Industrielle Automatisierung

Industrielle Automatisierung begleitet uns seit vielen Jahren. Aber kennen Sie alle Arten, die es enthält? Wie passt es in Industrie 4.0? In diesem Beitrag beantworten wir die häufigsten Fragen zur Industriellen Automatisierung.

Was ist industrielle Automatisierung?

Industrielle Automatisierung ist ein sehr weit gefasster Begriff, der alle Technologien und Methoden umfasst, mit denen sich wiederholende Aufgaben automatisch erledigt werden können, entweder mit oder ohne Eingriff eines Bedieners.

Das Universum der industriellen Automatisierung ist sehr breit, ebenso wie die Technologien, die in der Industrie angewendet werden können. Neben der Einbeziehung von Robotern, SPS oder pneumatischen Systemen … zur Ausführung sich wiederholender Aufgaben gibt es andere Technologien, die in vielen anderen Prozessen in der Industrie eingesetzt werden können, um einen größeren Mehrwert zu bieten.

Was hat Industrieautomation mit Industrie 4.0 zu tun?

Industrielle Automatisierung ist heute ohne Industrie 4.0 nicht mehr zu verstehen. Industrielle Automatisierung entsteht als natürliche Weiterentwicklung von Produktionsprozessen. Das geschah bereits mit der Dampfmaschine, der Elektrizität oder dem Erscheinen der ersten Roboter und Automaten. Was Industrie 4.0 bietet, ist die Fähigkeit, all diese traditionellen Systeme miteinander zu verbinden, um sowohl das gemeinsame Management als auch die Diagnose des gesamten Produktionsprozesses durchzuführen. Es ermöglicht uns auch, diese Daten zu analysieren, um Wettbewerbsfähigkeit, Qualität oder Wartung zu verbessern.

Bei alledem liegen die Vorteile von I4.0 ganz klar auf der Hand:

• Schnelle Verbesserung und Anpassung an die Entwicklung von Produkten auf dem Markt.
• Stärkere Anpassung des Endprodukts durch digitale Systeme, die es ermöglichen, den Prozess ohne große Schwierigkeiten zu variieren.
• Agilere Referenzänderungen innerhalb derselben Linie, wodurch verschiedene Teile/Produkte an denselben Positionen hergestellt werden können, ohne dass eine Duplizierung erforderlich ist.
• Mehr Kontrolle über die Herstellungsparameter und damit die Qualität.

Industrielle Automatisierungstypen

Bei ATRIA haben wir an einer großen Anzahl von Industrieautomatisierungsprojekten gearbeitet und dabei Technologien eingesetzt, die es uns ermöglichen, Aufgaben zu automatisieren. Einige dieser Technologien sind:Computer Vision, kollaborative Robotik, Industrierobotik , AGVs/AMR und erweiterte Realität .

Anschließend teilen wir Ihnen im Detail mit, woraus diese Technologien bestehen:

• Computersehen: Computer Vision ermöglicht es uns, durch Bilder verschiedener Art visuelle Informationen über die Umgebung zu erhalten. Damit können Anwendungen entwickelt werden, wie z. B. Stückvermessung, Fehlererkennung, Positionierung etc.).

• Kollaborative Robotik: Kollaborative Robotik ermöglicht das Hinzufügen von Roboterarmen zu Arbeitsplätzen oder Bereichen, in denen Menschen und Roboter koexistieren müssen. Diese Art von Robotern umfasst Sensoren unterschiedlicher Art, um auf Veränderungen in der Umgebung zu reagieren.

• Industrielle Robotik: Wie wir wissen, wird Industrierobotik verwendet, um sich wiederholende Aufgaben zu automatisieren, normalerweise mit schweren Teilen, mit denen kollaborative Roboter nicht arbeiten können. Zum Beispiel Teile von einer Position zur anderen verschieben.

• AGVs, AMR und AIVs: Autonomous Guided Vehicles (AGVs), Autonomous Mobile Robots (AMRs) oder Intelligent Autonomous Vehicles (AIVs) werden im Allgemeinen zum Transport von Material innerhalb von Produktionsstätten eingesetzt. Darüber hinaus sind, wie Sie in einem der von uns durchgeführten Projekte unten sehen werden, andere Verwendungen möglich, wie z. B. das Testen von Funktionen an verschiedenen Arbeitsplätzen. Es gibt auch verschiedene Arten von AGVs:Filoguided, mit Kartierung usw.. Hier dieser Beitrag gewidmet.

