5 minute read

Z modularizacijo do optimizacije proizvodnih procesov

Pri optimizaciji proizvodnje je treba izkoristiti vse možne priložnosti. Za namen izboljšanja hitrosti, natančnosti in preglednosti so raziskovalci Fraunhoferjevega inštituta za tehnologijo materialov in žarkov IWS razvili rešitev SURFinpro, ki s pomočjo umetne inteligence in optične merilne tehnologije odkriva, razvršča in vizualizira napake v realnem času, med potekom procesa dela ter o njih poroča proizvodnemu obratu.

Zaradi prefinjenega modularnega pristopa z uporabo učinkovitih komponent ima SURFinpro veliko različnih možnosti uporabe in ga je mogoče enostavno prilagoditi. »So izjemno lahki, izjemno tanki, izjemno zanesljivi, vse to ob hitri proizvodnji,« je prednosti rešitve nanizal dr. Christopher Taudt, vodja skupine za površinsko meroslovje v Fraunhoferjevem centru za optično meroslovje in površinske tehnologije AZOM v Zwickauu, ki je del Fraunhoferjevega inštituta IWS. Dr. Taudt s svojo ekipo zagotavlja, da se takšne obljube izdelkov uresničijo. Znanstveniki so skupaj razvili sistem, ki zaznava površinske napake, artefakte in spremembe teksture ter jih ocenjuje s pomočjo umetne inteligence.

Ta postopek lahko hitro in v visoki ločljivosti zajame 3D-informacije o površinah. Merilni podatki se uporabljajo za ustvarjanje dodatnih informacij za tekoče proizvodne procese. »Sistem ne odkriva le napak – hkrati jih tudi razvršča in takoj vzpostavi širši kontekst. Naše stranke dobijo informacije o vrsti napake, skupaj s številnimi drugimi parametri, kot so gostota napake, geometrijske mere in pogostost,« je pojasnil dr. Taudt. »To predstavlja pomembno dodano vrednost v primerjavi z običajnimi sistemi,« je sklenil.

Večja natančnost pri večjih hitrostih z inteligentno in domiselno modularnostjo

» SURFinpro z uporabo umetne inteligence in optične merilne tehnologije odkriva, razvršča in vizualizira napake v realnem času med potekom postopka. S prefinjenim modularizacijskim pristopom z uporabo učinkovitih komponent ima SURFinpro veliko različnih možnosti uporabe in ga je mogoče enostavno prilagoditi. Foto: Fraunhofer IWS

Merilni sistem že več kot leto dni uspešno deluje v industriji in analizira postopek iz zvitka v zvitek s substrati širine 70 centimetrov. Da bi izkoristili nadaljnji potencial za optimizacijo, dr. Christopher Taudt in ekipa SURFinpro sistem usposabljata v tekoči proizvodnji z uporabo kataloga napak. Ko so napake prijavljene, se prenesejo v nevronsko mrežo, s čimer se izboljšuje natančnost odkrivanja. Raziskovalci s pomočjo informacij o meritvah preverjajo, ali se pojavljajo nove napake ali se spreminjajo obstoječe, kar zahteva dinamičen odziv sistema. »Po eni strani si prizadevamo razviti boljše nevronske mreže, ki potrebujejo manj podatkov,« pojasnjuje znanstvenik, »poleg tega pa razvijamo tudi nove strategije usposabljanja v okviru tekočega delovanja.«

Strokovnjaki Fraunhoferjevega inštituta AZOM trenutno svojo tehnologijo prilagajajo novim področjem uporabe, kot so postopki neprekinjene proizvodnje kompozitnih vlaken. »Tu naših partnerjev ne zanima le preprečevanje napak v bližini površine, temveč želijo, da bi bila tehnologija sposobna prepoznati in oceniti komponente v več dimenzijah,« pojasnjuje Taudt. Druga ciljna skupina, ki jo ekipa predvideva za algoritme in sistem za razvrščanje napak, je polprevodniška industrija, na primer pri proizvodnji prožnih polprevodniških materialov.

Za trenutno rešitev Fraunhofer AZOM uporablja največ štiri kamere. V naslednjem koraku nameravajo raziskovalci sistem dopolniti z dodatnimi sistemi kamer. To bi bilo koristno ne glede na proces, ki se ocenjuje, od procesov s kompozitnimi vlakni, ki vključujejo zelo velike komponente, do tradicionalnih procesov z valjanjem, kot se na primer uporabljajo v fotovoltaični industriji. Drugi ključni vidik za znanstvenike je hitrost sistema. Zlasti pri plastičnih masah, ojačenih z vlakni, pa tudi pri predelavi tekstila, je treba zelo kratke čase ciklov še posebej pospešiti. »Povečanje hitrosti je pomembno vprašanje, mi pa imamo strokovno znanje in izkušnje za izpolnjevanje teh zahtev. Naša rešitev uporablja tehnologije strojnega učenja in umetne inteligence najprej za dejansko analizo, pa tudi za pospešitev korakov ocenjevanja,« je izpostavil vodja skupine in nadaljeval: »Učinkovit postopek analize meritev je sestavljen iz obvladljivega števila posameznih korakov, ki filtrirajo in zmanjšujejo količino podatkov. Na tem področju nenehno razvijamo nove tehnologije, da bi ta proces še pospešili in na primer iz manjše količine podatkov pridobili enako količino informacij.«

» Fraunhofer IWS razvija kompleksne sistemske rešitve na področju materialov in laserske tehnologije. Opredeljujemo se kot nosilci idej, ki razvijajo prilagojene rešitve na podlagi laserskih aplikacij, funkcionaliziranih površin ter inovacij na področju materialov in procesov – od enostavno integriranih rešitev po meri do stroškovno učinkovitih rešitev za mala in srednje velika podjetja ter rešitev na enem mestu, pripravljenih za industrijo. Naše sektorske raziskave se osredotočajo na letalsko, energetsko in okoljsko tehnologijo, avtomobilsko, medicinsko in strojno industrijo, orodjarstvo, elektrotehniko in mikroelektroniko ter fotoniko in optiko. Na naših petih področjih prihodnosti in inovacij, kot so baterijska tehnologija, vodikova tehnologija, funkcionalizacija površin, fotonski proizvodni sistemi in aditivna proizvodnja, že danes ustvarjamo podlago za tehnološke odgovore prihodnosti. Foto: Fraunhofer IWS

Nemški znanstveniki menijo, da je ena od ključnih značilnosti njihovega sistema njegova modularnost. Zaradi prefinjenega modularnega pristopa z uporabo učinkovitih komponent sistem SURFinpro omogoča široko paleto možnih namestitev in se zlahka prilagaja: »Veliko tehnologij, ki jih uporabljamo v našem sistemu, je bilo razvitih kot samostojne komponente tako, da jih je mogoče učinkovito izvajati tudi v različnih drugih kontekstih in projektih.« Projekt raziskovalcev Fraunhofer AZOM je odličen primer, kako uspešen in izvedljiv je lahko ta modularni pristop.

This article is from: