Společnost Freudenberg Sealing Technologies (FST) zahájila přepracování stávajících výrobních linek pomocí vizualizačního a simulačního softwaru. První dojmy jsou pozitivní a vyhlídky slibné.
Armin Hermann s nadšením vede materiálovou laboratoř v závodě FST ve Schwalmstadtu. Podílí se tak na výrobě sofistikovaných hydraulických a pneumatických těsnění v tomto závodě. V současné době je však Hermann nucen plnit ještě jednu roli. Jako projektový manažer plánuje od základu několik výrobních linek. Členové jeho týmu pracují s plánovacím softwarem, ze kterého je opravdu nadšený: „O možnostech, které tento nástroj nabízí, jsme si mohli nechat jen zdát,“ přiznává Hermann. „V minulosti jsme plánovali nové rozvržení továrny pomocí statických dvourozměrných modelů továrny v CAD.“ Nový nástroj naproti tomu umožňuje nově navrhovat 3D simulace výrobních prostor, přičemž lze mapovat prostor potřebný pro výrobní procesy a údržbářské práce, stejně jako cesty nasazení automatizovaných mobilních robotů (AMR).
Software simuluje vzájemné působení výroby a všech souvisejících procesů.
Úskalí při plánování jsou okamžitě rozpoznatelná
Nástroj, který Hermanna tak zaujal, je vizualizační a simulační software od společnosti Visual Components. Společnost, která byla založena ve Finsku, je nyní součástí skupiny KUKA Group. Software simuluje vzájemné působení výroby a všech souvisejících procesů. Základem je zadání všech relevantních údajů o půdorysu budovy a systémech a výrobních procesech, které obsahuje. „Takto vytvořená simulace řekne více než 1 000 slov,“ říká Hermann a zdůrazňuje přidanou hodnotu tohoto nástroje. „Každému můžeme okamžitě a jasně ukázat, kde při plánování číhají úskalí a pasti. Nástroj nám umožňuje vydat se správnou cestou již v rané fázi a ušetřit tak čas i peníze.“
Alexandra Krupp, ředitelka pro globální vývoj procesů
„Nástroj propojuje různé vztahy toku mezi sebou.“
Za zavedení vizualizačního a simulačního softwaru je spoluzodpovědná Alexandra Krupp, ředitelka globálního vývoje procesů, technologií a inovací ve společnosti FST. I pro ni jsou výhody softwaru zřejmé. „Nástroj vzájemně propojuje různé tokové vztahy. To znamená, že klíčové výrobní parametry, jako je tok materiálu, tok personálu a tok informací, lze zohlednit a co nejideálněji sladit.“ První zkušenosti společnosti Krupp již ukázaly, že FST může s novým softwarem mnohem lépe plánovat a přizpůsobovat vlastní uspořádání továrny. „Dříve jsme v takových projektech nejprve určili základy a teprve potom jsme vytvářeli různé varianty budov, ploch a výrobních linek. Nakonec jsme pomocí definovaných kritérií znovu vytvořili nejlepší variantu z kartonů.“ Tím se vytvořil prostorový dojem podmínek, ale bez simulací, které by přímo vizualizovaly souhru všech relevantních procesů.
Simulovaná videa místo statických zobrazení
Vizualizační a simulační nástroj tento nedostatek odstraňuje. Zobrazuje výrobní procesy na videu a vizualizuje otáčecí kružnice robotických ramen nebo dráhy, po kterých se AMR dostává do systému. Díky tomu lze snadno sledovat všechny činnosti strojů a zaměstnanců.
Změny lze pohodlně provádět přetažením. „Okamžitě si také uvědomujeme, jak musí být stroj přístupný, aby bylo možné bez problémů provádět údržbu,“ říká Krupp. To platí i pro prostor potřebný pro zvedací zařízení, která jsou nutná při instalaci a demontáži nástrojů v systémech. „A vidíme, jak by měly být kabely vedeny po podlaze, aby neblokovaly AMR,“ dodává Hermann. „Vizualizační software nám zároveň ukazuje, kde nás trasa ventilačního potrubí omezuje z hlediska výšky při budování systémů.“ Videosimulace tohoto druhu tedy představuje rozhodující výhodu oproti dosud používanému statickému plánování.
Software také pomáhá odpovědným pracovníkům FST včas informovat výrobce o případné potřebě přizpůsobit nakupované systémy. Například v případě přípojek nebo skříní, které je třeba instalovat tak, aby nebyly zbytečně ztíženy údržbářské práce. Vizualizace a simulace pomáhají předcházet nedorozuměním s výrobci systémů.
Společnost FST by tento nástroj mohla využít také k plánování zcela nových továren, tzv. greenfields, které se staví doslova na zelené louce. Prozatím se však budou používat pro přestavbu stávajících výrobních zařízení, tzv. brownfields. Společnost nástroj poprvé použila v polovině roku 2024. Při redesignu výrobního závodu v turecké Burse simulace jasně ukázala, co je třeba upravit, aby byla zajištěna přístupnost strojů a používání vysokozdvižných vozíků.
