Freudenberg Sealing Technologies (FST) on alustanud olemasolevate tootmisliinide ümberkujundamist, kasutades visualiseerimis- ja simulatsioonitarkvara. Esimesed muljed on positiivsed ja väljavaated paljulubavad.
Armin Hermann juhib kirglikult FST Schwalmstadti tehase materjalilaborit. Sellisena aitab ta kaasa keerukate hüdrauliliste ja pneumaatiliste tihendite tootmisele tehases. Praegu on Hermannil aga vaja täita veel üht rolli. Projektijuhina kavandab ta mitu tootmisliini algusest peale. Tema meeskonnaliikmed töötavad planeerimistarkvaraga, millest ta on väga vaimustuses: “Me võisime ainult unistada võimalustest, mida see tööriist pakub,” tunnistab Hermann. “Varem planeerisime uusi tehase plaanid staatiliste kahemõõtmeliste CAD-tehase mudelitega.” Uus tööriist seevastu võimaldab tootmispindade 3D-simulatsiooni ümber projekteerida, mille abil saab kaardistada tootmisprotsesside ja hooldustööde jaoks vajaliku ruumi, samuti automatiseeritud liikuvate robotite (AMR) kasutuselevõturajad.
Tarkvara simuleerib, kuidas tootmine ja kõik sellega seotud protsessid omavahel suhtlevad.
Kohe äratuntavad lõkse planeerimisel
Tööriist, millest Hermann on nii vaimustunud, on Visual Components’i visualiseerimis- ja simulatsioonitarkvara. Soomes asutatud ettevõte kuulub nüüd KUKA kontserni. Tarkvara simuleerib, kuidas tootmine ja kõik sellega seotud protsessid omavahel suhtlevad. Selle aluseks on kõigi asjakohaste andmete sisestamine hoone põrandaplaani ning selles kavandatud süsteemide ja tootmisprotsesside kohta. “Selliselt loodud simulatsioon ütleb rohkem kui 1000 sõna,” rõhutab Hermann tööriista lisaväärtust. “Me saame kohe ja kõigile selgelt näidata, kus planeerimisel varitsevad lõksud ja lõksud. Tööriist võimaldab meil juba varakult õiget teed valida ja seeläbi säästa nii aega kui ka raha.”
Alexandra Krupp, globaalse protsessi arendamise direktor
“Tööriist seob erinevad voolusuhted omavahel.”
Alexandra Krupp, FST ülemaailmse protsessiarenduse, tehnoloogia ja innovatsiooni direktor, vastutab ühiselt visualiseerimis- ja simulatsioonitarkvara kasutuselevõtu eest. Ka tema jaoks on tarkvara eelised ilmselged. “Tööriist seob omavahel erinevad voolusuhted. See tähendab, et selliseid olulisi tootmisparameetreid nagu materjalivool, personalivool ja infovoog saab arvesse võtta ja võimalikult ideaalselt ühtlustada.” Kruppi esimesed kogemused on juba näidanud, et FST saab uue tarkvara abil oma tehaste paigutusi palju paremini planeerida ja kohandada. “Varem määrasime sellistes projektides kõigepealt kindlaks põhitingimused, enne kui lõime hoonete, pindade ja tootmisliinide erinevaid variante. Lõpuks kasutasime kindlaksmääratud kriteeriume, et taastada parim variant pappkastidest.” See tekitas ruumilise mulje tingimustest, kuid ilma igasuguste simulatsioonideta, mis visualiseeriksid otseselt kõigi asjakohaste protsesside koostoimet.
Simuleeritud videod staatiliste vaadete asemel
Visualiseerimis- ja simulatsioonivahendi abil on see puudus kõrvaldatud. See näitab tootmisprotsesse videos ja visualiseerib robotkäte pöörlemisringe või radu, mida AMR süsteemile kulgeb. See muudab masinate ja töötajate kõigi tegevuste jälgimise lihtsaks.
Muudatusi saab teha mugavalt lohistamise ja langetamise abil. “Me tunneme ka kohe ära, kui ligipääsetav peab masin olema, et hooldustöid oleks võimalik probleemideta teha,” ütleb Krupp. See kehtib ka tõsteseadmete jaoks vajaliku ruumi kohta, mida on vaja süsteemide tööriistade paigaldamisel ja eemaldamisel. “Ja me näeme, kuidas tuleks kaablid põrandal läbi viia, et need ei blokeeriks AMR-i,” lisab Hermann. “Samal ajal näitab visualiseerimistarkvara meile, kus ventilatsioonitorude kulgemine piirab meid süsteemide ehitamisel kõrguse osas.” Selline videosimulatsioon on seega otsustav eelis seni kasutatud staatilise planeerimise ees.
Samuti aitab tarkvara FST vastutajatel varakult teavitada tootjaid ostetavate süsteemide kohandamise vajadusest. Näiteks ühenduste või korpuste puhul, mis tuleb paigaldada nii, et hooldustööd ei muutuks tarbetult keeruliseks. Visualiseerimised ja simulatsioonid aitavad vältida arusaamatusi süsteemi tootjatega.
FST võiks seda vahendit kasutada ka täiesti uute tehaste, nn greenfieldide kavandamiseks, mis ehitatakse sõna otseses mõttes rohelistele aladele. Praegu kasutatakse neid aga olemasolevate tootmisrajatiste, nn brownfieldide, ümberplaneerimiseks. Ettevõte kasutas tööriista esimest korda 2024. aasta keskel. Türgis Bursas asuva tootmisüksuse ümberkujundamisel näitas simulatsioon selgelt, mida tuleb kohandada, et tagada masinate ligipääsetavus ja tõstukite kasutamine.
