O mobilnych pomieszczeniach higienicznych i spersonalizowanych klapkach plażowych

Mit CAPE® haben Wissenschaftler vom Fraunhofer IPA ein mobiles, zeltähnliches Reinraumsystem entwickelt, das sich in weniger als einer Stunde aufbauen lässt. (© Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez) / CAPE® to mobilny, namiotopodobny system czystego pomieszczenia opracowany przez naukowców z Fraunhofer IPA, który można złożyć w mniej niż godzinę. (© Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez)

System częściowo zautomatyzowanej asysty montażowej MonSiKo rozpoznaje dzięki inteligentnym algorytmom i wydajnym czujnikom 3D, jaki etap pracy jest właśnie wykonywany i interweniuje w przypadku błędów. (© Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez) / Dzięki swoim inteligentnym algorytmom i mocnym czujnikom 3D, ten częściowo zautomatyzowany system asysty montażowej potrafi rozpoznać, który etap procedury jest w trakcie realizacji i interweniować w przypadku wystąpienia błędu. (© Fraunhofer IPA/Photo: Rainer Bez)

W projekcie SeRoNet powstaje platforma internetowa pośrednicząca, na której producenci komponentów i integratorzy systemów opracowują rozwiązania. (© Hochschule Ulm/Foto: Dennis Stampfer) / Projekt SeRoNet składa się z internetowej platformy pośredniczącej, na której producenci komponentów i integratorzy systemów opracowują rozwiązania. (© Hochschule Ulm/Foto: Dennis Stampfer)

Tworzenie własnych plastikowych słoni lub spersonalizowanych klapek do plaży na częściowo zautomatyzowanym stanowisku montażowym: Instytut Fraunhofera ds. Technologii Produkcji i Automatyzacji IPA bierze udział w tegorocznej Hannoner Messe z różnorodnymi eksponatami na wielu stoiskach.

Na łącznie pięciu stoiskach w trzech różnych halach targowych można odkryć eksponaty od Fraunhofer IPA. Wszystkie odpowiadają na wielkie pytania, które postawił społeczny megatrend „Mass Personalization”, czyli masowa produkcja indywidualnych wyrobów: Jak firmy mogą produkować swoje wyroby w coraz mniejszych seriach i przy coraz większej różnorodności wariantów, przy zachowaniu niskich kosztów? Jak można szybko zmienić linię produkcyjną? Jak unikać błędów i awarii maszyn? Jak skutecznie współpracować człowiek z maszyną?

Cleanroom do zabrania

Za pomocą CAPE® naukowcy z Fraunhofer IPA opracowali mobilny system czystego pomieszczenia przypominający namiot, który można zbudować w mniej niż godzinę zarówno w pomieszczeniach zamkniętych, jak i na zewnątrz w warunkach chronionych przed warunkami atmosferycznymi. CAPE® chroni wrażliwe produkty podczas procesu produkcji, ale także podczas zapobiegania zanieczyszczeniom krzyżowym. Ponadto można sterylizować urządzenia i produkty pod osłoną. Dzięki „Reinraum on Demand” producenci, którzy muszą produkować bez zanieczyszczeń, ale nie potrzebują stałej sterylnej i czystej przestrzeni, otrzymują mobilne, wolne od zanieczyszczeń środowisko produkcyjne, umożliwiające uzyskanie czystości powietrza od klasy ISO 1 do 9.

Zastosowania lekkiego systemu są bardzo różnorodne: nadaje się do produkcji układów scalonych, technologii medycznej, przemysłu spożywczego czy montażu satelitów. Również branża motoryzacyjna korzysta z kompaktowego „Reinraum on Demand”, na przykład w produkcji ogniw baterii lub ogniw paliwowych.

„CAPE® można używać nawet w regionach dotkniętych kryzysami, na przykład aby zapewnić czyste i sterylne środowisko, gdy na miejscu nie ma sali operacyjnej”, mówi Udo Gommel, kierownik działu Reinst- und Mikroproduktion w Fraunhofer IPA.

