OMRON

Produktion

Im Jahr 2033 sind Produktionsabläufe einfach

„Flexible Line“ und „Zero Line Event“ eröffnen die „Super Productivity“ und „Super Flexibility“

OMRONs Vision zukünftiger Herstellungsprozesse besteht darin, dass Maschinen den Menschen unterstützen, indem sie sich mit ihren Bewegungen synchronisieren, menschliche Worte und Handlungen verstehen und sogar ihren Gesundheitszustand berücksichtigen. Wir nutzen und verlassen uns auf Maschinen und geben den Menschen Freiräume für neue Aufgaben, wie z. B. Wartung und Service. So können die Menschen frei gewordene Zeit für kreative Arbeit nutzen, wie beispielsweise der Planung von neuen Fertigungslinien. Wenn sich Produktionsprozesse vereinfachen und die flexible Produktion überall realisierbar ist, dann lassen sich die Bedürfnisse der Konsumenten erfüllen. Der Weg in eine lebenswerte Zukunft ist frei, in der Produktion nach individuellen Bedürfnissen möglich ist. OMRON arbeitet an der Weiterentwicklung von Technologien, die zu einem weltweiten Wandel im Bereich der Produktion führen.

Die Herausforderungen im Bereich der Fertigung sind „Super Productivity“ und „Super Flexibility“

Herausforderung im Bereich der Produktion mit  „Super Productivity“ und „Super Flexibility“

Aufgrund von der immer älter werdenden Gesellschaft entsteht im Nachwuchs ein Fachkräftemangel, welcher den Produktionsbetrieb gefährdet. Andererseits ändern sich die Bedürfnisse der Konsumenten schnell und sind zugleich vielfältig geworden. Produktionslinien müssen mit ihrer Infrastruktur die flexiblen Anforderungen für Art und Anzahl der Produktherstellung schnell im Griff haben. Zudem wird es immer wichtiger, die Produktion zeit- und ortsunabhängig zu gestalten. Herstellungsprozesse sind kompliziert geworden und die Produktionsbetriebe stehen vor der großen Herausforderung, die beiden Konzepte „Super Productivity“ und „Super Flexibility“ zu realisieren.

Immer mehr Fabriken benutzen Roboter für Produkttransport, Kommissionierung und Montage. Sensorik ist für Industrial Analytics beispielsweise im Bereich Temperatur und Geschwindigkeit auf dem Vormarsch. Dadurch lassen sich Maschinen von ungelernten Fachkräften betreiben und warten, die die bisher notwendige Ausbildung noch nicht genossen haben. Diese Bewegungen in Richtung IoT breiten sich schnell im Fertigungsbereich aus. Darüber hinaus beschleunigen Innovationen rund um die künstliche Intelligenz die Potenziale in der Produktion, die den Menschen zu ganz neuen Fähigkeiten verhelfen.
Robotikapplikationen für Logistik und Montage eröffnen die schnelle und flexible Fertigung. Jedoch verhinderten die aufwändige Installation und Systemänderung der Roboter bisher eine schnelle Inbetriebnahme. OMRON zielt auf eine „Flexible Produktion“, welche die Vorbereitungszeit auf ein Mindestmaß reduziert.

Erreicht man diese „Flexible Produktion“, so hat man die Voraussetzungen für eine anpassungsfähige Produktion geschaffen.

Erreicht man diese „Flexible Produktion“, so hat man die Voraussetzungen für eine anpassungsfähige Produktion geschaffen.

Die Verwendung eines automatischen Förderroboters am Fließband ermöglicht eine schnelle und flexible Änderung der Produktart oder -anzahl. Andererseits erforderte die Einführung von Robotern in der Regel lange Installations- und Einstellzeiten, bevor ein Prozessschritt in Betrieb genommen werden kann. OMRON steuert eine „Flexible Produktion“ an, wo die Vorbereitungszeit auf ein Mindestmaß reduziert wird.

Das Zusammenwirken zwischen Robotern und anderen Automatisierungsgeräten erfordert üblicherweise eine permanente Anpassung und Systemabstimmung von Prozessschritten. Basierend auf einem beliebigen Produkt sind maßgeschneiderte Werkzeuge entsprechend ihrer Positionierung herzustellen, damit Roboter effektiv im Herstellungsprozess agieren. Die Schaffung dieser maßgeschneiderten Werkzeuge bleibt ein unverzichtbarer Schritt, um den Robotern die gleiche Fähigkeit am Fließband zu ermöglichen, wie den Menschen. An dieser Stelle kann OMRON ansetzen.