• Erweiterte Realität: Augmented Reality wird unter anderem bei der Wartung, der Aufgabenführung und der Verbesserung der Ergonomie am Arbeitsplatz eingesetzt. Bei ATRIA arbeiten wir mit Industrieprojektoren, Datenbrillen und tragbaren Geräten wie Tablets. Mehr über diese Technologie erfahren Sie in diesem Post über Augmented Reality und dieser spezifische Post über Augmented Reality in der industriellen Instandhaltung.

Hier sind einige Kombinationen dieser Technologien, die komplexere Probleme lösen können:

• Robotik + Vision + KI: Viele von Ihnen haben sicher schon von Robotersystemen zum Zusammenbauen, Platzieren oder Transportieren von Teilen gehört. Auch Vision-Systeme, um Teile zu lokalisieren oder Kommissionieraufgaben in chaotischer Weise durchzuführen. Diese Technologien haben jedoch viel mehr Möglichkeiten.
  Von ATRIA setzen wir auf Künstliche Intelligenz für die komplexesten Fälle, die mit herkömmlichen Computer-Vision-Systemen nicht gelöst werden können. Der Einsatz von künstlicher Intelligenz erlaubt es, nicht nur im Raum zu lokalisieren oder zu beurteilen, ob ein Teil gut oder schlecht ist, sondern sich auch an neue Situationen, Hindernisse oder Fehler anzupassen.
  Stellen Sie sich vor, ein Produkt läuft durch ein Fließband und ein Roboter muss aufheben und in eine Kiste legen. Mit einem herkömmlichen Bildverarbeitungssystem würden ein oder mehrere „gute“ Muster bestimmt, mit denen das Produkt für die Verpackung gültig wäre, andernfalls würde es verworfen.
  Unter Einbeziehung künstlicher Intelligenz können wir das Erscheinungsbild beurteilen neue „schlechte“ Fälle und separieren sie zu einem bestimmten Punkt für die Bewertung und implementieren komplexere und vielseitigere Anwendungen angesichts von Änderungen und Variabilität. Ein Beispiel finden Sie hier.

• Robotik + Vision + AGV/AMR: Eine weitere interessante Kombination ist die Vereinigung von kollaborativen Robotern mit mobilen Plattformen (AGV, AMR oder AIV). Diese Verbindung ermöglicht Flexibilität der Prozesse, da sich der Roboter unabhängig zwischen verschiedenen Arbeitsstationen bewegen kann, ohne dass für jede einzelne in einen Roboter investiert werden muss. So werden Wartezeiten auch bei anderen Aufgaben optimiert. Darüber hinaus ist es möglich, ein Computer-Vision-System einzubeziehen, um mögliche Toleranzen oder Abweichungen bei der Platzierung der autonomen Plattform zu absorbieren und das Teil, mit dem wir arbeiten werden, korrekt zu referenzieren. Wir hinterlassen Ihnen auch einen Link zu einem der Projekte, in denen wir ein kombiniert haben MIR mit einem UR  und ein Vision-System mit künstlicher Intelligenz.

Vorteile der industriellen Automatisierung

Industrielle Automatisierung kann große Vorteile für die Produktionsprozesse von Unternehmen bringen. Hier sind einige der interessantesten:

