Fleksibel automatisering basert på anvendt forskning
Østerdalskonferansen 2015 Fleksibel automatisering basert på anvendt forskning Lars Tore Gellein, Forskningssjef, avd. Produksjonsteknologi SINTEF Raufoss Manufacturing AS www.sintef.no/manufacturing [email protected] SINTEF Raufoss Manufacturing AS 1 Kjøreplan • • • • Kort om fagmiljøet jeg representerer Hva er utfordringen? Kjennetegn ved fremtidens automatiseringsløsninger Generelle erfaringer fra FoU-prosjekter SINTEF Raufoss Manufacturing AS 2 SINTEF Raufoss Manufacturing Industry (39,9%) Nammo Raufoss Hydro Aluminium Benteler Kongsberg Automotive Raufoss Technology Hexagon Materialteknologi SINTEF (50,1%) SIVA (10%) Ansatte: 85 Omsetning: 100 mill NOK Produkt- og produksjonsutvikling Produksjonsteknologi Prototyp pilot produksjon Testing og verifikasjon SINTEF Raufoss Manufacturing AS Produksjonsteknologi o Vår oppgave: Utvikle teknologi og systemløsninger for lønnsom produksjon o Faglige fokusområder: SINTEF Raufoss Manufacturing AS Nasjonalt kompetansesenter for vareproduksjon Laboratorier o o o o o verifikasjon av teoretisk forskning utvikling av forbedret eller ny teknologi industrialisering demonstrasjon og visualisering av resultater utdanning SINTEF Raufoss Manufacturing AS Kunder og bransjer Kunder, eksempler Aker Piping Technology Ekornes Farsund Aluminium Casting Gilje Tre GE Healthcare GKN Aerospace Norway H-vinduet Hydro Jøtul Kleven Kongsberg Automotive Nammo SRM, Møre Norsk Titanium Pretre Raufoss Technology REC, Narvik og Grenland Rolls Royce Marine Røros Bruk AS Sandvik Teeness Spenncon Ulefos Vik Ørsta/Safe Road Bransjer, eksempler Trondheim SRM Raufoss SRM, Kongsvinger Aerospace Automotive Forsvar Fritidsbåt Legemiddel Maritim Mekanisk industri Møbel Næringsmiddel Offentlig sektor Plastikk/kompositt Støperi Treforedlingsindustri SRM-lokasjoner Kundelokasjoner SINTEF Raufoss Manufacturing AS Kjøreplan • • • • Kort om fagmiljøet jeg representerer Hva er utfordringen? Kjennetegn ved fremtidens automatiseringsløsninger Generelle erfaringer fra FoU-prosjekter SINTEF Raufoss Manufacturing AS 7 Hva sier vareproduserende bedrifter, gjerne SMB'er? • "Vi har bare små serier" • "Ikke tid til å programmere en robot – vi må levere raskt" • "Vi har ikke råd til å ansette en robotspesialist" • "Vi gjorde avgrading med robot tidligere, men nå ser delen annerledes ut" • "Vår beste ansatte skal optimalisere prosessen isteden for å programmere en robot!" SINTEF Raufoss Manufacturing AS 8 Timelønnskostnader i industrien i Norge i forhold til handelspartnerne i EU, 2012 Figur 3.5 Timelønnskostnader i industrien i Norge i forhold til industrien hos handelspartnerne i EU i felles valuta i 2012. Handelspartnerne i figuren = 100. Kilder: Eurostat, OECD og Beregningsutvalget. Kilde: Grunnlaget for inntektsoppgjørene 2012, Arbeidsdepartementet Kilde: The International Federation of Robotics (IFR) Konkurransekraft med norsk lønnsnivå som bakteppe 130 125 93 92 Enhetens offisielle navn Motivasjon – oppstart av nye prosesser 100% Planlagt ytelse 50% Planlagt tid 50% 100% Kjøreplan • • • • Kort om fagmiljøet jeg representerer Hva er utfordringen? Kjennetegn ved fremtidens automatiseringsløsninger Generelle erfaringer fra FoU-prosjekter SINTEF Raufoss Manufacturing AS 12 Kjennetegn ved fremtidens automatiseringsløsninger Fleksible og adaptive, og går i retning av 1-stykks automatisering Datafangst og analyse for å forstå komplekse sammenhenger Rask oppstart, optimalisering og prosesstyring og -kontroll i sanntid basert på innsamlet data Nye intuitive og effektive programmerings- og optimaliseringsmetoder Robot-robotsamarbeid, menneske- robotsamarbeid og mobil robotikk 13 KUPP – Kundetilpassede produkter med samarbeidende autonome produksjonsceller (2009-2012) • Målsetting • • Hovedaktiviteter • • • • Utvikle konsepter og prototyper for automatiserte produksjonsceller for montasje av lavvolumsprodukter Designkonsepter realisert i form av laboratorieprototyper Fleksibel og rekonfigurerbar robotmontasje Distribuert, autonom styring av produksjonsressurser Resultater • • Operativ montasjecelle hos KA Montasjecelle under bygging hos Teeness SINTEF Raufoss Manufacturing AS Fleksibel montasje – rask omstilling og oppstart o Omstilling: o Nytt produkt: • Konfigurering Definering av nytt produkt: 1. 