Amper ITS Schunk

Stroje v oblacích: průmyslová výroba míří do cloudu

Digitalizovaná výrobní data v systémech založených na aplikacích v cloudu mají za úkol automatizovat procesy a činit je efektivnějšími. V rámci Průmyslu 4.0 a projektů „chytrých továren budoucnosti“ se jim samozřejmě nevyhne ani průmyslová výroba a strojírenství, které se představí na letošním veletrhu EMO 2017.

 

Příkladem takovéhoto řešení je třeba funkce „inteligentní optimalizace systému," jež detekuje chyby ve spojených výrobních procesech a automaticky udává jejich příčiny a jejich šíření, kterou bude v Hannoveru prezentovat stuttgartský Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation (IPA). Zahrnuje technicky detailní a současně automatizované vyhodnocení příčin stagnace chybových a kauzálních vztahů ve výrobní lince. Jakmile je operace výroby spuštěna, jsou data ze všech kroků procesu synchronně zadána do analytického nástroje. Ten následně může vyvozovat závěry pomocí algoritmů vyvinutých specialisty z Fraunhofer IPA a v požadované podobě upravovat příslušné informace. Databáze obsahuje informace o stavu a procesech ze všech technických dílčích kroků celého procesního řetězce a analytický nástroj může neustále zjišťovat v téměř reálném čase, kdy dochází k chybám nebo statickým stavům nebo se vyskytnou jako důsledek několika neshodných faktorů, jež se vzájemně ovlivňují. Uživatel okamžitě obdrží informaci o příčině, a vidí např., který proces blokuje jiný.

Optimalizovaná výroba založená na datech
Zdrojem dat jsou buď dodatečně instalované snímače, jako jsou inteligentní kamery, nebo (pokud nejsou k dispozici žádné informace o procesu) byl v nástroji IPA vyvinut datový záznamník stroje. „Náš nástroj, který zajišťoval sledování optimálních hodnot na stroji výrobce do automotive, nám umožnil dosáhnout snížení doby výrobního cyklu o 6-10 %," komentuje expert IPA Felix Georg Müller.
Tato optimalizovaná výroba založená na datech je koncipována na neustálé, extrémně podrobné analýze chování linky a všech jednotlivých procesů, které jsou do ní zapojeny. To samozřejmě nelze provádět ručně. Automatizace je nezbytná vzhledem k extrémně vysokému objemu zpracování dat. Například příčiny chyb již nejsou vyhledávány výhradně v dynamickém chování linky, ale také zjišťováním anomálií v procesních datech všech jednotlivých operací, což znamená, že chyby lze určit (a vyloučit) ještě přesněji. Při konvenčních přístupech by proces optimalizace zabral celé hodiny, nebo dokonce dny pouhým přezkoumáním a analýzou datového záznamu, a přesto by mohl vždy zkoumat pouze určitý časový úsek, který představuje daný datový záznam.

Automatizace procesních řetězců
Automatizace procesů byla také předmětem projektu HL-Pro-Ket zastávající „integrovaný přístup," kterým se zabývá Institut výrobního inženýrství a obráběcích strojů (IFW) na univerzitě v Leibnizu. Patrick Kuhlemann, výzkumný asistent, jej vysvětluje na příkladu inovačního procesu soustružení a válcování: pro tento účel se používá hybridní soustružnický/válcovací systém, který spojuje konvenční soustružení a hluboké válcování v jediném zařízení. Dalším důležitým výsledkem jsou frézovací nástroje, které kombinují procesní operace vyhlazení, zdrsnění a zkosení, což zvyšuje efektivitu. Zmíněné procesy nahrazují běžné tvářecí procesy, které zbytečně vyžadují dosud používané tvrdé i jemné obrábění. Soustružení/válcování využívané výzkumníky z IFW umožňuje překompenzovat distorzi při kalení, což znamená, že se procesní řetězec zkrátí na polovinu. Dojde navíc ke značnému zvýšení flexibility, protože v případě variantní změny stačí jen změnit kód NC, a nemusejí být znovu upravovány nástroje pro tvářecí stroje.
„Holistické komplexní řízení procesního řetězce je koncepce napříč strojem: tzn., že soustružnicko-frézovací centrum a indukční vytvrzovací stroj jsou navzájem propojeny a koordinovány pomocí geometricky měřených procesů", říká vědec IFW. Pokud se součást po procesu vytvrzování blíží toleranční mezní hodnotě, pak bude pro další komponentu předkompenzace měněna přímo během měkkého obrábění. To znamená, že kvalita výroby je autonomně zajištěna už prostřednictvím samotných strojů.
„Vzhledem k rostoucímu počtu individuálních produktů očekáváme, že letošní EMO Hannover bude směřovat k optimalizaci výrobních procesů prostřednictvím integrované a inovativní kontroly navržené tak, aby náklady na optimalizaci jednotlivých komponent odpovídaly nákladům na efektivní hromadnou výrobu“, říká Patrick Kuhlemann. IFW jako příspěvek k tomuto trendu představí „cítící" obráběcí stroj, který díky dokonalé integraci řízení procesů a přísnému využití množství dostupných senzorových signálů je schopen rozpoznat a předvídat odchylky v geometrii nebo tvaru a automaticky je kompenzovat.

