ARENA2036: Przyszłościowy zakład motoryzacyjny oparty na płynnej produkcji

Przemysł motoryzacyjny stoi przed wielkimi wyzwaniami: jak będzie wyglądał samochód przyszłości? Jak można dostosować produkcję do nowych i stale zmieniających się wymogów? W ARENA2036, największej platformie badawczej poświęconej temu zagadnieniu w Niemczech, eksperci z ponad 30 przedsiębiorstw i instytucji naukowych pracują nad wspólnymi wizjami tworzenia wartości dodanej w przyszłości. Wśród nich jest również KUKA. Jako wiodący dostawca rozwiązań automatyzacyjnych KUKA jest po raz pierwszy partnerem uczestniczącym w jednym z wielkich wspólnych projektów ARENA2036, w ramach którego opracowywane i testowane są płynne metody produkcji dla Przemysłu 4.0.

Za sprawą ARENA2036 w roku 2013 na Uniwersytecie w Stuttgarcie powstała jedna z najbardziej nowoczesnych fabryk badawczych na świecie, skupiona wokół zagadnień produkcji, pracy i mobilności. Obok instytutów naukowych, takich jak Fraunhofer IPA & IAO czy Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) (Niemiecka Agencja Kosmiczna), oraz przedsiębiorstw m.in. Siemens, Bosch czy Daimler, KUKA jest jednym z obecnie około 30 partnerów z różnych dziedzin. „Projekty na styku nauki i gospodarki dają nam szansę na współtworzenie przyszłościowej produkcji”, mówi Matthias Paukner, kierownik projektu Automotive Technology Solutions w firmie KUKA. Dostarczają one ważnych impulsów do własnej pracy rozwojowej. „Dzięki wymianie informacji z partnerami już dziś znamy wymagania przyszłego przemysłu i możemy na nie reagować”, wyjaśnia kierownik projektu.

Cel wspomaganego projektu „ARENA2036 fluPro”

Od października 2018 r. KUKA jest po raz pierwszy zaangażowana w jeden z wielkich wspólnych projektów ARENA2036. Celem projektu „Płynna produkcja (Fluide Produktion - fluPro)” jest jeszcze większe usieciowienie produkcji i kształtowanie jej w bardziej wszechstronny sposób. Na potrzeby prac badawczych i rozwojowych udostępniono halę o powierzchni około 10 000 metrów kwadratowych wyposażoną w nowoczesne sprzęty. Centralnym elementem aktualnego wiodącego projektu jest ogromny zakład na kampusie badawczym, umiejscowionym na terenie Uniwersytetu w Stuttgarcie. KUKA wspiera ARENA2036 za sprawą wielu robotów typów KR60, KR360, Cobot LBR iiwa, KMR iiwa i KMP1500. Roboty te są wykorzystywane zarówno w dwustronnych i wielostronnych projektach badawczych, jak i we wspomaganym projekcie „fluPro”.

Projekt „Płynna produkcja” ma na celu rozbicie środków produkcyjnych na mobilne moduły, umożliwiając w ten sposób odzwierciedlenie dynamicznych i spełniających wymogi struktur maszyn. Ma to znieść powszechny dziś podział między tworzeniem wartości dodanej a logistyką. W rezultacie mógłby powstać nowatorski system produkcyjny, oparty na minimalnych ustaleniach i umożliwiający podejmowanie decyzji na krótko przed właściwym zapotrzebowaniem na wartość dodaną.

Ekonomiczna produkcja małych partii

Ekonomiczna produkcja małych partii to jedno z centralnych wymagań w odniesieniu do nowoczesnej produkcji. Za sprawą swoich aplikacji KUKA już dziś dostarcza odpowiednie rozwiązania. Z uwagi na postępującą indywidualizację, coraz krótsze cykle życia produktów i rynki podlegające coraz większym wahaniom w przyszłości produkcja rosnącej liczby wariantów i modeli danego produktu w zmiennych liczbach sztuk będzie jeszcze ważniejsza. Bardziej niż kiedykolwiek będzie liczyć się zdolność zakładu do zmian. 

Dzisiejsze koncepcje elastycznych metod produkcyjnych bazują na skategoryzowanych i ustandaryzowanych komórkach produkcyjnych uporządkowanych na siatce. Komponenty są doprowadzane do obróbki poprzez stoły obrotowe danej komórki, które można w indywidualnych przypadkach rozszerzyć o specyficzny dla danego projektu sprzęt. W ten sposób można szybko i łatwo dostosować produkcję do aktualnych wymogów.

A co, jeśli w ramach procesu produkcyjnego już nie tylko komponent będzie przemieszczany?

A gdyby również poszczególne komórki były elastyczne? A przy tym współpraca człowieka z robotem (HRC) została dalej rozbudowana? „Wyniki mogą stanowić decydujący impuls dla naszej przyszłej pracy”, mówi Matthias Paukner, kierownik projektu Automotive Technology Solutions w firmie KUKA. Ale już niebawem projekt mógłby dostarczać informacje dla poszczególnych obszarów częściowych, przykładowo na temat współpracy człowieka z robotem (HRC), mobilnej robotyki lub cyfrowych cieni. 

Już wcześniej w ramach ARENA2036 w kilku dwustronnych i wielostronnych projektach KUKA poświęciła się zagadnieniu bardziej elastycznego i wydajnego kształtowania produkcji w przyszłości. W tym kontekście pracowano np. nad zastosowaniem rzeczywistości rozszerzonej w budowie zakładów. Nowoczesna technika może się przyczynić do zobrazowania zabudowy i przebudowy zakładu już na wczesnym etapie planowania za sprawą nowatorskich technologii:

w tym zakresie rozszerzona rzeczywistość daje możliwość odpowiednio wczesnego rozpoznawania potencjałów optymalizacji.

Na przykład czy dostęp dla pracowników jest wystarczający? Czy miejsce jest optymalnie wykorzystywane lub można coś w tym zakresie poprawić? Pytania, na które można uzyskać odpowiedzi w rzeczywistości rozszerzonej. To samo dotyczy również ewentualnych późniejszych przebudów komórek: symulacja przeprowadzona za pomocą realistycznego cyfrowego obrazu stanowi oszczędność czasu i pieniędzy.