Firma Freudenberg Sealing Technologies (FST) rozpocz臋艂a przeprojektowywanie istniej膮cych linii produkcyjnych przy u偶yciu oprogramowania do wizualizacji i symulacji. Wst臋pne wra偶enia s膮 pozytywne, a perspektywy obiecuj膮ce.
Armin Hermann z pasj膮 prowadzi laboratorium materia艂owe w zak艂adzie FST w Schwalmstadt. W zwi膮zku z tym przyczynia si臋 do produkcji zaawansowanych uszczelnie艅 hydraulicznych i pneumatycznych w zak艂adzie. Obecnie jednak Hermann musi pe艂ni膰 inn膮 rol臋. Jako kierownik projektu planuje od podstaw kilka linii produkcyjnych. Cz艂onkowie jego zespo艂u pracuj膮 z oprogramowaniem do planowania, kt贸rym jest naprawd臋 zachwycony: „Mogli艣my tylko pomarzy膰 o mo偶liwo艣ciach, jakie oferuje to narz臋dzie” – przyznaje Hermann. „W przesz艂o艣ci planowali艣my nowe uk艂ady fabryk za pomoc膮 statycznych, dwuwymiarowych modeli CAD”. Nowe narz臋dzie umo偶liwia natomiast przeprojektowanie symulacji 3D obszar贸w produkcyjnych, dzi臋ki czemu mo偶na zmapowa膰 przestrze艅 wymagan膮 do proces贸w produkcyjnych i prac konserwacyjnych, a tak偶e 艣cie偶ki rozmieszczenia zautomatyzowanych robot贸w mobilnych (AMR).
Oprogramowanie symuluje interakcj臋 produkcji i wszystkich powi膮zanych proces贸w.
Natychmiast rozpoznawalne pu艂apki w planowaniu
Narz臋dziem, kt贸re Hermann tak bardzo sobie upodoba艂, jest oprogramowanie do wizualizacji i symulacji firmy Visual Components. Firma ta, za艂o偶ona w Finlandii, jest obecnie cz臋艣ci膮 Grupy KUKA. Oprogramowanie symuluje spos贸b, w jaki produkcja i wszystkie zwi膮zane z ni膮 procesy oddzia艂uj膮 na siebie. Podstaw膮 do tego jest wprowadzenie wszystkich istotnych danych dotycz膮cych planu pi臋tra budynku oraz zaplanowanych w nim system贸w i proces贸w produkcyjnych. „Stworzona w ten spos贸b symulacja m贸wi wi臋cej ni偶 1000 s艂贸w” – m贸wi Hermann, podkre艣laj膮c warto艣膰 dodan膮 narz臋dzia. „Mo偶emy natychmiast i wyra藕nie pokaza膰 wszystkim, gdzie w planowaniu czaj膮 si臋 pu艂apki. Narz臋dzie pozwala nam obra膰 w艂a艣ciw膮 艣cie偶k臋 na wczesnym etapie, a tym samym zaoszcz臋dzi膰 czas i pieni膮dze”.
Alexandra Krupp, dyrektor ds. rozwoju proces贸w globalnych
„Narz臋dzie 艂膮czy ze sob膮 r贸偶ne relacje przep艂ywu”.
Alexandra Krupp, dyrektor ds. globalnego rozwoju proces贸w, technologii i innowacji w FST, jest wsp贸艂odpowiedzialna za wprowadzenie oprogramowania do wizualizacji i symulacji. Dla niej zalety oprogramowania s膮 r贸wnie偶 oczywiste. „Narz臋dzie 艂膮czy ze sob膮 r贸偶ne relacje przep艂ywu. Oznacza to, 偶e kluczowe parametry produkcji, takie jak przep艂yw materia艂贸w, przep艂yw personelu i przep艂yw informacji, mog膮 by膰 brane pod uwag臋 i harmonizowane tak idealnie, jak to tylko mo偶liwe”. Pierwsze do艣wiadczenia firmy Krupp pokaza艂y ju偶, 偶e dzi臋ki nowemu oprogramowaniu FST mo偶e znacznie lepiej planowa膰 i dostosowywa膰 w艂asne uk艂ady fabryk. „Wcze艣niej w takich projektach najpierw okre艣lali艣my podstawy, a nast臋pnie tworzyli艣my r贸偶ne warianty budynk贸w, obszar贸w i linii produkcyjnych. Ostatecznie u偶ywali艣my zdefiniowanych kryteri贸w, aby odtworzy膰 najlepszy wariant z karton贸w”. Tworzy艂o to przestrzenne wra偶enie warunk贸w, ale bez 偶adnych symulacji, kt贸re bezpo艣rednio wizualizowa艂yby interakcj臋 wszystkich istotnych proces贸w.
Symulowane filmy zamiast statycznych widok贸w
Narz臋dzie do wizualizacji i symulacji usuwa to niedoci膮gni臋cie. Pokazuje procesy produkcyjne na filmie i wizualizuje okr臋gi obrotowe ramion robot贸w lub 艣cie偶ki, kt贸re AMR pokonuje w systemie. U艂atwia to 艣ledzenie wszystkich dzia艂a艅 maszyn i pracownik贸w.