• Produktivitätsverbesserung:  Die industrielle Automatisierung ermöglicht eine größere Kontinuität in den Produktionsprozessen. Es ermöglicht auch, die täglichen und jährlichen Nutzstunden zu maximieren, indem man jeden Tag des Jahres 24 Stunden am Tag produzieren kann. Dies ermöglicht eine höhere Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit.
• Qualitätsverbesserung: Die Kontrolle und Visualisierung von Parametern in Echtzeit, die Visualisierung der Teile dank der Computer-Vision-Kameras und andere intelligente Kontrollprozesse ermöglichen eine höhere Qualität in der gesamten Produktionslinie.
• Flexibilität: Industrielle Automatisierungsprozesse ermöglichen es uns, die Flexibilität zu verbessern, da wir die Kapazität der Produktionslinien erhöhen und es ermöglichen, neue Produkte oder Änderungen zu verarbeiten.
• Konkurrenzfähigere Betriebskosten: Die industrielle Automatisierung reduziert die Betriebskosten für alle zuvor genannten Vorteile:Abfallreduzierung, Qualitätsverbesserung und Produktivitätssteigerung.
• Informationsbeschaffung:  Ein weiterer interessanter Aspekt der Automatisierung ist die Möglichkeit, eine große Menge an Informationen von den Elementen zu sammeln, aus denen die Stationen und Maschinen bestehen. Dadurch können wir die vorbeugende Wartung verbessern, wenn wir feststellen, dass bestimmte Parameter den Prozess beeinflussen. Es ermöglicht auch, Ausschuss zu reduzieren und die Effizienz der Linie zu verbessern.
• Sicherheit: Dank der Automatisierung erreichen wir sicherere Produktionsprozesse für Menschen, indem wir sie von Aufgaben befreien, die gefährlich oder beeinträchtigt sein können und die körperliche Abnutzung und / oder Verletzungen verursachen können.

Industrielle Automatisierungsanwendungen

Innerhalb der Industrieautomation gibt es viele Anwendungsmöglichkeiten. Heute möchten wir Ihnen einige davon erzählen. Einige von ihnen sind allgemeiner und können auf verschiedene Sektoren und Produktionsanlagen angewendet werden, andere spezifischer auf bestimmte Branchen:

• Auswahl der Teile: Das Bewegen von Teilen von einer Position zur anderen ist eine der Aufgaben, die am ehesten automatisiert werden können. Jede Anwendung ist anders und benötigt andere Einstellungen oder Elemente. Die Kommissionierung von chaotischen Teilen mit komplexen Geometrien ist derzeit möglich. Dazu ist es notwendig, 3D-Bildverarbeitungstechnologie zu verwenden und die Roboterklaue richtig zu entwerfen. Wir zeigen Ihnen ein Projekt  die wir gemacht haben, in denen wir einen Yumi ABB verwenden .
• Qualitätskontrolle: die Qualitätskontrolle von Stücken wird in vielen Fällen manuell durchgeführt, was eine sehr langwierige Aufgabe ist. Es kann mit verschiedenen Computer-Vision-Technologien automatisiert werden, um Fehler in Kunststoff, Metallteilen mit unterschiedlichen Konfigurationen usw. zu erkennen. Die Automatisierung dieser Art von Aufgaben ermöglicht eine effizientere und schnellere Inspektion von 100 % der Produktion. Ein von uns erstelltes Beispiel können Sie hier sehen
• Pharmazeutische Industrie: die Prozesse des Abfüllens von Medikamenten und Pillen, das Einlegen in Schachteln, deren Verpackung usw. sind in den meisten Fällen automatisierte Prozesse mit autonomen Arbeitszellen.
• Landwirtschaft: Die Automatisierung ist in der Landwirtschaft bereits vorhanden und wird voraussichtlich in nicht allzu ferner Zukunft noch weiter zunehmen. Es gibt bereits Modelle von autonomen Traktoren und Erntemaschinen und Drohnen, die für die Besprühung und Inspektion von Plantagen zuständig sind. Dies ermöglicht es, Aufgaben zu parallelisieren und in einer immer anspruchsvolleren Branche wettbewerbsfähiger zu werden. Sie können ein Beispiel für eines unserer Lieblingsprojekte sehen.

• IT-Anwendungen: Die Automatisierung von Aufgaben im Zusammenhang mit der IT-Welt ist sehr wichtig, da sie es uns ermöglicht, große Datenmengen zu sammeln und sie angemessen zu behandeln, ohne dass große Teams von Menschen erforderlich sind. Es bezieht sich auch auf alle Informationen im Zusammenhang mit der Lieferung, wie z. B. die automatische Überprüfung des Bestands verfügbarer Teile und die Bestellung, wenn eine bestimmte Menge erreicht ist.
• Bergbauindustrie: Dieser Sektor befindet sich dank der Vorteile, die die Automatisierung in seinem Betrieb bietet, in einem großen Wandel. Vor allem der Einsatz von autonomen Fahrzeugen reduziert das Risiko, dem die Arbeiter ausgesetzt sind, sowohl beim Abbau als auch beim Abbruch erheblich. Auf diese Weise können Menschen viel sicherer Aufgaben übernehmen.

