki. Ez egyszerre történik az összes csatlakoztatott géppel, és virtuálisan egy ideális folyamatot hoz létre. A rendszer azonnal felismeri, ha egy gép lassabban működik a tervezettnél, és összekapcsolja ezt egy technikai okkal. A felhasználók így nemcsak a zavarokat tudják megelőzni, hanem az összekapcsolt gépek optimális ciklusidejét is elérhetik, a legjobb lépések összefűzésével. Ez a prototípusokban a ciklusidő 2 és 18 százalék közötti csökkenését eredményezte. Még a leggyorsabb gép is gyorsabb lehet. A rendszer mára egy folyamatosan tanuló szoftver, a Darwin nevet viseli.

A kutatók startupot alapítanak

Számos autóipari beszállítónál és egy öntőgépek gyártójánál már alkalmazzák a Darwin-t, az intelligens gép-benchmarkinget, még vállalaton belül is. A Shannon® már nagy autó- és gyógyszeripari vállalatoknál is használatban van. Ezért Felix Müller és két társalapítója, Thomas Hilzbrich és Pablo Mayer úgy döntöttek, hogy saját vállalkozásba fognak a „Smart System Optimization” segítségével. Startupjuk, a plus10 GmbH, jelenleg irodákat tart fenn Stuttgartban és Augsburgban, és hamarosan megkezdi működését.