Az elektronikai ipar megelőzte a mindaddig vezető szerepet betöltő autóipari szektort a robottelepítések számában. De mi vezetett a változáshoz?
2020-ban 109 ezer robotot telepítettek világszerte az elektronikai iparban, szemben a mindaddig vezető autóipar 80 ezer telepítésével – áll a Nemzetközi Robotikai Szövetség (International Federation of Robotics) éves elemzésében (Word Robotics 2021 reports), amelyet a világ robotikai helyzetéről publikált 2021 októberében. A 2021-es adatokat majd ősszel összegzi a szövetség, a tendencia azonban már jól látszik: a világjárvány okozta fogyasztói változások, illetve az elektronikai alkatrészek nélkülözhetetlensége a különböző mérnöki ágakban növelte az iparági termelést. Mindez arra is rávilágított, hogy egyrészt további termelési kapacitásra van szükség, amely automatizációval fejleszthető, másrészt a rövid fejlesztési ciklusok miatt rugalmas gyártási rendszerek szükségesek. Ebben pedig az egyre több területen alkalmazható ipari és kollaboratív robotok alkalmazása hatékony segítségnek bizonyul.
„A digitális átalakulás elképesztő tempóban zajlik, és sehol máshol nem gyorsabb, mint az elektronikai iparban”
Míg az IFR jelentése szerint az iparirobot-értékesítések száma 0,5 százalékkal nőtt 2020-ban, az újonnan telepített kobotok száma 6 százalékkal növekedett. Ez az ipari robotok nagyjából 6 százaléka, és jól mutatja a keresletnövekedést, hogy ez az arány 2017-ben még csak közel 3 százalék volt.
Magyarországon az eletronikai ipar kobotfelhasználása 15 százalékkal nőtt 2019-hez képest.
Miért nőtt az iparági igény?
A mai fogyasztók számára a termékek esetében már nem csak a gyors elérhetőség és kézbesítés, de a hosszabb élteciklus és fenntarthatóság is szempont. Egy többcsatornás rendelési rendszer mellett a nyomon követést, a visszaküldési feltételeket és a megnövekedett szállítási költségeket figyelmbe véve az elektronikai ipar (is) nagyon árérzékeny lett, így a gyártó és beszállítói szektornak is szükséges automatizált, produktív és optimalizált folyamatokkal kiszolgálni a rendeléseket.
Hogyan segíti a gyártást a mobil robot?
Egyrészt a kollaboratív és mobil robotok egyre életképesebb gazdasági megoldást nyújtanak az elektronikai gyártók számára, mert azok alacsony haszonkulcs mellett dolgoznak. A robotokat ugyanis könnyű telepíteni és alkalmazni, és az egész értékláncban hasznosíthatók az összereléstől kezdve a minőségellenőrzésen át a késztermékek automatizált szállításáig.
Az autonóm mobil robotok (AMR) például nagyban segítik az intralogiszitkai folyamatok optimalizálását. Autonóm navigációjuknak köszönhetően, adatokra támaszkodva közlekednek, így egyszerűbben telepíthetők és dinamikusabban alkalmazhatók a gyártás során. A MiR adatai szerint 2024-re az eletronikai ipar 90 százaléka használja majd az AMR-eket intralogisztikai folyamatai otpimalizálására, hiszen például a MiR robotok akár három műszakban dolgoznak az emberekkel egy térben, intelligensen, könnyen és gyorsan reagálnak a változó gyári elrendezések és gyártási beállítások között, ráadásul felszabadítják a humán erőforrást, amely így nagyobb hozzáadott értékű feladatok ellátásában vehet részt.
Jobb humenrőforrás-felhasználás
A Whirlpool lodzi gyárában például megfogalmazódott az igény, hogy a belső logiszikával foglalkozó humán erőforrást átcsoportosítsák más, nagyobb hozzáadott értékű feladatra.