Co nejplynulejší výrobní proces
Ve Schwalmstadtu zase software usnadňuje plánování nových výrobních linek vedoucímu laboratoře a projektu Hermannovi. „Sledujeme několik cílů. Chceme dále automatizovat výrobní procesy, šetřit energii a optimalizovat sledovatelnost našich výrobků,“ vysvětluje Hermann. V budoucnu by měli AMR, coboti a zaměstnanci ideálně spolupracovat, aby zajistili trvale hladký průběh výroby. Doposud do výrobního procesu zasahovali lidé, kteří museli odebírat vyrobené díly z několika výrobních buněk, aby je mohli převézt do tzv. dávkovacích pecí, které jsou umístěny jinde a v nichž se plomby znovu ohřívají. To znamená, že stroje musí vždy na chvíli stát. Jsou zde také ergonomické faktory: zaměstnanci během tohoto procesu přemístí z výrobní buňky několik tun materiálu za den. Je to nesmírně náročný úkol.
To se v budoucnu změní, protože každá výrobní buňka bude mít malou, energeticky úspornou ohřívací pec. To znamená, že výroba a ohřev budou probíhat přímo na místě bez nutnosti lidského zásahu, který by způsoboval prostoje. Vizualizační a simulační nástroj pomáhá najít ideální uspořádání strojů a cobotů i nejlepší možnou úpravu prostoru. AMR by pak mohl v předem definovaných časech přivážet plastové díly ze skladu do výrobní buňky, kde je cobot přijme a podá vstřikovacímu stroji. Poté odebere vyrobené díly a přenese je do pece pro následný ohřev, načež AMR ve vypočteném čase vyzvedne hotová těsnění a vrátí je do skladu. Automatizace by byla dokonalá, protože všechny kroky procesu by probíhaly bez dalších zásahů. Místo blokového zpracování by výroba probíhala pomocí toku jednotlivých kusů. Bylo by možné zkrátit dobu průchodu a zajistit jednodušší a přehlednější řízení.
Hermann a Krupp jsou s prvními výsledky plánování velmi spokojeni. Přestavba první ze šesti výrobních linek se již prakticky uskutečnila a bude realizována v roce 2025. Integrace ohřívacích pecí do výrobních buněk sníží pracovní zátěž i jinde. Dosud bylo jen na dokumentaci dodatečného ohřevu v centrálních vsádkových pecích potřeba 23 000 stran papíru formátu A4 ročně. Každé těsnění je přece třeba přidělit a sledovat. Díky systému Single Piece Flow to bude v budoucnu mnohem efektivnější, protože výroba a následný ohřev budou probíhat výhradně v rámci uzavřeného procesu ve výrobní buňce.
Nový vizualizační a simulační software již přináší své ovoce. „Tento nástroj nám velmi pomáhá posunout naši výrobu na vyšší úroveň,“ shrnuje Krupp. „Simulace vizualizují všechny relevantní výrobní procesy, lze je okamžitě přizpůsobit a zefektivnit tak náš proces plánování. Nakonec máme ve Schwalmstadtu optimalizovaný tok materiálu, což znamená efektivnější využití energie a jedinečnou sledovatelnost našich výrobků ve výrobě. Vše se řídí myšlenkou automatizovaného toku jednoho kusu.“
Od digitálního dvojčete k virtuálnímu mračnu bodů
Vizualizační a simulační nástroj mezitím slibuje další přidanou hodnotu pro společnost FST. Data shromážděná během výroby by mohla být použita k vytvoření digitálního dvojčete výrobní linky, které by například mohlo včas rozpoznat potenciální chyby nebo opatření pro údržbu. Alexandra Krupp si dokonce dokáže představit vizualizaci celé výrobní haly jako virtuálního mračna bodů pomocí 3D skenování. Díky této databázi by software mohl vizualizovat a plánovat budoucí automatizační projekty mnohem komplexněji a rychleji.
Prozatím však Armin Hermann a jeho tým ve Schwalmstadtu pokračují v cílevědomé práci na plánování a realizaci všech výrobních linek, které mají být obnoveny.
Stručně řečeno
Společnost Freudenberg Sealing Technologies (FST) zahájila přepracování stávajících výrobních linek pomocí vizualizačního a simulačního softwaru.
Výhody:
3D simulace výrobních prostor.
Včasné odhalení chyb při plánování.
Zohlednění toku materiálu, personálu a informací.
Simulovaná videa namísto statických pohledů.
Úpravy pomocí drag and drop.
Oblasti použití:
Přestavba stávajících výrobních areálů (brownfields).
Plánování nových továren (greenfields) v budoucnosti.
Cíle:
Automatizace výrobních procesů.
Úspora energie.
Optimalizace sledovatelnosti výrobků.
První výsledky:
Virtuální návrh první ze šesti výrobních linek.
Integrace ohřívacích pecí do výrobních buněk.
Snížení spotřeby papíru na dokumentaci.
Výhledy do budoucna:
Vytvoření digitálního dvojčete výrobní linky.
Vizualizace výrobní haly jako virtuální mračno bodů.
