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Predictive Maintenance Smart Manufacturing: Einfachheit soll die Produktion 2033 dominieren

Redakteur: Dipl. -Ing. Ines Stotz

Zukunftsvisionen für die Fertigung sind klar formuliert: „Flexible Fertigungsstraßen“ und „Null Störfälle" werden gefordert sein, um Superlative an Produktivität und Flexibilität realisieren zu können. Omron hat bereits erste Lösungskonzepte entwickelt, um diesen Vorstellungen näher zu kommen.

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(Bild: Pixabay, CC0 Public Domain)

Fabriken der Zukunft zeigen eine Mensch-Maschine-Kollaboration, die gefahrenlos funktioniert. Maschinen bewegen sich synchron mit dem Menschen, verstehen Sprachbefehle und Gesten und berücksichtigen sogar den Gesundheitszustand des Personals. Kreativere Aufgaben wie die Planung neuer Produktionsabläufe werden mehr in den Fokus des Menschen rücken, wohingegen sich Wartung und Service zu den Maschinen verlagern. Ziel ist es, Fertigungsprozesse noch mehr zu vereinfachen, um je nach Verbrauchernachfrage individuelle Produktionen an beliebige Standorte verlagern zu können. Omron hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, Technologien für die weltweite Transformation der industriellen Fertigung zu entwickeln.

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Superlative für Produktivität und Flexibilität realisieren

Was auf uns zukommt sind die sozialen Problemstellungen einer alternden Gesellschaft verbunden mit dem Mangel an qualifizierten Fachkräften. Parallel stellt der Verbrauchermarkt immer individuellere und kurzlebigere Anforderungen, die Fertigungsstätten meistern müssen. Ein Ausweg sind modulare Fertigungsanlagen, die schnelle Veränderungen von Art und Stückzahl der Produkte ermöglichen – beliebig wählbar für Standort und Personal. Komplexe Technologien wie Digitalisierung und Systems Engineering halten zudem Potenziale offen, trendorientiert eine Fertigung zu planen, die diese „Super-Produktivität“ und „Super-Flexibilität“ gewährleistet.

Dem Umstand, immer mehr Roboter für Transport und Kommissionierung zu nutzen bedarf einer intelligenten Sensortechnologie, die die Regelung von Temperatur und Geschwindigkeit automatisch erfasst und den Automatisierungsgrad der Maschinen noch smarter und unabhängiger vom Personal gestaltet. Dieser Trend zum Internet der Dinge (IoT) wird sich in der industriellen Fertigung schnell durchsetzen und mit den anstehenden Fortschritten auf dem Gebiet der künstlichen Intelligenz (AI) erschließen sich noch weitere Produktionsvorteile, die weit über die Möglichkeiten einer konventionellen Steuerung durch Mitarbeiter hinausreichen.

Flexible Fertigung sorgt für eine anpassungsfähige Produktion

Mit Transportrobotern in der Fertigung gelingt das Umrüsten auf individuelle Produktionsarten und niedrige Stückzahlen. Oft sind diese Einstellarbeiten mit langen Installations- und Anpassungszeiten verbunden, die so eine „flexible Fertigungsstraße“ aufwändig gestalten. Omron geht konsequent den Weg, die Umrüst- und Installationszeiten auf ein Minimum zu reduzieren, damit Anpassungen und Einstellungen von Robotern, Maschinen und Anlagen bezüglich Werkzeugwechsel einfach und schnell vorzunehmen sind.

Fortschrittliche Automatisierungslösungen mit IoT bezüglich Datenmanagement fordern geradezu effiziente Produktionsabläufe mit autonom agierenden Maschinen, Robotern und Sicherheitssensoren heraus, die die Konfiguration von Anlagenteilen einfacher und damit flexibler machen. Selbst die Arbeitsabläufe von Robotern lassen sich beschleunigen, indem beispielsweise ausgewählte Roboter Aufgaben und Funktionen parallel ausführen und dabei Produktionszeit einsparen.

Das Know-how von Omron, Produktionsprozesse einfach zu optimieren und damit Programmieraufwand für die Steuerung und Aktorik einzusparen, resultiert aus den Erfahrungen der Kundenbedürfnisse in der Fertigung. Typische Funktionen und Bewegungsmuster sowie klassische Vorgehensweisen in der Datenerfassung von Fertigungslinien helfen, Programmierung und Einstellungen zu simplifizieren, um modulare Funktionen von Maschinen zu begünstigen. Eine Hilfestellung, die dem Personal bei der Instandsetzung von neuen oder ähnlichen Anlagenteilen zugutekommt.

„Null Störfälle“ durch eigenständige Änderungsprognosen der Maschine

Aus Bedien- oder Maschinenfehlern resultieren Störfälle in der Produktion. Mit „Null Störfälle“ beschreitet Omron den Weg zu einem innovativen Fertigungsverfahren, bei dem die Maschine das Auftreten von Störfällen voraussagt und eigenständig verhindert. Schlüssel für das Predictive Maintenance ist die „4M-Sensorik“ von Omron, die an der Realisierung des „Null Störfälle“-Konzepts arbeitet. Im Mittelpunkt stehen die für die Produktion erforderlichen vier M´s Mensch, Maschine, Material, Methode. Anhand von präzise erfassten Daten sollen AI-Technologie Störfälle vorhersehbar werden.

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Die Vision „Null Störfälle durch menschliches Versagen“ wird real, wenn die Arbeiter an der Fertigungslinie auf Ermüdung oder andere physische und psychische Bedingungen observiert werden, um aufkommenden Störfällen vorzubeugen. Mögliche Ursachen lassen sich mit Verbesserungsmaßnahmen im Betrieb in den Griff bekommen. Bei „Null Störfälle durch maschinelles Versagen“ wird automatisch vorhergesagt, welche Teile für eine Fehlfunktion verantwortlich sind und welche Lebensdauer sie haben. Diese Teile werden dann bei Wartungsmaßnahmen ausgetauscht, bevor eine Störung auftritt – Produktionsausfälle ausgeschlossen. Durch eine zeitgemäße Empfehlung zum Auswechseln von Teilen und Anpassen von Einstellungen werden selbst geringfügige Störungen auf ein Minimum reduziert.

Im Zusammenspiel aus Innovation, Digitalisierung und Erfahrungswerten setzt Omron auf die Kombination aus „4M-Sensorik“ und AI-Technologien, damit sich die Lerntechnologien für die Auswertung großer Datenmengen entwickeln. Insbesondere auf Grundlage von nur minimalen Datensätzen ist es immens wichtig, zuverlässige und präzise Vorhersagen zu treffen, um Produktionslinien und Fertigungen mit kompetenten Lösungen mehr Flexibilität und Modularität zu verschaffen. Daher verstärkt Omron sein Engagement an Lerntechnologien, die Mensch und Maschine noch näher zueinander bringen. Bestes Beispiel ist der Forpheus-Tischtennisroboter:

Dieser Beitrag ist auf unserem Partnerportal Elektrotechnik erschienen.

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