A szárítókat gyártó egységben 15 másodpercenként készül el egy gép, az automatizálni kívánt feladat pedig a szárítóajtók szállítása volt az előszereléstől a futószalagra. A cég egy Karakuri rendszer telepítésével – amely a gravitáció segítségét használja a pakoláshoz -, és három MiR200-as robot közreműködésével meg is tudta oldani a feladatot. Egy olyan mechanikus be- és kirakodórendszert hoztak létre, amely először betölti a 12 ajtót, amit a szállítósorra kell vinni, azt a MiR elszállítja, majd visszafelé az üres csomagolást is visszahozza. Az alkatrészek gyártótérbe való ki- és beszállításának, rakodásának teljes automatizációjával a cég felszabadította a kívánt munkacsoportot az ismétlődő feladat alól, akik így a végtermék gyártásában tudnak jelentősebb szerepet vállalni. Az AMR-ek telepítésének megtérülési ideje (Return on Investment – ROI ) így a Whirlpool számára mindössze két év volt.
„Az AMR-ek biztonságosan közlekednek, vagyis javítják a munkahelyi biztonságot, és mivel könnyen újrakonfigurálhatók az új feladatokhoz és térképekhez, a rendszer akkor is hatékony marad, ha változik a gyártás„
– mondta Adam Bakowicz, a Whirlpool folyamatirányításért felelős mérnöke.
Növekvő termelékenység
Az AMR-ek a hibaarány és a gyakori készletellenőrzések szükségességének csökkentésében is hatékony szerepet töltenek be, így a folyamatok rövidülnek és a termelékenység nő.
Az intralogisztikai folyamatok költségcsökkentése vezette a Schneider Electricet is a MiR robotokhoz. A cég a bukownói üzemében szerette volna optimalizálni a kamionrakodási folyamatokat, csökkenteni a felhasznált raklapok számát, és növelni a biztonságot. A gyár némi piackutatás után egy MiR500-as mobil robot mellett döntött, amely 3 műszakban dolgozik, nagy az emelőképessége, megbízható és könnyen telepíthető. A MiR robot hely és raklaptakarékosabban oldja meg a feladatot, összességében pedig optimalizálja a folyamatot, csökkenti a költségeket.
Mindezek után nem meglepő, hogy a MiR globális felmérésében, amelyben cégvezetőket kérdeztek az AMR technológia használatáról, a többség úgy nyiltkozott, hogy a munkavállalói biztonság növelése, a piaci kihívásokkal való lépéstartás és a termelési hatékonyság javítása a fő hozadéka a mobil robotok alkalmazásának.
A második helyen azért még szilárdan áll az autóipar a robotikai megoldásokat felhasználó iparági rangsorban, azt követi a fém- és gépipar, a műanyag és vegyipar, illetve az élelmiszeripar.
Anyagmozgatás – Ha a játékokról nagyban gondolkodunk, akkor érdemes a REGIO Játék Törökbálinton megvalósított raktárrendszerét megismerni, ahol körülbelül 800 méter szállítópálya található, a szortírozó rendszeren pedig csúcsidőszakban akár 900 láda is áthaladhat óránként.
Tíz másodpercenként felkerül egy doboz a szállítópályára– mondja Kordás Imre, a beruházást megtervező és megvalósító XXL Mechanika Mérnöki Iroda projektvezetője. Majd így folytatja: beérkező, kimenő és raktáron belüli forgalmat is kezel az új rendszer, amelyet a játékforgalmazás legnagyobb hazai cége rendelt meg. A beérkező árukat a rendszer raklapozási vagy szortírozási igény szerint válogatja szét, majd a szortírozásra szánt ládákat a raktár erre szolgáló területére szállítja. Ott a ládákat a megfelelő munkahelyekre helyezi, a szortírozás pedig áruházanként történik. Összesen 24 ilyen munkahely van, a beérkező ládák RFID antennás elágazásokon keresztül kerülnek a megfelelő helyre. Az elágazások a REGIO Játék adatbázisából kapják az utasítást arra vonatkozóan, hogy hova továbbítsák a ládákat. A rendszer egyébként a raktár webáruházi árukészletének feltöltésére is alkalmas, mivel a szállítópálya egy automata magasraktárhoz is csatlakozik.