Zmiany mo偶na wygodnie wprowadza膰 metod膮 „przeci膮gnij i upu艣膰”. „Od razu zdajemy sobie r贸wnie偶 spraw臋 z tego, jak dost臋pna musi by膰 maszyna, aby umo偶liwi膰 bezproblemowe przeprowadzanie prac konserwacyjnych” – m贸wi Krupp. Dotyczy to r贸wnie偶 przestrzeni wymaganej dla urz膮dze艅 podnosz膮cych, kt贸re s膮 potrzebne podczas instalowania i usuwania narz臋dzi w systemach. „I mo偶emy zobaczy膰, jak kable powinny by膰 poprowadzone na pod艂odze, aby nie blokowa艂y AMR” – dodaje Hermann. „Jednocze艣nie oprogramowanie do wizualizacji pokazuje nam, gdzie poprowadzenie rur wentylacyjnych ogranicza nas pod wzgl臋dem wysoko艣ci podczas budowania system贸w”. Symulacja wideo tego rodzaju stanowi zatem zdecydowan膮 przewag臋 nad statycznym planowaniem, kt贸re by艂o stosowane do tej pory.
Oprogramowanie pomaga r贸wnie偶 osobom odpowiedzialnym w FST w powiadamianiu producent贸w na wczesnym etapie o wszelkich potrzebach dostosowania system贸w, kt贸re maj膮 zosta膰 zakupione. Na przyk艂ad w przypadku po艂膮cze艅 lub obud贸w, kt贸re musz膮 by膰 zainstalowane w taki spos贸b, aby prace konserwacyjne nie by艂y niepotrzebnie utrudnione. Wizualizacje i symulacje pomagaj膮 unikn膮膰 nieporozumie艅 z producentami system贸w.
FST mo偶e r贸wnie偶 wykorzysta膰 to narz臋dzie do planowania zupe艂nie nowych fabryk, znanych jako greenfields, kt贸re s膮 dos艂ownie budowane na terenach zielonych. Na razie jednak b臋dzie ono wykorzystywane do przeprojektowywania istniej膮cych zak艂ad贸w produkcyjnych, tzw. brownfields. Firma u偶y艂a tego narz臋dzia po raz pierwszy w po艂owie 2024 roku. Podczas przeprojektowywania zak艂adu produkcyjnego w Bursie w Turcji symulacja wyra藕nie pokaza艂a, co nale偶y dostosowa膰, aby zapewni膰 dost臋pno艣膰 maszyn i korzystanie z w贸zk贸w wid艂owych.
Najsprawniejszy mo偶liwy proces produkcji
Tymczasem w Schwalmstadt oprogramowanie u艂atwia planowanie nowych linii produkcyjnych przez kierownika laboratorium i kierownika projektu Hermanna. „Realizujemy kilka cel贸w. Chcemy dalej automatyzowa膰 procesy produkcyjne, oszcz臋dza膰 energi臋 i optymalizowa膰 identyfikowalno艣膰 naszych produkt贸w” – wyja艣nia Hermann. W przysz艂o艣ci AMR, coboty i pracownicy powinni idealnie wsp贸艂pracowa膰, aby zapewni膰 niezmiennie p艂ynny proces produkcji. Do tej pory ludzie ingerowali w proces produkcji, poniewa偶 musieli usuwa膰 wyprodukowane cz臋艣ci z kilku kom贸rek produkcyjnych w celu przetransportowania ich do tak zwanych piec贸w wsadowych, kt贸re znajduj膮 si臋 w innym miejscu i w kt贸rych uszczelki s膮 ponownie podgrzewane. Oznacza to, 偶e maszyny zawsze musz膮 sta膰 nieruchomo przez jaki艣 czas. Istniej膮 r贸wnie偶 czynniki ergonomiczne: pracownicy przenosz膮 kilka ton materia艂u z kom贸rki produkcyjnej w ci膮gu dnia podczas tego procesu. To niezwykle wymagaj膮ce zadanie.
W przysz艂o艣ci ma si臋 to zmieni膰, poniewa偶 ka偶da kom贸rka produkcyjna b臋dzie wyposa偶ona w ma艂y, energooszcz臋dny piec do podgrzewania. Oznacza to, 偶e produkcja i podgrzewanie b臋d膮 odbywa膰 si臋 na miejscu, bez konieczno艣ci interwencji cz艂owieka, kt贸ra powodowa艂aby przestoje. Narz臋dzie do wizualizacji i symulacji pomaga znale藕膰 idealne rozmieszczenie maszyn i cobot贸w, a tak偶e najlepsze mo偶liwe przeprojektowanie obszaru. System AMR mo偶e nast臋pnie dostarcza膰 plastikowe cz臋艣ci z magazynu do gniazda produkcyjnego o okre艣lonych porach, gdzie cobot odbiera je i podaje do wtryskarki. Nast臋pnie wyjmuje wyprodukowane cz臋艣ci i przenosi je do pieca podgrzewaj膮cego, po czym AMR odbiera gotowe uszczelki w obliczonym czasie i zwraca je do magazynu. Automatyzacja by艂aby idealna, poniewa偶 wszystkie etapy procesu przebiega艂yby bez 偶adnej dodatkowej interwencji. Zamiast przetwarzania blokowego, produkcja odbywa艂aby si臋 z wykorzystaniem przep艂ywu pojedynczych sztuk. Mo偶liwe by艂yby kr贸tsze czasy przepustowo艣ci i prostsza, bardziej przejrzysta kontrola.
