ACOPOStrak jednym z elementów w ośrodku testowym Smart Factory na uczelni w Graz

Głównym wspólnym celem konstruktorów maszyn i szefów zakładów, które je eksploatują, jest większa digitalizacja i elastyczność produkcji. Cel ten łatwiej osiągnąć dzięki współpracy przemysłu wytwórczego z instytucjami badawczymi, takimi jak Politechnika w Graz. W należącym do tej renomowanej uczelni ośrodku testowym Smart Factory wszystkie działania zmierzają do wypracowania sprawnych i bezpiecznych rozwiązań produkcyjnych.

W fabryce testowej na powierzchni 300 m² realistycznie odtworzono wszystkie etapy łańcucha tworzenia wartości dodanej w ramach produkcji dyskretnej – od projektowania po montaż końcowy. Fabryka demonstruje doskonałą koordynację pomiędzy jednostkami modułowymi, integrację technologii informacyjnej i technologii operacyjnej oraz zalety produkcji cyfrowej – a wszystko to w formie nowoczesnego, opartego na informatyce systemu produkcji partii jednostkowych, z nowoczesnym zarządzaniem danymi. Smart Factory to zarówno centrum edukacyjne, jak i środowisko testowe dla firm przemysłowych.

Rudolf Pichler, kierownik projektu ośrodka testowego opowiedział  na przykładzie jednego z produktów jak ten ośrodek przyczynia się do wdrażania rozwiązań przydatnych w inteligentnych fabrykach oraz jak firmy produkcyjne korzystają z wypracowanej tam wiedzy. Zapraszamy na krótki wywiad.

Smart Factory została oficjalnie otwarta w kwietniu 2021 roku. Jakie korzyści daje producentom fabryka, która jest ośrodkiem testowym?

Smart Factory jest miejscem, w którym najnowocześniejsze urządzenia mechaniczne do produkcji i montażu łączą się z najbardziej zaawansowanymi produktami informatycznymi. Możemy tu badać nowe rozwiązania dla Przemysłu 4.0 w rzeczywistym środowisku produkcyjnym, kładąc przy tym nacisk na poprawę sprawności i bezpieczeństwa danych. Udostępniamy również naszą inteligentną fabrykę firmom jako swego rodzaju laboratorium testowe, w którym mogą one prowadzić własne badania nad przełomowymi technologiami produkcyjnymi.

Innymi słowy, Smart Factory funkcjonuje jak normalny zakład przemysłowy?

Dokładnie tak. Dysponując kompleksowym łańcuchem tworzenia wartości dodanej, wytwarzamy złożony produkt przemysłowy. Po wytworzeniu nasz produkt jest transportowany na stacje, na których wykonywane są różne operacje: mycie, pomiary i montaż. Zainstalowaliśmy nawet stanowisko testowe. Głównym wyróżnikiem jest jednak to, że połączyliśmy różne stacje procesowe w sposób maksymalnie elastyczny i uczyniliśmy cały proces produkcyjny niezwykle inteligentnym. Zdołaliśmy na przykład wykazać, że roboty, maszyny i narzędzia CNC mogą być ze sobą łączone i pracować w idealnej harmonii.

Jak wam się to udało?

Jak już wspomniałem, kładziemy duży nacisk na zwrotność, dlatego potrzebne nam było elastyczne rozwiązanie odpowiadające specyfice naszych procesów. Ostatecznie zdecydowaliśmy się zainstalować wszystkie nasze aplikacje – na przykład prasę pneumatyczno-elektryczną lub robota – na mobilnych stacjach roboczych. Chcieliśmy, aby każda stacja mogła pracować w pełni autonomicznie i była samowystarczalna pod względem energetycznym. Ponadto wszystkie maszyny, niezależnie od producenta, są połączone w sieć. Ostatnim etapem było znalezienie sposobu na połączenie stacji roboczych i transportowanie produktów pomiędzy nimi.

I udało się go znaleźć?

Tak, B&R – jeden z naszych 20 partnerów przemysłowych, wystąpiło z propozycją: elastycznego i inteligentnego systemu ACOPOStrak.

Co odróżnia ACOPOStrak od konwencjonalnych rozwiązań?

ACOPOStrak umożliwia szybki i elastyczny transport części i produktów ze stacji do stacji, na niezależnie sterowanych wózkach. W ten sposób rozwiązaliśmy nasz problem z intralogistyką. Ale ACOPOStrak to coś więcej niż tylko przemieszczanie produktów. Rozwiązuje niektóre z najbardziej palących problemów nowoczesnej produkcji: zapotrzebowanie na mniejsze partie produkcyjne i większą elastyczność.