Nagyon fontos szempont volt, hogy a boltok igényét napi szinten ki tudják elégíteni, és ne legyenek a kiszállítással csúszásban, ezt az új raktár rendszer kiválóan teljesíti. – Kordás Imre, a beruházást megtervező és megvalósító XXL Mechanika Mérnöki Iroda projektvezetője.
Mik voltak a REGIO Játék főbb igényei?
A megrendelőnek a raktáron belüli anyagmozgatás automatizálása volt az egyik fő célja. A teljes körű raktári automatizálás során a fő igény az volt, hogy a munkát felgyorsítsák, emberi munkaerőt váltsanak ki, illetve a hibákat csökkentsék. Erre szállítópályák hálózata lett kiépítve, illetve a beérkező és kimenő áruk feldolgozását automatizálták.
A raktár fő feladata a 42 darab Régió Játék áruház kiszolgálása. Ez komoly logisztikai kihívás, főleg a terheltebb időszakokban. A játékok szortírozása volt a cél az XXL Mechanika által megtervezett rendszerben, hogy a nagy raktári készletből 42 felé, a boltok változó igénye szerint a termékek szét legyenek szedve. Emellett beszállításról is szó van, tehát a raktárba érkezik külföldről és itthonról is áru. Alkotóelemek szintjén ez nagyrészt görgős és hevederes szállítópályákból, illetve a szortírozó egységekből áll. Ezek egyedileg kialakított munkaállomásokat jelentenek, amelyek a vállalatirányítási rendszerhez kapcsolódnak, és adják ki a dolgozók munkahelyére a megfelelő ládákat, ahol összeállítják az egyes üzletek megrendelését.
Milyen Siemens-technológia segíti az intralogisztikai feladatokat?
A teljes mozgásvezérlést, illetve a profinetes kommunikációt Siemens termékek végzik. Hét darab S7-1200 PLC-t építettünk be, ezek mindegyikéhez tartozik egy 15 colos ipari kezelőpanel (HMI). Az RFID fejegységből 45 darab épült be és összesen 114 olvasófejet lát el. A G115D terepi frekvenciaváltó a 400 voltos szállítópályáinkat vezérli, ebből 67 darab épült be. Ezen kívül a profinet modulok, a profinet rendszerhez szükséges switchek és kábelek, a csatlakozó fejek, illetve a 24 voltos tápegységek is Siemens termékek. A rendszer 400 voltos és 24 voltos szállítópályákat alkalmaz. A rendszer nagy részét egyébként saját tervezésű szállítópályák és dobozirányító egységek alkotják, amelyek kifejezetten ide készültek.
Milyen egyedi igényeknek kellett megfelelniük a tervezés és kivitelezés során?
Van például diafilm méretű termék, és van óriásmackó is, tehát olyan méretbeli különbségek vannak, amelyek speciális igénynek minősülnek. A projekt legelején sok egyeztetés történt azzal kapcsolatban, hogyan lehetne mindent kezelni. Még robotcellák is szóba jöttek, de pont a szélsőséges mérettartományok miatt ezeket végül is elvetettük. Végül az a döntés született, hogy a termékek körülbelül 80 százalékát kezeljük automatizált raktárrendszerben, illetve azt kezeljük, ami egy 400x600x300 mm-es ládába belefér. Ami ezen kívül esik, azt a dolgozóknak kell a raktárban elhelyezniük.
Újabb akadály hárul el a nagy hatótávolságú e-kamionok elterjedése elől.
Sikeres tesztet teljesített a Siemens: töltési rendszere 1 MW teljesítményt adott le.