Hermann i Krupp s膮 bardzo zadowoleni z pocz膮tkowych wynik贸w planowania. Konwersja pierwszej z sze艣ciu linii produkcyjnych nabra艂a realnych kszta艂t贸w i zostanie zrealizowana w 2025 roku. Integracja piec贸w grzewczych z gniazdami produkcyjnymi zmniejszy r贸wnie偶 obci膮偶enie prac膮 w innych miejscach. Do tej pory ka偶dego roku potrzeba by艂o 23 000 stron A4 papieru tylko na dokumentacj臋 dogrzewania w centralnych piecach wsadowych. W ko艅cu ka偶da uszczelka musi by膰 przypisana i 艣ledzona. Dzi臋ki systemowi Single Piece Flow w przysz艂o艣ci b臋dzie to znacznie sprawniejsze, poniewa偶 produkcja i podgrzewanie ko艅cowe b臋d膮 odbywa膰 si臋 ca艂kowicie w ramach zamkni臋tego procesu w kom贸rce produkcyjnej.
Nowe oprogramowanie do wizualizacji i symulacji ju偶 przynosi efekty. „Narz臋dzie to ogromnie pomaga nam przenie艣膰 nasz膮 produkcj臋 na wy偶szy poziom”, podsumowuje Krupp. „Symulacje wizualizuj膮 wszystkie istotne procesy produkcyjne, mo偶na je b艂yskawicznie dostosowa膰, a tym samym usprawni膰 nasz proces planowania. Ostatecznie mamy zoptymalizowany przep艂yw materia艂贸w w Schwalmstadt, co oznacza bardziej efektywne wykorzystanie energii i unikaln膮 identyfikowalno艣膰 naszych produkt贸w w produkcji. Wszystko zgodnie z ide膮 zautomatyzowanego przep艂ywu pojedynczych sztuk”.
Od cyfrowego bli藕niaka do wirtualnej chmury punkt贸w
Tymczasem narz臋dzie do wizualizacji i symulacji obiecuje wygenerowa膰 dalsz膮 warto艣膰 dodan膮 dla FST. Dane zebrane podczas produkcji mog膮 zosta膰 wykorzystane do stworzenia cyfrowego bli藕niaka linii produkcyjnej, kt贸ry mo偶e na przyk艂ad rozpozna膰 potencjalne b艂臋dy lub 艣rodki konserwacyjne na wczesnym etapie. Alexandra Krupp mo偶e sobie nawet wyobrazi膰 wizualizacj臋 ca艂ej hali produkcyjnej jako wirtualnej chmury punkt贸w przy u偶yciu procesu skanowania 3D. Dzi臋ki tej bazie danych oprogramowanie mog艂oby wizualizowa膰 i planowa膰 przysz艂e projekty automatyzacji znacznie bardziej kompleksowo i szybko.
Na razie jednak Armin Hermann i jego zesp贸艂 w Schwalmstadt kontynuuj膮 celow膮 prac臋 nad planowaniem i realizacj膮 wszystkich linii produkcyjnych, kt贸re maj膮 zosta膰 odnowione.
W skr贸cie
Firma Freudenberg Sealing Technologies (FST) rozpocz臋艂a przeprojektowywanie istniej膮cych linii produkcyjnych przy u偶yciu oprogramowania do wizualizacji i symulacji.
Zalety:
Symulacja 3D obszar贸w produkcyjnych.
Wczesne wykrywanie b艂臋d贸w w planowaniu.
Uwzgl臋dnienie przep艂ywu materia艂贸w, personelu i informacji.
Symulowane filmy zamiast statycznych widok贸w.
Dostosowywanie poprzez przeci膮ganie i upuszczanie.
Obszary zastosowa艅:
Przeprojektowanie istniej膮cych zak艂ad贸w produkcyjnych (brownfields).
Planowanie nowych fabryk (greenfields) w przysz艂o艣ci.
Cele:
Automatyzacja proces贸w produkcyjnych.
Oszcz臋dno艣膰 energii.
Optymalizacja identyfikowalno艣ci produkt贸w.
Wst臋pne wyniki:
Wirtualny projekt pierwszej z sze艣ciu linii produkcyjnych.
Integracja piec贸w grzewczych w gniazdach produkcyjnych.
Zmniejszenie zu偶ycia papieru na dokumentacj臋.
Perspektywy na przysz艂o艣膰:
Stworzenie cyfrowego bli藕niaka linii produkcyjnej.
Wizualizacja hali produkcyjnej jako wirtualnej chmury punkt贸w.