2. 3. Cellekonfigurering Komponentkonfigurering Produktkonfigurering • Testserie (~10) • Oppstartsserie (~100) • Produksjon Datafangst og analyse - prosessmonitorering • Måling av montasjekrefter • Analyse benyttes for å justere programmerte punkter 17 AUTOFLEX – Flexible automated manufacturing of large and complex products (2012 - 2015) • Målsetting • • • • Hovedaktiviteter • • • • Utvikle løsninger for en-stykks automatisering En-stykksautomatisering av ny generasjon thrustere Automatisert omstilling av store formeverktøy til støtfangerskinner Utvikling av teknologi for sensorbasert presisjonsmontasje Utvikling av nye effektive programmeringsmetoder Utvikling av løsninger for robot/menneske samarbeid Foreløpige resultater • • • • Visionbasert programmering av robot Effektive kalibreringsmetoder for robotmontert 3D-kamera Kraftstyrt montasje av styretapper Skruemontasje vha 3D-vision og kraftstyring SINTEF Raufoss Manufacturing AS Nasjonalt kompetansesenter for vareproduksjon Intuitive og effektive programmeringsmetoder • Eksempel: Omstilling av presseverktøy for støtfangere (Benteler) Pall med innsatser til verktøyet Verktøyet 19 Intuitive og effektive programmeringsmetoder On-line Off-line Programmering med vision Vision alignment av punkter Visualisering av hvert punkt Sikkerhets alignment Sjekk av programkvalitet Off-line programming Vision alignment Sensor-based assembly 20 Robot-robot og menneske-robot •Collaboration: •SFI Norman •KMB Next Generation Robotics TACO «Two Arm COoperation» Oppgave: få to roboter til å samarbeide om å flytte et produkt langs en bane samtidig med at de forholder seg til ytre krefter (Without destroying it) First lab demo IHAP – Innovativ, Helautomatisert, Adaptiv Produksjon av turbinledeskovler (2011 - 2015) • Målsetting • • Hovedaktiviteter • • • • Utvikle nytt produksjonssystem som tilrettelegger for énstykkproduksjon og én-stykks vareflyt av turbinledeskovler med begrenset bemanning Layout for produksjonssystem inklusive nytt transportsystem Automatisering av fiksturerings- og håndteringsoperasjoner Distribuert, autonom styring av maskineringsceller Foreløpige resultater • • • Utkast til dynamisk, adaptiv linjestyring for minimering av vare i arbeid Kapasitetsanalyse av SGV-transport (Self Guided Vehicle) Prototyp for linjeovervåking SINTEF Raufoss Manufacturing AS Nasjonalt kompetansesenter for vareproduksjon Pretre Prosjektinnhold Utredning av ny fabrikk for automatisert produksjon av takstoler –Kapasitetsberegninger, teknologivalg, investeringsanalyser • Konseptutvikling sammen med leverandører • Spesifikasjon av utstyrsleveranser og oppfølging av utvikling, installasjon og igangkjøring • Bygging av ny fabrikk og oppfølging av igangkjøring Krav til ny fabrikk: • • • • • • Økt kapasitet Produktiviteten skal firedobles Fleksibilitet til å produsere alle typer takstoler Utlegg av spikerplater og pressing skal automatiseres Materialtransport mellom stasjoner skal automatiseres etc SINTEF Raufoss Manufacturing AS Produksjonslinje for automatisert takstolproduksjon Pretre Takstolstabler Vision-system Automatisert jigg Rullepresse Automatisert punkt-presse Spikerportal SINTEF Raufoss Manufacturing AS Kjøreplan • • • • Kort om fagmiljøet jeg representerer Hva er utfordringen? Kjennetegn ved fremtidens automatiseringsløsninger Generelle erfaringer fra FoU-prosjekter SINTEF Raufoss Manufacturing AS 29 Suksesskriterier for vellykkede innovasjonsprosjekter Suksesskriterier: 1. Sterk idé, forankring, strategisk vilje og engasjement fra industrien SINTEF Raufoss Manufacturing AS 30 Sterk idé, forankring, strategisk vilje og engasjement fra industrien - Hvorfor være innovativ? • Kanskje er det ikke "faster horses" som er løsningen, ref. Henry Ford. SINTEF Raufoss Manufacturing AS Suksesskriterier for vellykkede innovasjonsprosjekter Suksesskriterier: 1. Sterk idé, forankring, strategisk vilje og engasjement fra industrien 2. Velbalansert og sterkt konsortium SINTEF Raufoss Manufacturing AS 32 Velbalansert og sterkt konsortium IPK - Institutt for Produksjons og Kvalitetsteknikk SINTEF Raufoss Manufacturing AS (Tidligere Produkt og Produksjon i SINTEF T&S) Industrial relevance – Industrial involvement – Scientific methods SINTEF Raufoss Manufacturing AS Velbalansert og sterkt konsortium SINTEF Raufoss Manufacturing AS Suksesskriterier for vellykkede innovasjonsprosjekter Suksesskriterier: 1. Sterk idé, forankring, strategisk vilje og engasjement fra industrien 2. Velbalansert og sterkt konsortium 3. Helhetlig og synkron prosjektportefølje (hos bedrift og FoU-miljø) SINTEF Raufoss Manufacturing AS 35 Helhetlig og synkron prosjektportefølje SINTEF Raufoss Manufacturing AS SINTEF Raufoss Manufacturing AS Suksesskriterier for vellykkede innovasjonsprosjekter Suksesskriterier : 1. Sterk idé, forankring, strategisk vilje og engasjement fra industrien 2. Velbalansert og sterkt konsortium 3. Helhetlig og synkron prosjektportefølje (hos bedrift og FoU-miljø) 4. Felles forståelse gjennom definerte, målbare, relevante og avgrensede mål SINTEF Raufoss Manufacturing AS 38 Felles forståelse gjennom definerte, målbare, relevante og avgrensede mål Features to be Sub Rationale/require What to demonstrated goals/objectives ment/why? demonstrate? Necessary How can it be functionality Planned achieved? Hva mener vi egentlig med feiltoleranse? Hvorfor trenger vi det ? Hvilke egenskaper må løsningen inneha for å være feiltolerant? Hvordan får vi verifisert at løsningen faktisk er feiltolerant? Etc….. SINTEF Raufoss Manufacturing AS Suksesskriterier for vellykkede innovasjonsprosjekter Suksesskriterier : 1. Sterk idé, forankring, strategisk vilje og engasjement fra industrien 2. Velbalansert og sterkt konsortium 3. Helhetlig og synkron prosjektportefølje (hos bedrift og FoU-miljø) 4. Felles forståelse gjennom definerte, målbare, relevante og avgrensede mål 5. Langsiktig teknologiutvikling SINTEF Raufoss Manufacturing AS 40 Langsiktig teknologiutvikling 2005 2008 2012 2015 2018 Fase 1 Internasjonal status, initiell teknologiutvikling og verifisering av teknologi Fase 2 Teknologiutvikling fokusert mot industrielle løsninger Fase 3 Utvikling, integrering og optimalisering av industrielle pilotanlegg Fase 4 Nyutviklede automatiserte sømprosesser inn i en helhetlig industriell modell. TEMPO sømprosjekt 3D sammenføyning Fra lab til industri Helhetlig løsning SINTEF Raufoss Manufacturing AS Suksesskriterier for vellykkede innovasjonsprosjekter Suksesskriterier : 1. Sterk idé, forankring, strategisk vilje og engasjement fra industrien 2. Velbalansert og sterkt konsortium 3. Helhetlig og synkron prosjektportefølje (hos bedrift og FoU-miljø) 4. Felles forståelse gjennom definerte, målbare, relevante og avgrensede mål 5. Langsiktig teknologiutvikling 6. Eksperimentell validering i relevant miljø SINTEF Raufoss Manufacturing AS 42 Lars Tore’s ”valley of death”: Fra eksperimentelt verifisert til industrialisering Industrien Forskeren Utfordringen: én svakhet oppdages = løsningen er ikke god nok, men ingen svakheter oppdages ≠ løsningen er OK. SINTEF Raufoss Manufacturing AS Suksesskriterier for vellykkede FoU-prosjekter Suksesskriterier : 1. Sterk idé, forankring, strategisk vilje og engasjement fra industrien 2. Velbalansert og sterkt konsortium 3. Helhetlig og synkron prosjektportefølje (hos bedrift og FoU-miljø) 4. Felles forståelse gjennom definerte, målbare, relevante og avgrensede mål 5. Langsiktig teknologiutvikling 6. Eksperimentell validering i relevant miljø 7. Resultatspredning og kompetanseoverføring (trening med operatører etc.) SINTEF Raufoss Manufacturing AS 44 Oppsummering • Hva er utfordringen? • Mange muliggjørende teknologier som modnes raskt • Må forstå hvordan en kan utnytte teknologien effektivt • Produktivitet og innovasjonstakt • Kjennetegn ved fremtidens automatiseringsløsninger • Fra dedikerte løsninger til fleksibel produksjon • Fra sluttkontroll til prosesskontroll • Generelle erfaringer fra FoU-prosjekter • FoU-samarbeid i sterke konsortium er en suveren forretningsmodell SINTEF Raufoss Manufacturing AS 45 Takk for oppmersomheten • www.sintef.no/manufacturing • [email protected] SINTEF Raufoss Manufacturing AS 46
© Copyright 2024