A német cég prototípusát egy nagy hatótávolságú e-kamionnal tesztelték. Az új készülék több Siemens SICHARGE UC150 töltőberendezésből, ezek kimeneti teljesítményét összefogó kapcsolási kialakításból (switching matrix) és a megawatt-töltésre speciálisan kialakított diszpenzerből állt.
Ezzel a teljesítménnyel az e-kamionokban általában használt akkumulátorokat körülbelül 30 perc alatt, 20 százalékról 80 százalékra lehet tölteni.
Növekvő igény a zéró emissziós távolsági fuvarozási megoldások iránt
A nehéz haszongépjárművek felelősek az EU közúti közlekedéshez köthető, üvegházhatású-gázkibocsátásának több mint 25 százalékáért. Így a klímacélok elérése és az európai országok fosszilis importenergia-függőségének csökkentése érdekében az árufuvarozás elektrifikációját az uniós előírások több fronton is sürgetik. A cél, hogy a nehéz tehergépkocsik és a buszok CO2-kibocsátását 2040-re 90 százalékkal csökkentsék, 2035-re pedig már minden új városi busz zéró kibocsátású legyen.
Az e-haszonjárművek elterjedéséhez ugyanakkor az infrastruktúra-fejlesztés számos eleme szükséges Németországban is, ezekről fehér könyvet jelentett meg közösen a Siemens és a MAN.
További friss híreket talál az IoTmagazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!
Közös fejlesztést jelentett be a Siemens és a Mercedes-Benz
Az energiarendszerről készített digitális ikrek a gyártervezés jövőjére is kihatnak
Komoly mérnöki feladatot könnyít meg a két vállalat közös fejlesztése: a villamosenergia-rendszerről készített digitális másolat segítségével felgyorsíthatóvá válik az autógyárak energiarendszerének megtervezése, modernizálása.
A Digital Energy Twint a Mercedes sindelfingeni üzemében tesztelték, ahol olyan adatokat kötöttek össze a virtuális térben, mint például az épületek berendezései, az energiatermelés, az időjárási adatok, a terhelési profilok. A megoldás a fizikai energiarendszert szimulálva ellenőrzi a javasolt tervezést, energiafelhasználási forgatókönyveket, és ajánlásokat ad a kívánt eredmények optimalizálására, ideértve az energiahatékonyságot és a kapcsolódó költségmegtakarítást, valamint a CO2 kibocsátás csökkentését.
Az új fejlesztés a Mercedes-Benz azon törekvését támogatja, hogy a saját tulajdonú gyártóhelyeit 2039-re 100 százalékban megújuló energiával tudja üzemeltetni.
„A Digital Energy Twin a válaszunk a sikeres vizualizálásra, elemzésre és optimalizálásra az energiahatékony építési folyamatok terén. Ezzel jobban megértjük a meglévő gyárépületeket, és okosépületekké alakíthatjuk őket. A technológiának köszönhetően előremutató szabványok kialakítását segítjük elő”
– mondta Arno van der Merwe, a Mercedes Benz gépjárművek termelési tervezésért felelős alelnöke.
A Siemens és a Mercedes-Benz 2021-ben kötött stratégiai partnerséget a fenntartható autóipari gyártás és a termelési módszerek digitalizációjának elősegítésére. A mostani közös fejlesztés átláthatóbb döntéshozatalt tesz lehetővé az autógyárak tervezésének korai szakaszában.
A digitális ikrek technológiája a Siemens portfóliójának kulcsfontosságú része, mely felhasználható az új termékek megtervezéséhez, valamint a vállalatok fenntarthatósági céljainak eléréséhez is. A müncheni központú vállalat nemrég jelentette be a Heinekennel közös projektjét, melynek keretében segíti a sörgyártó dekaborbonizációs törekvését, és várhatóan telephelyenként 15-20 százalékkal mérséklik a felhasznált energia mennyiségét, illetve 50 százalékkal csökkentik a CO2-kibocsátást.
További friss híreket talál az IoTmagazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!