A Freudenberg Sealing Technologies (FST) megkezdte a meglévő gyártósorok újratervezését vizualizációs és szimulációs szoftverek segítségével. Az első benyomások pozitívak és a kilátások ígéretesek.
Armin Hermann szenvedélyesen vezeti az FST schwalmstadti telephelyén működő anyaglaboratóriumot. Mint ilyen, hozzájárul az üzemben a kifinomult hidraulikus és pneumatikus tömítések gyártásához. Hermannra azonban jelenleg egy másik feladatot kell ellátnia. Projektmenedzserként több gyártósort tervez a semmiből. Csapata tagjai olyan tervezőszoftverrel dolgoznak, amely igazán izgatja: „Az eszköz nyújtotta lehetőségekről csak álmodni tudtunk” – vallja Hermann. „A múltban statikus kétdimenziós CAD gyármodellekkel terveztünk új gyáralaprajzokat.” Az új eszköz viszont lehetővé teszi a gyártási területek 3D-s szimulációjának újratervezését, amellyel feltérképezhető a gyártási folyamatokhoz és a karbantartási munkákhoz szükséges tér, valamint az automatizált mobil robotok (AMR) bevetési útvonalai.
A szoftver szimulálja a termelés és az összes kapcsolódó folyamat kölcsönhatását.
A tervezés buktatói azonnal felismerhetők
Az eszköz, amelyet Hermann annyira szeret, a Visual Components vizualizációs és szimulációs szoftvere. A Finnországban alapított vállalat ma már a KUKA csoport része. A szoftver szimulálja a gyártás és az összes kapcsolódó folyamat kölcsönhatását. Ennek alapja az épület alaprajzának és a benne tervezett rendszereknek és gyártási folyamatoknak az összes releváns adat bevitele. „Egy ilyen módon létrehozott szimuláció többet mond ezer szónál” – hangsúlyozza Hermann az eszköz hozzáadott értékét. „Mindenki számára azonnal és világosan megmutathatjuk, hol leselkednek a buktatók és csapdák a tervezés során. Az eszköz lehetővé teszi, hogy már a korai szakaszban a helyes utat válasszuk, és így időt és pénzt takaríthatunk meg.”
Alexandra Krupp, globális folyamatfejlesztési igazgató
„Az eszköz összekapcsolja a különböző áramlási kapcsolatokat egymással.”
Alexandra Krupp, az FST globális folyamatfejlesztési, technológiai és innovációs igazgatója közösen felel a vizualizációs és szimulációs szoftver bevezetéséért. Számára is nyilvánvalóak a szoftver előnyei. „Az eszköz összekapcsolja egymással a különböző áramlási viszonyokat. Ez azt jelenti, hogy az olyan kulcsfontosságú termelési paraméterek, mint az anyagáramlás, a személyzeti áramlás és az információáramlás a lehető legideálisabban figyelembe vehetők és összehangolhatók.” A Krupp első tapasztalatai máris azt mutatják, hogy az FST az új szoftverrel sokkal jobban meg tudja tervezni és testre tudja szabni saját gyári elrendezéseit. „Korábban az ilyen projektekben először az alapokat határoztuk meg, mielőtt az épületek, területek és gyártósorok különböző változatait létrehoztuk volna. Végül meghatározott kritériumok alapján kartondobozokból újraalkottuk a legjobb változatot.” Ez a körülmények térbeli benyomását keltette, de olyan szimulációk nélkül, amelyek közvetlenül megjelenítik az összes releváns folyamat kölcsönhatását.
Szimulált videók statikus nézetek helyett
A vizualizációs és szimulációs eszköz orvosolja ezt a hiányosságot. Videón mutatja be a gyártási folyamatokat, és vizualizálja a robotkarok fordulókörét vagy az AMR által a rendszerhez megtett utakat. Így könnyen követhetővé válik a gépek és a dolgozók minden művelete.
A módosítások kényelmesen elvégezhetők drag and drop segítségével. „Azt is azonnal felismerjük, hogy mennyire hozzáférhetőnek kell lennie egy gépnek ahhoz, hogy a karbantartási munkákat gond nélkül el lehessen végezni” – mondja Krupp. Ez vonatkozik az emelőberendezések helyigényére is, amelyekre a szerszámok beépítésekor és eltávolításakor van szükség a rendszerekben. „És látjuk, hogyan kell a kábeleket a padlón elvezetni, hogy azok ne akadályozzák az AMR-t” – teszi hozzá Hermann. „Ugyanakkor a vizualizációs szoftver megmutatja nekünk, hogy a szellőzőcsövek útvonala hol korlátozza a magasságot a rendszerek kiépítésekor.” Egy ilyen jellegű video-szimuláció tehát döntő előnyt jelent az eddig alkalmazott statikus tervezéssel szemben.
A szoftver abban is segít az FST illetékeseinek, hogy a gyártókat idejekorán értesítsék a beszerzésre kerülő rendszerek esetleges átalakítási igényeiről. Például olyan csatlakozások vagy burkolatok esetében, amelyeket úgy kell felszerelni, hogy a karbantartási munkálatokat ne nehezítsék feleslegesen. A vizualizációk és szimulációk segítenek elkerülni a félreértéseket a rendszergyártókkal.
Az FST az eszközt teljesen új gyárak, úgynevezett zöldmezős üzemek tervezésére is használhatná, amelyeket szó szerint zöldmezős területekre építenek. Egyelőre azonban a meglévő termelőüzemek, a barnamezős területek újratervezésére használják majd. A vállalat először 2024 közepén használta az eszközt. A törökországi Bursában található egyik gyártóüzem újratervezése során a szimuláció egyértelműen megmutatta, hogy mit kell átalakítani a gépek hozzáférhetőségének és a targoncák használatának biztosítása érdekében.
