Lżejsze i szybsze roboty w twojej fabryce? Produkcja przyrostowa optymalizuje działanie zakładów

W fabrykach na całym świecie znajdziemy już blisko 4 miliony robotów przemysłowych, które swoją pracą bez wątpienia wpływają na wydajność procesów, elastyczność produkcji czy jakość oferowanych produktów. Wiele z nich wymaga dziś uwagi. Dlaczego? Ponieważ są za duże, za wolne, nieefektywne energetycznie i dlatego odchodzą w niepamięć.

Ponad 500 000. Tyle nowych maszyn pojawiło się w fabrykach na całym świecie w 2022 roku, jak podaje Międzynarodowa Federacja Robotyki. Szybkie tempo wzrostu to jedno, ale nieuniknione dla przedsiębiorstw jest nowe wyzwanie – optymalizacja działania robotów i gniazd, które w zakładach funkcjonują od wielu lat.

Warto przyjrzeć się funkcjonującemu parkowi maszynowemu pod kątem możliwości optymalizacji.

• Czy w naszym zakładzie chwytaki dostosowane są do realizowanych zadań?
• Czy nie stosujemy cięższych i złożonych narzędzi do przenoszenia stosunkowo lekkich komponentów?

Być może jest to właśnie obszar, w którym możemy poszukać oszczędności operacyjnych, ograniczenia zużycia energii i obniżenia śladu węglowego.

Jak podejść do tego procesu?  W jaki sposób wykorzystać istniejące technologie, w tym projektowanie generyczne i obróbkę przyrostową?

Temat ten szczegółowo omówi Michał Marcinowski, podczas webinaru „Sekret zrównoważonej produkcji: optymalizacja robotów poprzez produkcję przyrostową” – już 27 września, o godz. 10.00.

➡️ Więcej informacji i rejestracja na webinar są dostępne pod tym LINKIEM.

Additive Manufacturing (AM) – optymalizacja robotów poprzez produkcję przyrostową

Produkcję przyrostową (AM – Additive Manufacturing) cechuje przede wszystkim niezwykła elastyczność projektowania, która umożliwia tworzenie skomplikowanych geometrycznie i zindywidualizowanych produktów. To znacząca i szybko odczuwalna w organizacji różnica wobec ograniczeń, które napotykamy przy tradycyjnych metodach produkcji. AM przyspiesza proces prototypowania, umożliwia szybkie tworzenie funkcjonalnych produktów bezpośrednio z modeli cyfrowych, co pozwala na skrócenie cykli rozwojowych. Przyspiesza też wdrażanie konkretnych elementów. Łatwo przełożyć to na oszczędności uzyskiwane przez przedsiębiorstwa.

Wykorzystanie potencjału produkcji przyrostowej umożliwiają rozwiązania Siemens Digital Industries Software, które oferują kompleksowe podejście do optymalizacji robotów przemysłowych. Dzięki wykorzystaniu generatywnego projektowania, symulacji, analizy kosztów oraz planowania produkcji możliwe jest stworzenie zoptymalizowanych części do funkcjonujących maszyn, które dzięki temu stają się bardziej wydajne, efektywne i energooszczędne.

Oprogramowanie Siemens NX, wspierane przez generatywne projektowanie, umożliwia tworzenie innowacyjnych konstrukcji. Algorytmy generatywne, pod dyktando określonych kryteriów projektowych, tj. wytrzymałość, masa czy koszt, są w stanie wygenerować liczne warianty konstrukcji, spośród których inżynier może wybrać optymalne rozwiązanie. W przypadku optymalizacji jednego członu robota i zastosowaniu różnych technologii druku może oznaczać to dla firm całe spektrum korzyści – od kilkukrotnego zmniejszenia wagi danego komponentu, przez skrócenie czasu jego dostawy, po ograniczenie kosztów eksploatacji, w porównaniu do wartości referencyjnej, nawet o 99%.

Optymalizacja w skali robota i zakładu

Po zaprojektowaniu danego robota lub komponentu niezbędne są symulacje jego pracy w środowisku wirtualnym. Tu przechodzimy do możliwości Simcenter, które pozwalają na dokładne modelowanie zachowania robota i jego interakcji z otoczeniem. Na tej podstawie można wykonać analizę potencjalnych problemów. Dzięki symulacjom zakład może zweryfikować poprawność działania robota, zoptymalizować trajektorie ruchu oraz zminimalizować ryzyka wystąpienia kolizji.

Innym, niemniej ważnym aspektem optymalizacji robotów jest analiza kosztów związanych z ich projektowaniem, produkcją i eksploatacją. Oprogramowanie TeamCenter Product Costing Management umożliwia przeprowadzenie szczegółowych kalkulacji kosztów, uwzględniających zarówno koszty materiałowe, jak i wytwarzania – maszynowe i pracy. Oprogramowanie ułatwia w ten sposób zarządzanie kalkulacjami kosztów i śladu węglowego, części czy całych robotów na wczesnym etapie cyklu życia. Dzięki temu możliwe jest porównanie różnych wariantów konstrukcyjnych pod kątem kosztów i wybór rozwiązania najbardziej opłacalnego.

Proces optymalizacji nie może też obyć się bez planowania produkcji i symulacji procesów. Oprogramowanie Technomatix Process Simulate pozwala na przeprowadzenie symulacji zużycia energii przez robota w czasie rzeczywistym. Wykorzystując Robot Simulation, będące integralną częścią pakietu Siemens, możliwa jest szczegółowa symulacja pracy robotów, uwzględniając ich kinematykę, dynamikę oraz interakcje z otoczeniem. Dzięki temu przedsiębiorstwo może zoptymalizować trajektorie ruchu, zminimalizować czasy cyklu oraz zweryfikować poprawność programów sterujących.

W tym obszarze sprawdza się także Plant Simulation, pozwalające na stworzenie cyfrowego bliźniaka całego zakładu produkcyjnego, by w wirtualnej rzeczywistości zasymulować pracę robotów w zintegrowanym środowisku produkcyjnym. To otwiera przed fabryką szansę na zoptymalizowanie układu produkcyjnego, zminimalizowanie czasów przestojów oraz zwiększenie wydajności produkcji.

W ten sposób firmy mogą wykonywać ciągłą analizę i optymalizację funkcjonowania, zaczynając od pojedynczego robota, przez stację, po całą linię produkcyjną. Tak osiągana jest maksymalizacja wydajności i efektywności wdrożeń oraz robotów funkcjonujących w fabryce.

Zrównoważona produkcja to zoptymalizowane roboty

Efektywniejsze wykorzystanie zasobów oznacza nie tylko mniejszy ślad węglowy i niższe zużycie energii, ale także skrócenie czasu cyklu produkcyjnego, eliminację peaków poboru energii, oraz ograniczenie przestrzeni potrzebnej na linie produkcyjne.

W skali całej fabryki, a tym bardziej dużej organizacji, mówimy o setkach robotów, które zyskują na wydajności, co w dłuższej perspektywie może znacząco wpłynąć na konkurencyjność przedsiębiorstwa. Przyszłość produkcji przemysłowej należy do tych, którzy potrafią połączyć zrównoważone podejście z innowacyjną optymalizacją procesów.

Dowiedz się więcej o możliwościach optymalizacji robotów w Twoim zakładzie podczas webinaru prowadzonego przez eksperta Siemens Digital Industries Software, Michała Marcinowskiego.

➡️ Sprawdź agendę i zapisz się na webinar klikając w ten LINK.