Ręka w rękę z robotem: tak powstaje but

Masowa produkcja to przeszłość: od lat przemysł musi produkować w coraz mniejszych seriach i jednocześnie oferować produkty o coraz większej różnorodności. Wynikiem tego rozwoju jest „Mass Personalization”, czyli masowa produkcja spersonalizowanych wyrobów. Dzięki coraz lepszym czujnikom, współpraca człowiek-robot w hali produkcyjnej staje się coraz bardziej powszechna: człowiek i maszyny pracują ramię w ramię, korzystając z własnych mocnych stron.

Na Hannover Messe centrum Industrie 4.0 z Reutlingen, kooperacja dwóch instytutów Fraunhofer IPA i IAO oraz ESB Business School na Hochschule Reutlingen, łączy oba trendy w jednym eksponacie: odwiedzający stoisko mogą wspólnie z robotem współpracującym wyprodukować spersonalizowane klapki do plaży. Za pomocą konfiguratora wybierają poszczególne elementy według własnych preferencji, podają swój rozmiar buta i następnie ręka w rękę z robotem wykonują produkt.

Wspomaganie montażu częściowo zautomatyzowanym systemem

W montażu wciąż jest wiele zadań, które z powodów technicznych lub ekonomicznych muszą być wykonywane ręcznie. Aby wspierać pracowników przy tych powtarzalnych, obciążających fizycznie zadaniach i unikać błędów, Fraunhofer IPA wraz z czterema partnerami przemysłowymi opracowali „Adaptacyjny system wsparcia montażu i interakcji za pomocą analizy scen 3D i intuicyjnej komunikacji człowiek-technika” (MonSiKo).

Ten częściowo zautomatyzowany system rozpoznaje dzięki inteligentnym algorytmom i wydajnym czujnikom 3D, jaki etap pracy jest właśnie wykonywany i interweniuje w przypadku błędów. Jeśli pracownik sięga po niewłaściwy element, zapala się czerwone światło. „Przy tym człowiek zachowuje kontrolę”, mówi Christian Jauch z działu przetwarzania obrazów i sygnałów w Fraunhofer IPA. „Jeśli chce zmienić przebieg pracy, system wsparcia mu na to nie przeszkadza.” Za pomocą ekranu dotykowego pracownik otrzymuje szczegółowe instrukcje; jednym ruchem palca może wyświetlić kolejny krok. Dzięki temu łatwiej jest nauczyć się nowych procesów. Alternatywnie do sterowania ekranem dotykowym, MonSiKo rozpoznaje polecenia głosowe, takie jak „dalej” lub „gotowe”, i wyświetla informacje na ekranie jako komunikaty głosowe.

Uczestnicy Hannover Messe mogą samodzielnie wypróbować MonSiKo na demonstratorze. Pod nadzorem składają małego plastikowego słonia, składającego się z trzech różnych elementów. Są one ultradźwiękowo zgrzewane, a następnie robot prowadzi słonia do czujnika akustycznego i potrząsa nim. Jeśli nie usłyszy stukotu, oznacza to, że wszystko zostało poprawnie złożone i zgrzane.

SeRoNet – sieć robotów serwisowych

Efektywniejsze i szybsze wprowadzenie na rynek rozwiązań robotyki serwisowej: to cel projektu SeRoNet. Tworzona jest platforma internetowa, na której producenci komponentów i integratorzy systemów mogą opracowywać i dostarczać rozwiązania dla problemów użytkowników końcowych. Dzięki współpracy wszystkich uczestników na platformie i standaryzacji interfejsów sprzętowych i programowych w duchu Industrie 4.0, możliwe jest tworzenie systemów robotów dostosowanych do konkretnych zastosowań bez wielu iteracji.

