Van mobiele reinruimtes en gepersonaliseerde strand slippers

Met CAPE® hebben wetenschappers van het Fraunhofer IPA een mobiel, tentachtig cleanroomsysteem ontwikkeld dat in minder dan een uur kan worden opgebouwd. (© Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez) / CAPE® is een mobiel, tentachtig cleanroomsysteem ontwikkeld door wetenschappers van het Fraunhofer IPA dat binnen minder dan een uur in elkaar gezet kan worden. (© Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez)

Het deels geautomatiseerde montagehulpstuk MonSiKo herkent dankzij intelligente algoritmen en krachtige 3D-sensoren welke werkstap op dat moment wordt uitgevoerd en grijpt in bij fouten. (© Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez) / Dankzij zijn slimme algoritmen en krachtige 3D-sensoren kan dit deels geautomatiseerde montagehulpstuk herkennen welke stap van de procedure wordt uitgevoerd en ingrijpen wanneer een fout optreedt. (© Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez)

In het project SeRoNet ontstaat een online bemiddelingsplatform waarop componentenfabrikanten en systeemintegrators oplossingen ontwikkelen en aanbieden. (© Hochschule Ulm/Foto: Dennis Stampfer) / Het SeRoNet-project bestaat uit een online tussenplatform waar componentenfabrikanten en systeemintegrators oplossingen ontwikkelen. (© Hochschule Ulm/Foto: Dennis Stampfer)

Een halfautomatische montagestraat voor kunststof-olifanten of gepersonaliseerde slippers zelf maken met een robot: Het Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA is dit jaar op verschillende stands aanwezig op de Hannover Messe met diverse exposities.

Op in totaal vijf stands in drie verschillende beurshallen zijn er op de Hannover Messe exposities van het Fraunhofer IPA te ontdekken. Allen bieden antwoorden op de grote vragen die de maatschappelijke megatrend »Mass Personalization«, de massale productie van individuele producten, oproept: Hoe kunnen bedrijven hun producten in steeds kleinere aantallen en met een groter variëteitsaanbod kosteneffectief produceren? Hoe kan de productie in korte tijd worden omgesteld? Hoe kunnen fouten en machine-uitval worden voorkomen? Hoe kunnen mens en machine effectief samenwerken?

Cleanroom om mee te nemen

Met CAPE® hebben wetenschappers van het Fraunhofer IPA een mobiel, tentachtig cleanroomsysteem ontwikkeld dat in minder dan een uur zowel binnen als in weersbestendige buitenruimtes kan worden opgebouwd. CAPE® beschermt gevoelige producten tijdens het productieproces, maar ook bij het voorkomen van kruiscontaminatie. Daarnaast kunnen installaties en producten onder de behuizing worden gesteriliseerd. Met de »Cleanroom on Demand« krijgen fabrikanten die contaminatievrij moeten produceren, maar geen permanente steriele en schone omgeving nodig hebben, nu een mobiele, contaminatievrije productieruimte die luchtkwaliteiten van ISO-klasse 1 tot 9 mogelijk maakt.

De toepassingsmogelijkheden van het lichte gewicht zijn veelzijdig: het is geschikt voor gebruik in de chipproductie, medische technologie, voedingsindustrie of satellietmontage. Ook de automobielsector profiteert van de compacte »Cleanroom on Demand«, bijvoorbeeld in de productie van batterijcellen of brandstofcellen.

»CAPE® kan zelfs in crisisgebieden worden ingezet, bijvoorbeeld om een schone en steriele omgeving te bieden wanneer er ter plaatse geen operatiekamer aanwezig is«, zegt Udo Gommel, hoofd van de afdeling Reinst- und Mikroproduktion bij het Fraunhofer IPA.

Hand in hand met de robot: zo wordt een schoen gemaakt

Massaproductie was gisteren: de industrie moet al jaren in steeds kleinere aantallen produceren en tegelijkertijd producten met een groter variëteitsaanbod voortbrengen. Het resultaat van deze ontwikkeling is de »Mass Personalization«, de massale productie van gepersonaliseerde producten. Dankzij steeds betere sensoren krijgt ook de mens-robot samenwerking steeds meer voet aan de grond in de fabrieken: mens en machines werken hand in hand en brengen elk hun sterke punten in.

Op de Hannover Messe combineert het Reutlinger Zentrum Industrie 4.0, een samenwerking van de twee Fraunhofer-instituten IPA en IAO en de ESB Business School aan de Hochschule Reutlingen, beide trends in één expo: bezoekers kunnen samen met een collaboratieve robot gepersonaliseerde slippers maken. Aan een configurator stellen ze de verschillende componenten samen volgens hun persoonlijke voorkeuren, geven ze hun schoenmaat door en maken ze vervolgens de slippers hand in hand met de robot.

Halfautomatisch montagehulpsysteem

In de montage zijn er tot op heden veel taken die om technische of economische redenen handmatig moeten worden uitgevoerd. Om de arbeiders te ondersteunen bij deze repetitieve, lichamelijk belastende taken en om te voorkomen dat fouten insluipen, heeft het Fraunhofer IPA samen met vier industriële partners een »Adaptief Montageassistenz- en Interaktionssystem mittels 3D-Szenenanalyse und intuitiver Mensch-Technik-Kommunikation« (MonSiKo) ontwikkeld.

