Technologien für mehr Effizienz in der Produktion

Z FabOS powstaje otwarty, rozproszony, zdolny do pracy w czasie rzeczywistym i bezpieczny system operacyjny dla całej fabryki. © Uniwersytet w Stuttgarcie IFF/Fraunhofer IPA, zdjęcie: Rainer Bez, Heike Quosdorf

Namiot suchy pokój czyszczący DryClean-CAPE® zapewnia nie tylko czyste środowisko produkcyjne, ale jednocześnie także o bardzo niskiej wilgotności powietrza. © Fraunhofer IPA

«DesignChain» to ciągła cyfryzacja i automatyzacja realizacji zamówień technicznych – od zamówienia do gotowego produktu. © Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez

Którakolwiek nowa technologia ma być wdrożona w przedsiębiorstwie – transformacja odniesie sukces tylko wtedy, gdy zostanie najpierw zaplanowana strategicznie i zorganizowana. © Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez

Hannover Messe od 17 do 21 kwietnia zajmuje się technologiami dla klimatycznie neutralnej i połączonej przemysłu. Ponieważ cyfryzacja produkcji w wielu obszarach zwiększa efektywność, a efektywność jest kluczem do większej zrównoważoności, Fraunhofer IPA prezentuje technologie oszczędzające energię i zasoby.

Zmiany klimatyczne, niedobór energii, przerwane łańcuchy dostaw, brak wykwalifikowanych pracowników: przemysł stoi przed ogromnymi wyzwaniami. Pod hasłem przewodnim „Transformacja przemysłowa – Robimy różnicę” Hannover Messe od 17 do 21 kwietnia prezentuje technologie dla połączonego i klimatycznie neutralnego przemysłu. W hali 16, stoisko A12, Gesellschaft Fraunhofer prezentuje na ponad 900 metrach kwadratowych liczne technologie przyczyniające się do zrównoważonego tworzenia wartości.

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA nie tylko prezentuje eksponaty na wspólnym stoisku Gesellschaft Fraunhofer, ale także na stoisku Allianz Industrie 4.0 w hali 15, stoisko A06, oraz na stoisku projektu badawczego „FabOS” w hali 15, stoisko H07. Co można tam zobaczyć – przegląd:

Everything as a Service: producenci stają się dostawcami usług

Nie trzeba kupować maszyn, aby móc z nich korzystać. Mogą one pozostać własnością producenta, a użytkownik płaci miesięczną stałą opłatę za korzystanie. Albo rozlicza się na podstawie wyprodukowanej ilości. Firmy nie muszą już inwestować ogromnych sum w środki produkcji, mogą od razu rozpocząć produkcję. A producenci maszyn mają żywe zainteresowanie, aby utrzymać swoje maszyny w jak najdłuższym stanie użyteczności.

Takie nowatorskie modele biznesowe opierają się na ciągłej wymianie danych ponad granicami przedsiębiorstw. W ten sposób producenci stają się nie tylko dostawcami usług, ale wszystkie procesy w hali produkcyjnej można traktować jako pojedyncze usługi: Everything as a Service (XaaS). Jakie warunki muszą być spełnione, aby te oparte na danych modele biznesowe były opłacalne i technicznie wykonalne, wyjaśniają eksperci z Fraunhofer IPA wspólnie z przemysłem w dużym projekcie badawczym „X-Forge”. Na Hannover Messe przedstawiciele partnerów konsorcjum szczegółowo zaprezentują cztery projekty X-Forge i przedstawią najnowsze wyniki badań i projekty.

XaaS można znaleźć na stoisku Allianz Industrie 4.0: hala 15, stoisko A06.

Projekt badawczy „PAIRS”: Wczesne wykrywanie kryzysów i zwiększanie odporności

Jeśli firmy reagują na kryzys dopiero wtedy, gdy jego skutki są już odczuwalne, jest za późno. Lepszym rozwiązaniem byłoby podjęcie odpowiednich działań jeszcze przed tym, gdy konieczny surowiec zostanie dostarczony z opóźnieniem lub wcale. Dokładnie to chcą umożliwić naukowcy z działu planowania fabryk i zarządzania produkcją w Fraunhofer IPA. W ramach projektu badawczego „Privacy-Aware, intelligent and Resilient Crisis Management” (PAIRS) rozwijają platformę do zarządzania kryzysowego, która identyfikuje zakłócenia już na etapie ich powstawania i dostarcza zalecenia oparte na danych.

W tym celu sztuczna inteligencja (SI) analizuje z jednej strony publicznie dostępne dane: na jakich ulicach obecnie jest korek? Jakie porty są zablokowane? Gdzie zagrażają burze? Gdzie doszło do trzęsień ziemi, wybuchów wulkanów lub innych katastrof naturalnych? Jak rozwijają się ceny niektórych surowców na giełdzie? Z drugiej strony SI korzysta z danych finansowych przedsiębiorstw, na przykład z terminowości dostaw od konkretnego dostawcy. Gdy SI wywnioskuje, że można się spodziewać zakłóceń w łańcuchu dostaw, algorytmy mogą zasugerować odpowiednie działania, na przykład zmianę dostawcy lub zamówienie innego, porównywalnego surowca. To zwiększa odporność przedsiębiorstwa.