Jak może wyglądać ta kooperacyjna metoda rozwoju w ramach SeRoNet i jak łatwo można łączyć i modyfikować rozwiązania w przyszłości za pomocą narzędzi SeRoNet z modułowych elementów, pokazuje SeRoNet na Hannover Messe na przykładzie uproszczonego zadania logistycznego. Kluczowe eksponaty to narzędzia programowe do rozwoju komponentów i systemów oraz platforma pośrednictwa SeRoNet, na której przyszli dostawcy i użytkownicy rozwiązań robotów serwisowych mogą wspólnie określać i realizować projekty. Odwiedzający mogą na żywo wypróbować narzędzia programowe i platformę na dwóch terminalach oraz doświadczyć graficznych interfejsów użytkownika, za pomocą których mogą komponować rozwiązania dostosowane do konkretnych potrzeb.

Platforma opiera się na zasadzie, że z niej korzysta wiele podmiotów. SeRoNet planuje jeszcze na lato tego roku ogłoszenie publicznego konkursu, w którym zainteresowani mogą uzyskać dofinansowanie na udział w platformie. Dla producentów komponentów będzie to nowa możliwość sprzedaży, integratorzy systemów zdobędą klientów dla swoich usług, a użytkownicy końcowi otrzymają gotowe rozwiązania robotów serwisowych. Projekt realizuje trzy pilotażowe demonstratory z technologiami SeRoNet: robot do kompletacji w przemyśle farmaceutycznym, inteligentny wózek transportowy w szpitalu, który dostarcza artykuły higieniczne zgodnie z potrzebami, oraz elastyczna linia montażowa, w której za pomocą modułowych robotów można elastycznie łączyć automatyczne i ręczne czynności.

RoboPORT – platforma do „Co-Creation” robotów serwisowych

RoboPORT to interdyscyplinarna platforma deweloperska, umożliwiająca rozwój robotyki serwisowej poprzez Crowd-Engineering. Dla prywatnych i komercyjnych deweloperów platforma służy do generowania innowacji w ramach wspólnego rozwoju i skutecznej realizacji prototypów. Firmy mogą korzystać z platformy szczególnie wtedy, gdy społeczność generuje pomysły na zastosowania robotów i tworzy koncepcyjne rozwiązania aż do poziomu prototypu i ich weryfikacji. RoboPORT oferuje pulę talentów, które są gotowe do natychmiastowego zaangażowania w procesy inżynieryjne. Na Hannover Messe RoboPORT prezentuje dwa przykłady projektów open-source, które są rozwijane za pomocą platformy: mobilną platformę robotów „rob@work [mini]” i humanoidalnego robota „Roboy”.

Na platformie RoboPORT projekty robotyki serwisowej mogą przejść cały proces projektowania i rozwoju. Crowd-Engineering i Co-Creation zapewniają dostępność pomysłów, technologii i ekspertów dla każdego projektu, co przyspiesza rozwój innowacji w robotyce. Do 2020 roku ma powstać platforma internetowa z narzędziami deweloperskimi, biblioteką open-source dla robotyki oraz narzędziami do zarządzania projektami, na której wszyscy uczestnicy będą mogli wspólnie pracować.

Fraunhofer-Inicjatywa Smart Maintenance

Innowacyjne produkty, efektywne procesy i płynne przebiegi produkcji w złożonych systemach to odpowiedź na rosnące wymagania klientów. Kluczową rolę odgrywa w tym konserwacja, która dzięki połączonym maszynom, czujnikom i sztucznej inteligencji potrafi wykrywać błędy zanim one wystąpią, unikając kosztownych awarii.

W celu transferu wiedzy z badań stosowanych do przemysłu, Fraunhofer IPA i osiem innych instytutów w ubiegłym roku uruchomiły inicjatywę Fraunhofer Smart Maintenance. Planowane są warsztaty i wspólne projekty badawcze. Na stoisku Fraunhofer-Verbund Produktion prezentowana jest ta inicjatywa. Za pomocą quizu naukowcy wprowadzają odwiedzających targi w tematykę Smart Maintenance w sposób przystępny i angażujący.