W jaki sposób?

Po pierwsze, rozwiązanie to zapewnia absolutną swobodę w zakresie topologii mechanicznej. Oferuje wiele prostych i różnych zakrzywionych segmentów, które można dowolnie rozmieszczać. Dzięki temu mogliśmy wybrać najkrótszą trasę transportu produktów i znacznie zredukować zajmowaną powierzchnię całej instalacji. System track od B&R radykalnie zwiększa także wydajność, umożliwiając stosowanie szybkich sekcji łącznikowych, które dzielą i łączą strumień produktów przy pełnej prędkości. Zasadniczo ACOPOStrak to po prostu niezwykle elastyczne rozwiązanie, które bardzo szybko dostosowuje się do nowych produktów. To ma dla nas kluczowe znaczenie, bo ułatwia zmianę układu stanowisk pracy na potrzeby nowego produktu i podłączenie ich do toru w dowolnym momencie.

Czy w Smart Factory są używane inne produkty B&R?

Korzystamy także z systemu wizyjnego i oświetlenia pierścieniowego B&R. I oczywiście sterowników PLC B&R, które można znaleźć na przykład na naszym stanowisku testowym przekładni. Jeden z naszych projektów laboratoryjnych dotyczy tematu modernizacji i również w tym przypadku wykorzystujemy sprzęt i oprogramowanie firmy. System B&R jest szczególnie pomocny w integracji czujników ze starszych maszyn z naszym systemem ogólnym. Firma obsługuje także niezależny od platformy protokół komunikacyjny OPC UA. Jest to ważne, gdyż pozwala nam łatwo łączyć urządzenia różnych producentów.

W przypadku stanowiska testowego przekładni, Smart Factory polega na sterownikach PLC X20 firmy B&R

Prace nad rozwojem fabryki testowej trwają już od kilku lat. Co było największym problemem?

Ciekawych problemów i wyzwań nam nie brakowało. Na początku bardzo zależało nam na sformułowaniu własnej, oryginalnej koncepcji. Nasza fabryka testowa nie jest jedyna, a nam zależało na tym, aby wyróżniała się na tle innych. Stąd szczególny nacisk położony na zwinność działania i bezpieczeństwo danych. Zważywszy na wysokość nakładów finansowych, wyzwaniem na wczesnym etapie było znalezienie partnerów w branży, którzy byliby gotowi zainwestować w projekt.

A potem?

Gdy mieliśmy już koncepcję i zapewnione finansowanie, następnym krokiem było znalezienie odpowiednio wykwalifikowanych pracowników chętnych do udziału w naszym innowacyjnym przedsięwzięciu. W przypadku uczelni jest to zawsze trudne, ale w końcu nam się udało. Kolejnym problemem, z którym przyszło nam się zmierzyć, było zebranie mnóstwa naszych pomysłów na inteligentną fabrykę i połączenie ich w spójną całość – kompletny system produkcyjny. Aby urzeczywistnić koncepcje cyfryzacji, potrzebowaliśmy sieci informatycznej, która połączyłaby wszystkie poszczególne stacje. Ponadto mieliśmy wiele różnych urządzeń komunikujących się w różnych językach. Wspólnie z naszymi partnerami z branży włożyliśmy w to wiele pracy i udało nam się wypracować bardzo dobre rozwiązanie.

Jeden z projektów laboratoryjnych w ramach Smart Factory dotyczy tematu modernizacji i wykorzystuje sprzęt i oprogramowanie firmy B&R

Jaka jest Pana wizja przyszłości Smart Factory – jakieś konkretne plany dotyczące nowej technologii w najbliższej przyszłości?

Nasza fabryka testowa rozwija się dzięki innowacjom, zatem bodźców do rozwoju z pewnością jej nie zabraknie. Jedną z rzeczy, które pozostaną niezmienne jest nacisk, jaki kładziemy na zwrotność i bezpieczną łączność – w przyszłości to się jeszcze nasili. Dla mnie priorytetem było zawsze odpowiednie łączenie technologii różnych producentów. W końcu duża fabryka w prawdziwym świecie to nie tylko komponenty B&R. Gdybym miał sobie czegoś życzyć na przyszłość, to chyba tego, aby coraz więcej firm przyjeżdżało do nas i korzystało z infrastruktury, którą stworzyliśmy. Cieszymy się, że możemy być gospodarzami i uczestnikami wydarzeń, które kształtują przyszłość produkcji.