Na podstawie wybranych już gotowych modułów platformy PAIRS zespół badawczy na Hannover Messe daje wgląd w dotychczasowe prace. Demonstrator jest dostępny na wspólnym stoisku Gesellschaft Fraunhofer: hala 16, stoisko A12.

DesignChain: cyfryzacja i automatyzacja realizacji zamówień

Przemysł musi produkować spersonalizowane produkty tanio i w coraz krótszym czasie. Aby móc konkurować na rynku światowym w takich warunkach, zaleca się tzw. „DesignChain”, czyli ciągłą cyfryzację i automatyzację technicznej realizacji zamówień – od zamówienia do gotowego produktu.

Jak dokładnie to działa, pokazuje zespół badawczy pod kierownictwem Timo Dennera z działu planowania fabryk i zarządzania produkcją w Fraunhofer IPA. Zwiedzający targi mogą u nich na stoisku skonfigurować indywidualny produkt, który następnie zostanie wygenerowany jako model CAD, symulowany pod kątem produkcyjności i wyprodukowany na drukarce 3D.

DesignChain można znaleźć na wspólnym stoisku Gesellschaft Fraunhofer: hala 16, stoisko A12.

DryClean-CAPE®: mobilny suchy pokój czystości

W czasach spersonalizowanych produktów, malejących serii produkcyjnych, rosnącej różnorodności wariantów i jednocześnie coraz szybszych procesów lub środowisk produkcyjnych do realizacji warunków czystości i kontroli wilgotności, stacjonarne czyste pomieszczenia często nie są najefektywniejszym rozwiązaniem pod względem kosztów inwestycyjnych i operacyjnych oraz czasu przygotowania. Zespół badawczy pod kierownictwem Udo Gommel, kierownika działu mikro- i mikroprodukcji w Fraunhofer IPA, opracował mobilny system czystego pomieszczenia CAPE® (Clean And Protective Environment), który zapewnia czystość powietrza w klasach ISO 1 do 9. Podobnie jak namiot na kempingu, CAPE® można zbudować i uruchomić w około pół godziny.

W ostatnich latach naukowcy rozbudowali CAPE® do całej rodziny produktów. Najnowszym członkiem jest DryClean-CAPE®, który nie tylko tworzy czyste środowisko produkcyjne, ale także utrzymuje niską wilgotność powietrza, na przykład punkt rosy -50°C. Szczególnie w produkcji ogniw baterii i motoryzacji, ale także w lotnictwie i kosmonautyce, ten czynnik odgrywa kluczową rolę dla jakości produktu.

DryClean-CAPE® można obejrzeć na wspólnym stoisku Gesellschaft Fraunhofer: hala 16, stoisko A12.

FabOS: system operacyjny dla całej fabryki

Infrastruktura IT w produkcji często składa się z systemów różnych dostawców i jest trudna do zarządzania. Rozwiązaniem byłby system operacyjny dla produkcji, który obecnie opracowują naukowcy z Fraunhofer IPA we współpracy z partnerami z 23 instytucji badawczych, uczelni i firm. Nazywa się FabOS i będzie platformą podobną do systemów operacyjnych dla komputerów lub smartfonów, dla maszyn, infrastruktury i usług SI.

Na Hannover Messe partnerzy projektu zaprezentują jedenaście eksponatów, które przedstawiają różne aspekty otwartego, rozproszonego, rzeczywistoczasowego i bezpiecznego systemu operacyjnego FabOS. Felix Spenrath z działu Robotyki i systemów asystenckich w Fraunhofer IPA pokaże robota, który samodzielnie rozpoznaje elementy metalowe i sięga po nie z pudełka. Używane metody SI są trenowane na podstawie symulacji i nie wymagają ręcznej konfiguracji eksperta. Eksponat zawiera także technologię partnera projektu, firmy Compaile, która porównuje i identyfikuje nieposortowane elementy podczas podawania nowego pudełka z zapisanymi planami produkcyjnymi. System nie musi być szkolony dla każdego nowego elementu. Robot chwyta elementy i umieszcza je w odpowiedniej pozycji.

FabOS ma własny stoisko: hala 15, stoisko H07.

Technological Business Excellence: Dobrze zaplanowana strategia to połowa sukcesu

Niezależnie od tego, czy chodzi o nowy model biznesowy, system operacyjny dla produkcji czy ciągłą cyfryzację i automatyzację realizacji zamówień – każda nowa technologia w przedsiębiorstwie wymaga strategicznego planowania i organizacyjnej realizacji, aby odnieść sukces. Zespół badawczy pod kierownictwem Olivera Schöllhamera z działu Strategii i rozwoju przedsiębiorstw w Fraunhofer IPA chętnie pomoże w znalezieniu odpowiedniej strategii i najbardziej efektywnej formy organizacyjnej.

Na Hannover Messe zespół zaprezentuje swoje projekty w zakresie rozwoju i innowacji modeli biznesowych: hala 16, stoisko A12.