Wie kann Industrial Automation in Unternehmen eingebunden werden?

Was wir erklärt haben, mag sehr interessant sein, aber es können Zweifel an der Umsetzung in Unternehmen aufkommen.
Von Anfang an müssen wir viele Faktoren berücksichtigen, die bewertet werden müssen:

• Das ultimative Ziel der Anwendung
• Sein Schwierigkeitsgrad
• Die wirtschaftliche Rendite, die wir erzielen können
• Der Zeitaufwand
• Die zum Starten der Anwendung erforderlichen Ressourcen
• Und viel spezifischer für jede Anwendung

Darüber hinaus gibt es einige Unternehmen, die als "Industry 4.0 Enablers" bezeichnet werden , wie ATRIA, die dafür verantwortlich sind, all diese Aufgaben zuverlässig und agil zu erledigen.

Zu befolgende Schritte zur Implementierung eines industriellen Automatisierungssystems

Zunächst ist es notwendig, das Ziel der Anwendung, die uns zur Verfügung stehende Zeit und die zur Verfügung stehende Investition für die Durchführung der Automatisierung zu definieren.
An dieser Stelle müssen wir überlegen, wie die Automatisierung durchgeführt werden soll. In vielen Fällen kann es interessant sein, mit einem kleinen Projekt zu beginnen, das es Ihnen ermöglicht, die Technologie zu validieren und sich damit vertraut zu machen. Dies bedeutet, das Risiko der Investition in hohem Maße zu reduzieren und ihre Rentabilität sicherzustellen. In anderen Fällen ist es notwendig, direkt zur industriellen Umsetzung am endgültigen Standort zu gehen.
Dann sagen wir Ihnen, was die allgemeinen Schritte zur Durchführung von Industrieautomatisierungsprojekten sind:

• Planung. Um das automatisierte System zu entwerfen, das zur Durchführung der vorgeschlagenen Verbesserung implementiert wird, sind gründliche Kenntnisse des Produktionsprozesses erforderlich. Dazu gehören auch die Lieferanten- oder Lieferantenauswahl, Implementierungszeiten und verfügbare Ressourcen.
• Montageverwaltung. Kontrollierte Abschaltungen, Wartungsarbeiten oder Wochenenden werden berücksichtigt, um die Auswirkungen während der Installations- und Testphase zu minimieren.
• Integration von Elementen. Das neue automatisierte System muss mit bestehenden Systemen zusammenarbeiten, kommunizieren und verbunden sein. Wir müssen die Kommunikationssysteme anpassen, damit es richtig funktioniert.
• Ausführung und Programmierung. Das neue automatisierte System wird an seinem neuen Standort installiert. In vielen Fällen kann die Programmierung zuvor installiert worden sein, was in diesem Stadium Zeit spart. Die Verbindung von Elementen, die Installation von mobilen Elementen und andere notwendige Hilfsarbeiten werden durchgeführt.
• Verifizierung. Mit dem eingerichteten System führen wir eine Überprüfung und Neujustierung durch, um zu testen, ob der Prozess korrekt und optimal funktioniert.
• Wartungsplanung. Die Wartung ist ein Schlüsselelement für den ordnungsgemäßen Betrieb. Ein ordnungsgemäß dokumentierter Wartungsplan wird erstellt.
• Schulung. Dies ist ein sehr wichtiger Punkt bei der Verwaltung automatisierter Prozesse. Der gute Betrieb der Stationen hängt eng mit deren guter Nutzung zusammen.
• Fehlerbehebung. Automatisierte Systeme werden drahtlos sein Sensoren und Detektoren, wann immer möglich, um die Wartung und Fehlererkennung zu erleichtern.

Von ATRIA aus haben wir verschiedene Automatisierungsprojekte durchgeführt, angepasst an die Bedürfnisse des Kunden und des Prozesses, Sie können sie hier sehen .

Möchten Sie Industrial Automation in einem Ihrer Projekte anwenden? Kontaktieren Sie uns!

Verwandte Projekte:

• Automatisierung einer Wellenmontage mit Schaufeln
• Kommissionieren mit Vision und zweiarmigem kollaborativem Roboter
  
• Pick &Place vom Band mit UR und Sicht nach der Injektion