OMRON

Maschinen, die Menschen verstehen und dabei selbstständig denken und handeln

„Jeder kann alles überall herstellen.

So sollten Produktionsprozesse

laut OMRON aussehen.“

PRODUKTION

Chief Specialist of Technology, Intelligent System Research Center, Technology and Intellectual Property H.Q.

Yoshihisa Ijiri, Ph.D.

In der Regel wählen Menschen aus einer Vielzahl von Artikeln, je nach ihren Vorlieben, ein Produkt aus, kaufen es und bleiben ihm treu. In Zukunft rücken individuelle Ansprüche in den Mittelpunkt und ein Leben im Wohlstand bedeutet Konsum nach ganz persönlichem Belieben. Einzigartige Artikel und Räume machen Freude die Formen, Farben, Materialien und Funktionen zu entdecken, welche perfekt auf den persönlichen Geschmack zugeschnitten sind. Erst eine flexible Fertigung macht es möglich auf diese individuellen Ansprüche einzugehen. Wir sehen uns in der Rolle, mit Innovationen dieser Vorstellung nahe zu kommen, damit weltweit individuell nach diesen Maßstäben produziert werden kann und Menschen die Produkte gefahrenlos nutzen können, die ihren Vorstellungen entsprechen. Bestes Beispiel ist das Smartphone, das intuitiv von jedem bedient werden kann.

„Fertigungsanlagen müssen so konzipiert sein, dass jedermann sie bedienen kann – genauso wie ein Smartphone“.

Wir fordern Produktionsstätten, die von jedem bedient werden können – genauso wie ein Smartphone

Wir leben in einer Zeit des Wertewandels. Die alte, „güterorientierte“ Sicht einer Massenproduktion und Massenkonsums steht einer “erfahrungsorientierten“, neuen Perspektive gegenüber, die vielmehr die individuell-persönliche Produktnote fokussiert. Und dieser Trend ist ungebrochen.

Was nun – wie sieht so eine ideale Fabrik aus, die diese Maßstäbe erfüllen kann? Laut Yoshihisa Ijiri, Produktivitätsexperte für Fertigungslinien bei OMRON, ist es, analog zur Smartphone-Produktion nur mit einer superproduktiven und superflexiblen Fabrik zu schaffen.

いつでも、どこでも、誰でも、何でも作れる究極のものづくりの現場として、工場がスマートフォンのような存在になるのが理想

Fabriken müssen wie Smartphones sein – mit perfekten Herstellungsbedingungen, in denen jeder alles überall fertigen kann.

„Zur Bedienung Ihres Smartphones müssen Sie sich durch kein Handbuch kämpfen. Die ideale Fabrik ist wie ein Gefüge, in dem jeder alles überall herstellen kann, ohne auch nur die Fachsprache und/oder die Fähigkeiten der Branche zu beherrschen – wie bei einem Smartphone.“

Mit einer zeitgemäßen Fertigungsanlage lässt sich eine Produktion weltweit zeitsynchron starten, um lokale Bedürfnisse zu decken und die Nachfrage schnell zu befriedigen. Dabei verfügen die Anlagen und Steuerungen, beispielsweise Sensorik und Controller, je nach Hersteller über unterschiedliche Standards sowie Spezifikationen und es werden nicht alle Sprachen unterstützt. Das erschwert es erheblich, eine Fabrik zu planen, die gleiche Produkte in unterschiedlichen Ländern fertigt. Es erfordert gezielt geschultes Personal, das die Anlagen bedienen kann plus eine Übersetzung sämtlicher Handbücher.

„Wir bereichern Produktionen mit innovativen, ‚autonom-agierenden Maschinen‘,
die selbstständig denken und handeln können“

ロボットが自分で考えて動く“機械の自律化”というイノベーションを、ものづくりの現場でも起こす

Ijiris Idee „einer Fabrik wie ein Smartphone“ ist insofern bahnbrechend, als das sie die Bedürfnisse der Menschen weltweit anspricht, ohne von menschlichen Kompetenzen abhängig zu sein. Sich in der Produktion weitestgehend auf Maschinen zu verlassen, eröffnet dem Menschen ganz neue Freiräume für Kreativität. Natürlich entstehen dadurch Herausforderungen aller Art.

ロボットにすべてを教え込まなくても、ロボットが自分で考えて目的に向かって動いてくれる“機械の自律化”が、今後のものづくりのカギとなる

„Autonome Maschinen“, die zur Erreichung eines Ziels selbstständig denken und handeln können und denen nicht alles einprogrammiert werden muss, sind der Schlüssel zu einer Produktion der Zukunft

Je mehr man sich einer menschlosen Fertigung nähert, desto mehr Aufwand müssen speziell ausgebildete Maschinenbetreiber und Fachkräfte in die Konfigurierung der Fertigungsprogramme stecken. Gelingt das Vorhaben, so können diese modernen Fertigungsanlagen autark Produkte herstellen. Allerdings ist der Aufwand für die komplexe Programmierung enorm hoch einzuschätzen, der bei Änderungen oder Störungen noch mehr Zeit und Geld kostet.