Interakce procesů je rozhodující pro produktivitu
Pro německou firmu FFG-Werke je klíčovým faktorem pro řádně fungující výrobní proces lineární produktivita, pro kterou bude v budoucnosti rozhodující interakce mezi obráběním, automatizací a montážními procesy. Klíčem k tomu může být průběžná modifikace komponent a sekvencí, což zajišťuje harmonizované obráběcí a automatizační cykly a tím i lepší produktivitu, konstatuje Gerald Mies, prezident oddělení Milling & Factory Automation v FFG-Werke.
V budoucnu bude podle něj mít stále důležitější roli výměna dat mezi automatizací, obráběcím zařízením a periferními zařízeními – a jejich optimalizace, ovlivněná mj. i rozhraním přesně přizpůsobeným konkrétním požadavkům. Vedle optimalizace efektivity tratí a provozních nákladů hrají významnou roli také nové koncepce automatizace, které musí být koncipovány v symbióze strojů a automatizace - od standardních strojů pro vysoce produktivní sériovou výrobu po systémy na klíč pro dedikované obrábění s integrovanými doplňkovými technologiemi a procesy pro speciální aplikace.
Na digitalizaci své výrobní technologie pro zakládání inteligentních továren intenzivně pracuje i skupina Emag. „Digitalizace je pro nás již realitou. Dnešní svět je už digitální, takže potřebujeme řešení okamžitě, což znamená zjistit, jak lze existující aplikace optimalizovat a zpřístupnit digitálnímu světu, a jaké požadavky to bude znamenat pro výrobní operace zítřka,“ řekl Oliver Hagenlocher, vedoucí marketingu ve firmě Emag.
Kromě vyvíjení softwarových řešení dbá firma proto rovněž na to, aby příslušný hardware (ve formě obráběcích strojů a řešení pro automatizaci) byl vhodný pro inteligentní továrnu. Výsledkem je koncept modularizovaných strojů a odpovídající modularizovaný koncept automatizace Trackmotion. Tato kombinace umožňuje, aby byly výrobní linky postaveny na modulárním principu. Procesy obrábění jsou rozděleny na snadno zpracovatelné dílčí procesy a nastaveny na vhodných modularizovaných strojích - což se již provádí, např. při výrobě ozubených kol. Systém automatizace Trackmotion zde umožňuje, aby modularizované stroje byly jednoduše a efektivně zřetězeny.
Dalším nástrojem pro optimalizaci procesů je Strategie řízení životního cyklu nástrojů (TLM) od společnosti TDM Systems v Tübingenu. Generální ředitel Peter Schneck vysvětluje, jak důležitá je tato strategie pro továrnu budoucnosti: „Jakmile je systém vložen, nejenže řídí a zpřístupňuje informace, ale především při výrobě shromažďuje příslušná data na stroji. Tato datová zpětná vazba vytváří proces průběžného zlepšování. S novými technologiemi se násobí možnosti, které jsou k dispozici pro správu životního cyklu nástrojů. Síťování se už nezastaví u dveří tovární haly. Moderní TLM znamená průhlednost a spolupráci, která díky cloudu přesahují hranice jednotlivých závodů, míst a národů, s krátkou dobou odezvy a mobilním využitím.“

 
Publikováno: 30. 10. 2017 | Počet zobrazení: 655 článek mě zaujal 107
Zaujal Vás tento článek?
Ano