Technológiák a gyártás hatékonyságának növeléséhez

A FabOS egy nyílt, elosztott, valós idejű és biztonságos operációs rendszert hoz létre az egész gyár számára. © Stuttgart Egyetem IFF/Fraunhofer IPA, Fotó: Rainer Bez, Heike Quosdorf

A DryClean-CAPE® száraz tisztatéri sátor nemcsak egy tiszta gyártási környezetet teremt, hanem egyidejűleg nagyon alacsony páratartalmú környezetet is. © Fraunhofer IPA

»DesignChain« a technikai megrendelés feldolgozásának folyamatos digitalizálása és automatizálása – a megrendeléstől a késztermékig. © Fraunhofer IPA/Fotó: Rainer Bez

Bármilyen új technológiát is kívánnak bevezetni egy vállalatnál – a változás csak akkor lesz sikeres, ha azt előzetesen stratégiailag megtervezték és szervezetileg megvalósították. © Fraunhofer IPA/Kép: Rainer Bez

A Hannover Messe április 17. és 21. között a klíneutral és hálózatba kötött ipar technológiáival foglalkozik. Mivel a digitalizáció a termelésben sok területen növeli a hatékonyságot, és a hatékonyság kulcsfontosságú a fenntarthatóság növelésében, a Fraunhofer IPA olyan technológiákat mutat be, amelyek energiát és erőforrásokat takarítanak meg.

A klímaváltozás, az energiahiány, a megszakadt ellátási láncok, a szakemberhiány: az ipar óriási kihívások előtt áll. A „Industrial Transformation – Making the Difference” címet viselő fő témával a Hannover Messe április 17. és 21. között hálózatba kötött és klímen-neutral ipar technológiáit mutatja be. A 16. csarnok A12 standján a Fraunhofer-Gesellschaft több mint 900 négyzetméteren számos olyan technológiát mutat be, amelyek hozzájárulnak a fenntartható értékteremtéshez.

A Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA nemcsak a Fraunhofer-Gesellschaft közös standjánál van jelen kiállítási tárgyakkal, hanem emellett a 15. csarnok A06 standjánál az Industrie 4.0 szövetség standjánál, valamint a „FabOS” kutatási projekt standjánál a 15. csarnokban, H07 standnál is. Mit lehet ott látni – összefoglaló:

Everything as a Service: A gyártók szolgáltatókká válnak

Nem kell gépeket vásárolni ahhoz, hogy használni tudjuk őket. Ugyanígy maradhatnak a gyártó tulajdonában, és a felhasználó havonta fizet egy összegben a használatért. Vagy pedig a gyártott darabszám szerint számláznak. A vállalatoknak nem kell többé hatalmas összegeket beruházni a gyártási eszközökbe, hanem azonnal megkezdhetik a gyártást. És a gépgyártóknak élénk érdekeltségük lehet abban, hogy gépeiket minél hosszabb ideig működőképesen tartsák.

Ilyen újszerű üzleti modellek folyamatos adatcserén alapulnak a vállalati határokon túl. Így a gyártók nemcsak szolgáltatókká válnak, hanem minden folyamat egy gyárban szolgáltatásként értelmezhető: Everything as a Service (XaaS). Milyen feltételeknek kell megfelelniük ahhoz, hogy ezek az adat-alapú üzleti modellek gazdaságilag és technikailag megvalósíthatók legyenek, erről szakemberek a Fraunhofer IPA-tól közösen a nagy kutatási projektben, az „X-Forge”-ban egyeztetnek. A Hannover Messe-n a konzorciumi partnerek képviselői részletesen bemutatják a négy X-Forge projektet, és ismertetik a legfrissebb kutatási és projekt eredményeket.

A XaaS a Industrie 4.0 szövetség standján található: 15. csarnok, A06 stand.

„PAIRS” kutatási projekt: Korai felismerés és reziliencia növelése

Ha a vállalatok csak akkor reagálnak egy válságra, amikor annak hatásai már érzékelhetők, akkor késő van. Jobb lenne, ha a megfelelő ellenintézkedéseket már akkor megkezdenék, mielőtt egy sürgősen szükséges nyersanyag késve vagy egyáltalán nem érkezik meg. Pontosan ezt szeretnék a Fraunhofer IPA Gyártástervezés és Gyártásmenedzsment osztályának tudósai lehetővé tenni. A „Privacy-Aware, intelligent and Resilient Crisis Management” (PAIRS) kutatási projektben egy olyan válságkezelő platformot fejlesztenek, amely már a kialakulás szakaszában azonosítja a zavarokat, és adat-alapú javaslatokat kínál a teendőkre.

Ehhez a mesterséges intelligencia (MI) egyrészt nyilvánosan hozzáférhető adatokat értékel: Mely utcákon torlódik most a forgalom? Mely kikötők vannak blokkolva? Hol fenyegetnek viharok? Hol történtek földrengések, vulkánkitörések vagy más természeti katasztrófák? Hogyan alakulnak egyes nyersanyagárak a tőzsdén? Másrészt az MI hozzáfér a vállalati adatokhoz, például egy adott beszállító szállítási megbízhatóságához. Amint az MI arra a következtetésre jut, hogy a szállítási láncban zavarok várhatók, a algoritmusok javaslatokat tesznek a megfelelő ellenintézkedésekre, például a beszállító cseréjére vagy egy másik, hasonló nyersanyag megrendelésére. Ez növeli egy vállalat rezilienciáját.