Diese Anpassung der Maschinen ist derzeit das größte Hindernis, um die Produktion für jedermann Realität werden zu lassen. Hierfür sind innovative Lösungen gefragt, die die Schnittstelle Maschine-Mensch (HMI) betreffen.

Wir brauchen Maschinen, die ihre Aufgaben erledigen, ohne ihnen alles im Einzelnen einprogrammieren zu müssen. Autonome Maschinen sind die Lösung.

Die Fertigungsaufgabe wird gestellt und der Roboter tut, was zu tun ist. Das wäre die ideale Form einer autonomen Maschine.

Sobald sich die Fragestellung von „Wie ist die Aufgabe auszuführen?“ in „Was ist das Arbeitsziel?“ umwandeln lässt, sinkt die Anzahl der Einstellarbeiten rapide.

Bei OMRON zählt in der Programmierung der Maschinen nicht das „Wie“, sondern vielmehr das „Was“. Mit weiterentwickelten AI-Technologien lassen sich in Steuerungstechnik und Bilderkennung völlig neue Potenziale für die Factory Automation erschließen.

Darüber hinaus ist es unsere Absicht, Fabriken zu konzipieren, in denen sowohl Roboter als auch Menschen mittels Steuerungen untereinander kommunizieren und dabei die Roboteraktionen optimieren. Dafür muss man die Produktion nicht aus der Vogelperspektive, sondern vielmehr aus einer Höhe von 10m betrachten, um so direkt Roboter und Steuerungen an das „Sensing & Control + Think“-Konzept anpassen zu können.

„Unser Ziel ist es, dass die Produktionslinien die Statuszustände der Maschinen, deren Rahmenbedingungen und die der Arbeiter kennen.“

生産ライン自身が機械や周囲の状況、働くスタッフを理解してくれるようにしたい

Derzeit arbeitet OMRON an der Entwicklung zukunftsweisender Fertigungspraktiken in den eigenen Produktionsbetrieben. Die Fertigung in Kusatsu, der Hauptproduktionsstandort der Steuerungen von OMRON, hat erstmals mittels Integration betriebsfremder Technologien erfolgreich die Statusmeldungen der Leiterplattenproduktion visualisiert und somit einen Produktivitätsanstieg um 30% erreicht.
Außerdem versucht das Unternehmen, seine Innovation von „endlos produzierenden Fertigungslinien, die ihren Betrieb niemals aufgrund unvorhergesehener Probleme unterbrechen“ in die Praxis umzusetzen, indem es die Produktion mithilfe der „4M Sensing“-Technologie präzise überwacht und die sogenannten vier wichtigsten Elemente der Fertigung (Mensch, Maschine, Material und Methode) beobachtet, um potenzielle Beeinträchtigungen der Produktionseffizienz und Produktqualität zuverlässig zu erkennen.

「4Mセンシング」が、人が気づかないことも見つけだし、事前に手を打てる

„4M Sensing“ erkennt und mindert Risiken, die Menschen nicht wahrnehmen

„Treten in einer Produktionslinie Probleme auf, so kann die Fehleranalyse und Problembehebung zeitraubend sein. Oft sind es Banalitäten wie eine ungenügende Schmierung. Sobald die „4M Sensing“-Technologie gemeinsam mit der AI-Technologie funktioniert, gelingt die Fehlererkennung einfacher als es sich sogar erfahrene Ingenieure vorstellen können. So lässt sich damit die Einsatzdauer einer Komponente abschätzen und per Vibrationsmuster oder kritischer Oberflächentemperatur ein Warnsignal auslösen. Selbst gesundheitliche Probleme eines Arbeiters lassen sich anhand von Bewegungs- oder Vitaldaten erkennen und lösen eine Meldung aus.

Die „4M Sensing“-Technologie dient der Unterstützung von autonomen Maschinen und harmonisiert die Zusammenarbeit zwischen Maschine und Mensch an einem Arbeitsplatz.

Fertigungsanlagen mit mehreren Maschinen halten die Statusmeldungen der einzelnen Maschinen transparent und gewährleisten eine sichere und stabile Produktion, indem sie den Menschen verstehen. Das ist es, womit wir uns zurzeit beschäftigen.“

Indem das Wissen eines qualifizierten Arbeiters in Maschinen integriert wird und die Maschinen die Fertigkeiten des Arbeiters nachahmen können, werden autonome Maschinen immer selbstständiger.

Der Mensch kann sich der Schaffung neuer Innovationen widmen und durch Kreativität den Produktionsprozess noch weiter verbessern. Das schafft Beeindruckendes für eine Welt von morgen.

In der festen Überzeugung, dass dieses Leben eines Tages real wird, hat sich OMRON mit anderen Partnern aus der Industrie verbündet, die an gleichen Visionen arbeiten.

Wir suchen weiter nach der ultimativen Produktion, damit jeder alles überall herstellen kann.

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