OMRON verringert drastisch die erforderliche Zeit für den Einstellvorgang. Erst mit der unabhängigen Koordination zwischen autonomen Maschinen, Robotern und Sicherheitssensoren, die in der Fertigungsanlage separat zu konfigurieren sind, gelingt die Inbetriebnahme oder Umstellung einer neuen Produktionslinie reibungsloser und einfacher.

Darüber hinaus können die Aufgaben des Roboters komplexer gestaltet werden, so dass Montage und Fertigungsschritte übernommen werden können und damit den Menschen in der Arbeitswelt entlasten. Auf diese Weise wird der Einsatzbereich des Roboters erweitert und erfordert weniger maßgeschneiderte Werkzeuge, die sonst für jede einzelne Aufgabe am Fließband notwendig wären.

Eine schnelle Inbetriebnahme ist erst dann gewährleistet, wenn die Programmierung der Maschinen und Roboter einfach und komplikationslos vorzunehmen ist. „Wissen“ ist für OMRON der Schlüssel dazu.

Resultierend aus dem „Wissen“ lassen sich gesammelte Daten für Bewegungsmuster aus vorherigen Produktionen oder auch für Parameteränderungen der Fertigungseinstellungen nutzen. Intelligente Maschinen sind dann in der Lage, bei neuen oder ähnlichen Fertigungen sich selbst zu programmieren, was den Aufwand der menschlichen Arbeit enorm reduziert.

Die Maschine agiert bei Veränderungen eigenständig und erfüllt die Vorgaben einer „Null-Fehler-Produktion“

Die Maschine agiert bei Veränderungen eigenständig und erfüllt die Vorgaben einer „Null-Fehler-Produktion“

Nach einer Inbetriebnahme der Produktion sind produktionshemmende Ereignisse wie Fehlerproduktion und Maschinenstörungen nicht vorhersehbar. Ursache dafür sind entweder menschliches Fehlverhalten durch Bedienfehler oder technische Ausfälle, die in einer Maschine auftreten. Eine „Null-Fehler-Produktion“ referenziert auf eine Herstellungsmethode, in der Maschinen auftretende Störungsfälle selbst prognostizieren und eigenständig eine Lösung zu deren Verhinderung vorschlagen.

Den Schritt zu einer „Null-Fehler-Produktion“ begleitet OMRON mit „4M-Sensing“, wobei die für die Produktion erforderlichen vier „M-Faktoren“ (Mensch, Maschine, Material und Methode) genau analysiert werden und sich damit aus der Summe von Sensordaten und KI-Technologie Ereignisse vorhersagen und verhindern lassen.

Um zum Beispiel ein „Zero Human Event“ zu erkennen, werden die Arbeiter an der Produktionslinie auf Ermüdung oder andere körperlichen und geistigen Zustände hin überwacht, und Ereignisse, die aufgrund dessen auftreten können, werden vorhergesagt. Die Ursache wird dann zusammen mit Verbesserungsmaßnahmen an den Leiter der Produktionslinie gemeldet. Ebenso werden für die „Null-Fehler-Produktion“ Komponenten, die eine Fehlfunktion auslösen, detektiert und deren Lebenserwartung automatisch vorhergesagt. Diese Teile werden dann durch Wartungsmaßnahmen ersetzt, bevor Störungen auftreten, wodurch sich Stillstandszeiten in der Produktion reduzieren lassen. Zudem halten passende Ersatzteile und vorpräparierte Produktionseinstellungen die Anzahl der Störereignisse niedrig.

Sogenannte Deep Learning Technologien mit Big Data sind im Kommen. Zudem kommen „4M-Sensing“ und KI-Technologien, die auf Small Data basieren. Diese Trends unterstützen Neuentwicklungen und Veränderungen in der Produktion. Solche Ereignisse treten während der Sammlung von Daten möglicherweise nicht häufig auf. Daher ist es notwendig, dass äußerst präzise Vorhersagen auch mit minimalen Datenmengen gemacht werden können.

Wir bei OMRON intensivieren unsere Bemühungen in die Entwicklung von umfassenden Lerntechnologien, sowohl für große als auch für kleine Datenmengen.

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