A lehető leggördülékenyebb gyártási folyamat
Schwalmstadtban eközben a szoftver megkönnyíti Hermann Hermann laboratórium- és projektvezető számára az új gyártósorok tervezését. „Több célt is követünk. Tovább akarjuk automatizálni a gyártási folyamatokat, energiát akarunk megtakarítani és optimalizálni a termékeink nyomon követhetőségét” – magyarázza Hermann. A jövőben az AMR-nek, a cobotoknak és az alkalmazottaknak ideálisan együtt kell működniük, hogy a gyártási folyamatok következetesen zökkenőmentesek legyenek. Eddig az emberek beavatkoztak a gyártási folyamatba, mivel több gyártócellából is ki kellett venniük a legyártott alkatrészeket, hogy elszállítsák azokat a máshol található úgynevezett szakaszos kemencékbe, amelyekben a tömítéseket újra felmelegítik. Ez azt jelenti, hogy a gépeknek egy ideig mindig állniuk kell. Ergonómiai tényezők is vannak: a dolgozók egy nap alatt több tonna anyagot mozgatnak ki a gyártócellából a folyamat során. Ez rendkívül megterhelő feladat.
Ez a jövőben megváltozik, mivel minden egyes gyártócellában lesz egy kis, energiatakarékos újramelegítő kemence. Ez azt jelenti, hogy a gyártás és az újramelegítés helyben történik majd, anélkül, hogy emberi beavatkozásra lenne szükség, ami állásidőt okozna. A vizualizációs és szimulációs eszköz segít megtalálni a gépek és a cobotok ideális elrendezését, valamint a terület lehető legjobb átalakítását. Egy AMR ezután előre meghatározott időpontokban műanyag alkatrészeket hozhat a raktárból a gyártócellába, ahol egy cobot átveszi azokat, és a fröccsöntőgéphez juttatja. Ezután kiveszi a legyártott alkatrészeket, és az utómelegítő kemencébe szállítja őket, mielőtt egy AMR a kiszámított időpontban begyűjti a kész tömítéseket, és visszaviszi őket a raktárba. Az automatizálás tökéletes lenne, mivel minden folyamatlépés minden további beavatkozás nélkül folyna. A blokkos feldolgozás helyett a gyártás egy darabos áramlással történne. Rövidebb átfutási idők és egyszerűbb, átláthatóbb ellenőrzés lenne lehetséges.
Hermann és Krupp nagyon elégedett a tervezés első eredményeivel. A hat gyártósor közül az első átalakítása gyakorlatilag már formát öltött, és 2025-ben valósul meg. Az újramelegítő kemencéknek a gyártócellákba történő integrálása máshol is csökkenteni fogja a munkaterhelést. Eddig évente 23 000 A4-es oldalnyi papírra volt szükség csak a központi szakaszos kemencékben történő utómelegítés dokumentálásához. Végül is minden pecsétet ki kell osztani és nyomon kell követni. A Single Piece Flow-nak köszönhetően ez a jövőben sokkal ésszerűbb lesz, mivel a gyártás és az utófűtés teljes egészében egy zárt folyamat keretében, egy gyártócellában történik majd.
Az új vizualizációs és szimulációs szoftver máris meghozta gyümölcsét. „Az eszköz nagyban segít nekünk abban, hogy termelésünket a következő szintre emeljük” – foglalja össze Krupp. „A szimulációk minden releváns gyártási folyamatot megjelenítenek, azonnal kiigazíthatók, és így racionalizálják a tervezési folyamatunkat. Végül optimalizált anyagáramlással rendelkezünk Schwalmstadtban, ami hatékonyabb energiafelhasználást és termékeink egyedi nyomon követhetőségét jelenti a gyártás során. Minden az automatizált egydarabos áramlás gondolatát követi.”
A digitális ikertől a virtuális pontfelhőig
Eközben a vizualizációs és szimulációs eszköz további hozzáadott értéket ígér az FST számára. A gyártás során gyűjtött adatok felhasználhatók a gyártósor digitális ikertestvérének létrehozására, amely például a lehetséges hibákat vagy karbantartási intézkedéseket korai szakaszban felismerheti. Alexandra Krupp akár egy teljes gyártócsarnokot is el tud képzelni virtuális pontfelhőként, 3D szkennelési eljárás segítségével. Ezzel az adatbázissal a szoftver sokkal átfogóbban és gyorsabban tudná megjeleníteni és megtervezni a jövőbeli automatizálási projekteket.
De egyelőre Armin Hermann és csapata Schwalmstadtban továbbra is céltudatosan dolgozik a megújítandó gyártósorok tervezésén és megvalósításán.
Dióhéjban
A Freudenberg Sealing Technologies (FST) megkezdte a meglévő gyártósorok újratervezését vizualizációs és szimulációs szoftverek segítségével.
Előnyök:
A gyártási területek 3D szimulációja.
A tervezési hibák korai felismerése.
Az anyag-, személyzeti és információáramlás figyelembevétele.
Szimulált videók statikus nézetek helyett.
Beállítások drag and drop segítségével.
Alkalmazási területek:
Meglévő termelési helyszínek újratervezése (barnamezős területek).
Új gyárak (zöldmezős területek) tervezése a jövőben.
Célok:
A gyártási folyamatok automatizálása.
Energiatakarékosság.
A termékek nyomon követhetőségének optimalizálása.
Első eredmények:
A hat gyártósor közül az első virtuális tervezése.
Újramelegítő kemencék integrálása a gyártócellákba.
A dokumentáció papírfelhasználásának csökkentése.
Jövőbeli kilátások:
A gyártósor digitális ikertestvérének létrehozása.
Egy gyártócsarnok virtuális pontfelhőként történő vizualizálása.