Dit halfautomatische montagehulpsysteem herkent dankzij intelligente algoritmen en krachtige 3D-sensoren welke werkstap op dat moment wordt uitgevoerd en grijpt in bij fouten. Als de arbeider het verkeerde onderdeel pakt, gaat er een rood licht branden. »De mens behoudt daarbij de controle«, zegt Christian Jauch van de afdeling Beeld- en Signaalverwerking bij het Fraunhofer IPA. »Wil hij de werkvolgorde variëren, dan wordt hij niet door het assistentiesysteem belemmerd.« Via een aanraakscherm krijgt de arbeider een gedetailleerde instructie; met een veegbeweging kan hij de volgende stap laten zien. Hierdoor worden ook nieuwe processen eenvoudiger te leren. Als alternatief voor bediening via het aanraakscherm begrijpt MonSiKo spraakopdrachten zoals »door« of »klaar« en geeft de informatie op het scherm weer als spraakbericht.

Bezoekers van de Hannover Messe kunnen het MonSiKo-demonstratiemodel zelf uitproberen. Onder begeleiding assembleren ze een kleine kunststof olifant, bestaande uit drie verschillende componenten. Deze worden ultrasoon gelast, voordat een robotarm de olifant naar een akoestische sensor leidt en schudt. Als hij geen gekletter waarneemt, is alles correct samengesteld en gelast.

SeRoNet – het servicrobotennetwerk

Het doel van het samenwerkingsproject SeRoNet is om commerciële oplossingen voor servicrobotica efficiënter en sneller op de markt te brengen. Hiervoor wordt een online bemiddelingsplatform ontwikkeld, waar componentenfabrikanten en systeemintegratoren oplossingen kunnen ontwikkelen en aanbieden voor problemen van eindgebruikers. Door alle actoren via het platform te laten samenwerken en door hardware en software te bieden met uniforme interfaces volgens Industrie 4.0, kunnen zonder veel iteraties toepassingsgerichte robotsystemen worden gerealiseerd.

Hoe deze samenwerkingsontwikkeling volgens SeRoNet eruit kan zien en hoe eenvoudig het is om complete oplossingen met de SeRoNet-tools uit modulaire bouwstenen samen te stellen en aan te passen, toont SeRoNet op de Hannover Messe aan de hand van een vereenvoudigde logistieke taak. Belangrijke exposities zijn de softwaretools voor component- en systeembouw en het SeRoNet-bemiddelingsplatform, waarmee aanbieders en gebruikers van servicetoepassingen in de toekomst projectmatig kunnen specificeren en uitvoeren. Bezoekers kunnen de softwaretools en het platform live uitproberen aan twee terminals en de grafische gebruikersinterfaces ervaren waarmee ze toepassingsspecifieke componenten kunnen samenstellen voor complete systemen.

Een platform leeft ervan dat veel actoren het gebruiken. SeRoNet plant daarom nog voor de zomer van dit jaar een openbare oproep, waarmee geïnteresseerden een subsidie kunnen krijgen voor deelname aan het platform. Componentenfabrikanten krijgen hiermee een nieuwe verkoopmogelijkheid, systeemintegratoren winnen klanten voor hun diensten en eindgebruikers ontvangen kant-en-klare servicetoepassingen. Het project realiseert zelf drie pilotdemonstrators met de SeRoNet-technologieën: een orderpick-robot voor de farmaceutische industrie, een intelligente transportwagen in het ziekenhuis die verzorgingsbenodigdheden op maat levert, en een flexibele assemblagelijn waarin met behulp van modulaire robots flexibel geautomatiseerde en handmatige taken kunnen worden gecombineerd.

RoboPORT – platform voor de »Co-Creation« van servicetoepassingen

RoboPORT is een interdisciplinaire ontwikkelaarsplatform dat de ontwikkeling van servicetoepassingen mogelijk maakt door crowd-engineering. Voor particulieren tot en met commerciële ontwikkelaars biedt het platform de mogelijkheid om via een collaboratieve ontwikkelingsaanpak innovaties te genereren en deze effectief om te zetten in prototypes. Bedrijven kunnen het platform vooral gebruiken om dat de community ideeën voor robottoepassingen genereert en conceptuele oplossingen tot en met prototypes ontwikkelt en valideert. Hiervoor biedt RoboPORT een pool van talenten die direct projectgericht inzetbaar zijn voor engineering-processen. Op de Hannover Messe toont RoboPORT twee voorbeelden van open-sourceprojecten die met behulp van het platform worden voortgestuwd: enerzijds het mobiele robotplatform »rob@work [mini]« en anderzijds de humanoïde robot »Roboy«.

Op het RoboPORT-platform kunnen servicetoepassingsprojecten de volledige ontwerp- en ontwikkelingscyclus doorlopen. Crowd-engineering en co-creatie maken ideeën, technologieën en experts voor elk project beschikbaar, wat de ontwikkeling van robotinnovaties versnelt. Tot 2020 moet een webplatform voor robotprojecten met ontwikkeltools, een bibliotheek voor open-source robotica en projectmanagementtools gereed zijn, waarop alle actoren gezamenlijk kunnen werken.

Fraunhofer-initiatie Smart Maintenance

Innovatieve producten, efficiënte processen en soepele productieprocessen in complexe systemen zijn het antwoord op toenemende klanteneisen. Een sleutelrol hierin speelt het onderhoud, dat dankzij onderling verbonden machines, sensoren en kunstmatige intelligentie fouten kan detecteren voordat ze ontstaan en zo kostbare uitval kan voorkomen.

Voor de kennisoverdracht van toegepast onderzoek naar de industrie hebben het Fraunhofer IPA en acht andere instituten vorig jaar de Fraunhofer-initiatie Smart Maintenance opgezet. Gepland zijn workshops en gezamenlijke onderzoeksprojecten. Op de beursstand van het Fraunhofer Verbund Produktion presenteert de initiatief zich. Met een quizwedstrijd brengen de onderzoekers de beursbezoekers op speelse wijze dichter bij het thema Smart Maintenance.