Võimalikult sujuv tootmisprotsess
Schwalmstadtis lihtsustab tarkvara laboratooriumi ja projektijuhi Hermanni jaoks uute tootmisliinide planeerimist. “Meil on mitu eesmärki. Tahame tootmisprotsesse veelgi automatiseerida, säästa energiat ja optimeerida oma toodete jälgitavust,” selgitab Hermann. Tulevikus peaksid AMR, cobotid ja töötajad ideaalselt koos töötama, et tagada ühtlaselt sujuv tootmisprotsess. Seni on inimesed sekkunud tootmisprotsessi, sest nad peavad valmistatavad detailid mitmest tootmiskambrist välja võtma, et transportida need mujal asuvatesse nn partii ahjudesse, kus tihendid uuesti soojendatakse. See tähendab, et masinad peavad alati mõnda aega seisma. Lisaks on olemas ka ergonoomilised tegurid: töötajad liigutavad päeva jooksul mitu tonni materjali tootmiskambrist välja selle protsessi käigus. See on tohutult koormav ülesanne.
Tulevikus on see muutumas, sest igal tootmisüksusel on väike energiasäästlik järelkuumutusahi. See tähendab, et tootmine ja soojendamine toimub kohapeal ilma inimese sekkumiseta, mis põhjustaks seisakuid. Visualiseerimis- ja simulatsioonivahend aitab leida masinate ja cobotite ideaalse paigutuse ning ala parima võimaliku ümberkujundamise. AMR võiks seejärel tuua plastosad laost etteantud aegadel tootmiskambrisse, kus cobot võtab need vastu ja suunab need survevalu masinale. Seejärel võtab ta toodetud osad välja ja viib need järelkuumutusahju, enne kui AMR kogub valmis tihendid arvutataval ajal kokku ja saadab need tagasi lattu. Automatiseerimine oleks täiuslik, sest kõik protsessietapid kulgeksid ilma täiendava sekkumiseta. Plokitöötluse asemel toimuks tootmine ühe tüki voolu abil. Võimalik oleks lühem läbilaskevõime ja lihtsam, läbipaistvam kontroll.
Hermann ja Krupp on planeerimise esialgsete tulemustega väga rahul. Kuuest tootmisliinist esimese ümberehitus on praktiliselt kuju võtnud ja see viiakse ellu 2025. aastal. Järelsoojendusahjude integreerimine tootmisüksustesse vähendab töökoormust ka mujal. Seni kulus ainult keskse partii ahjude järelsoojendamise dokumenteerimiseks igal aastal 23 000 A4-lehekülge paberit. Lõppude lõpuks tuleb iga pitser eraldada ja jälgida. Tänu Single Piece Flow’le on see tulevikus palju sujuvam, sest tootmine ja järelsoojendus toimuvad täielikult suletud protsessi raames tootmiskambris.
Uus visualiseerimis- ja simulatsioonitarkvara kannab juba vilja. “See tööriist aitab meil tohutult kaasa meie tootmise järgmisele tasemele viimisel,” võtab Krupp kokku. “Simulatsioonid visualiseerivad kõiki asjakohaseid tootmisprotsesse, neid saab kohendada hetkega ja seeläbi tõhustavad meie planeerimisprotsessi. Lõpuks on meil Schwalmstadtis optimeeritud materjalivoog, mis tähendab tõhusamat energiakasutust ja meie toodete ainulaadset jälgitavust tootmises. Kõik järgib automatiseeritud ühe osa voolu ideed.”
Digitaalsest kaksikust virtuaalse punktpilveni
Samal ajal lubab visualiseerimis- ja simulatsioonivahend luua FST jaoks täiendavat lisaväärtust. Tootmise käigus kogutud andmeid saab kasutada tootmisliini digitaalse kaksiku loomiseks, mis võimaldab näiteks varakult ära tunda võimalikke vigu või hooldustöid. Alexandra Krupp võib isegi ette kujutada kogu tootmishalli visualiseerimist virtuaalse punktpilvena, kasutades 3D-skaneerimisprotsessi. Selle andmebaasi abil saaks tarkvara visualiseerida ja kavandada tulevasi automatiseerimisprojekte palju põhjalikumalt ja kiiremini.
Kuid praegu jätkavad Armin Hermann ja tema meeskond Schwalmstadtis sihikindlalt tööd kõigi uuendatavate tootmisliinide planeerimise ja realiseerimise kallal.
Lühidalt
Freudenberg Sealing Technologies (FST) on alustanud olemasolevate tootmisliinide ümberkujundamist, kasutades visualiseerimis- ja simulatsioonitarkvara.
Eelised:
Tootmisalade 3D-simulatsioon.
Planeerimisvigade varajane avastamine.
Materjali-, personali- ja infovoogude arvestamine.
Simuleeritud videod staatiliste vaadete asemel.
Kohandamine drag and drop’i abil.
Rakendusvaldkonnad:
Olemasolevate tootmiskohtade (brownfields) ümberkujundamine.
Uute tehaste (greenfields) planeerimine tulevikus.
Eesmärgid:
Tootmisprotsesside automatiseerimine.
Energiasääst.
Toote jälgitavuse optimeerimine.
Esialgsed tulemused:
Kuuest tootmisliinist esimese virtuaalne projekteerimine.
Taaskuumutusahjude integreerimine tootmisüksustesse.
Dokumentatsiooni paberitarbimise vähendamine.
Tulevikuperspektiivid:
Tootmisliini digitaalse kaksiku loomine.
Tootmishalli visualiseerimine virtuaalse punktpilvena.