A PAIRS platform már elkészült moduljainak egy részét bemutatja a kutatócsoport a Hannover Messe-en, betekintést nyújtva eddigi munkájába. A bemutató a Fraunhofer-Gesellschaft közös standján látható: 16. csarnok, A12 stand.

DesignChain: Digitalizáció és automatizálás a megrendelésfeldolgozásban

A gyártásnak személyre szabott termékeket kell költséghatékonyan és egyre rövidebb idő alatt előállítania. Ahhoz, hogy e feltételek mellett is versenyképes maradjon a globális piacon, ajánlott a „DesignChain”, azaz a technikai megrendelésfeldolgozás folyamatos digitalizációja és automatizálása – a megrendeléstől a kész termékig.

Hogyan működik mindez, azt egy Timo Denner vezette kutatócsoport mutatja be a Fraunhofer IPA Gyártástervezés és Gyártásmenedzsment osztályánál. A kiállítás látogatói konfigurálhatnak náluk egy egyedi terméket, amelyet később CAD-modellé alakítanak, gyártásra kész szimulációt végeznek, majd 3D nyomtatón készítik el.

A DesignChain a Fraunhofer-Gesellschaft közös standjánál található: 16. csarnok, A12 stand.

DryClean-CAPE®: A mobil száraz tisztatér

A személyre szabott termékek, a csökkenő szériák, a növekvő variációk és a gyorsan szükséges folyamat- vagy gyártási környezetek idején a helyhez kötött tisztaterek gyakran nem a leghatékonyabb megoldások a beruházási és működési költségek, valamint a rendelkezésre állási idő szempontjából. Egy Udo Gommel vezette kutatócsoport, a Fraunhofer IPA Reinst- és Mikrotermelés osztályának vezetője ezért kifejlesztett egy mobil tisztatér-rendszert, a CAPE® (Clean And Protective Environment), amely ISO-1-től 9-ig terjedő levegőtisztaságot biztosít. Pont úgy, mint egy sátor a kempinghelyen, a CAPE® körülbelül fél óra alatt felállítható és üzembe helyezhető.

Az elmúlt években a tudósok a CAPE®-t egy egész termékcsaláddá bővítették. A legújabb családtag a DryClean-CAPE®, amely nemcsak tiszta gyártási környezetet teremt, hanem egyidejűleg nagyon alacsony páratartalmat is, például -50°C harmatponttal. Különösen az akkumulátorgyártásban és az autóiparban, de a légi- és űriparban is ez a tényező döntő szerepet játszik a termékminőség szempontjából.

A DryClean-CAPE® megtekinthető a Fraunhofer-Gesellschaft közös standjánál: 16. csarnok, A12 stand.

FabOS: A gyár operációs rendszere

A gyártási informatikai rendszer sok esetben különböző gyártók rendszereiből áll, és ez nehezen kezelhető. Segítséget jelentene egy gyártási operációs rendszer, amelyet a Fraunhofer IPA tudósai jelenleg fejlesztenek 23 más kutatóintézettel, egyetemmel és céggel együttműködve. A FabOS névre hallgat, és hasonló lesz a számítógépek vagy okostelefonok operációs rendszeréhez, platformként szolgálva gépek, infrastruktúra és MI-szolgáltatások számára.

A Hannover Messe-en a projektpartnerek tizenegy kiállítási tárgyat mutatnak be, amelyek különböző aspektusait ismertetik a nyílt, elosztott, valós idejű és biztonságos operációs rendszernek, a FabOS-nak. Felix Spenrath, a Fraunhofer IPA Robotika és Segédberendezések osztályáról például egy robotot mutat be, amely önállóan felismeri a fémlemezeket és kiveszi azokat egy dobozból. Az alkalmazott MI-módszereket szimulációval tanítják, így nem szükséges manuális szakértői konfiguráció. Emellett a kiállítási tárgy tartalmaz egy technológiát a projektpartner Compaile-tól, amely összehasonlítja és azonosítja a betöltött alkatrészeket, amikor egy új dobozt tölt be a rendszer, a beépített tervrajzok alapján. A rendszer tehát nem igényel minden új alkatrész külön tréninget. Végül egy robot veszi ki az alkatrészeket, és helyesen helyezi el őket.

A FabOS saját standdal rendelkezik: 15. csarnok, H07 stand.

Technological Business Excellence: Jól megtervezve már fél siker

Legyen szó új üzleti modellről, gyártási operációs rendszerről vagy a technikai megrendelésfeldolgozás folyamatos digitalizációjáról és automatizálásáról: bármilyen új technológia bevezetése egy vállalatnál csak akkor lesz sikeres, ha azt stratégiailag megtervezték és szervezetileg is megvalósították. A Fraunhofer IPA kutatócsoportja szívesen segít a megfelelő stratégia és a leghatékonyabb szervezeti forma megtalálásában.

A Hannover Messe-en a csapat bemutatja projektjeit az üzleti modellfejlesztés és innováció területén: 16. csarnok, A12 stand.