Automatyzacja produkcji w fabrykach BMW we współpracy z integratorem systemów – firmą cts

Zwinne i inteligentne: rozwiązania mobilne w zakresie robotyki rewolucjonizują współpracę ludzi i maszyn w branży motoryzacyjnej. Grupa BMW optymalizuje wydajność i innowacyjność w dziedzinie transportu materiałów dzięki mobilnym robotom Omron LD oraz przystawkom do przenośników firmy cts.

Produkcja samochodów i linie montażowe zawsze były ze sobą ściśle powiązane. Dopiero gdy w 1913 r. Henry Ford zastosował w swoich fabrykach przenośniki, samochody mogły podbić świat jako produkty wytwarzane masowo.

Grupa BMW wykorzystuje innowacyjne rozwiązania transportowe i logistyczne, aby zwiększać wydajność i elastyczność, lepiej łączyć procesy robocze, a także odciążyć pracowników od konieczności wykonywania powtarzalnych i czasochłonnych zadań. Koncepcja ta obejmuje wykorzystanie mobilnych robotów Omron LD do transportu materiałów. Te autonomiczne roboty są wyposażone w wieżę przenośnikową – urządzenie do obsługi ładunków o regulowanej wysokości, opracowane przez integratora systemów, firmę cts. Interakcja między pracownikami i robotami transportowymi w firmie BMW pokazuje, jak harmonijnie mogą działać fabryki przyszłości.

 

Cel: ciągła optymalizacja procesów produkcyjnych i logistycznych

W poszczególnych zakładach firmy BMW każdego dnia produkuje się nawet 1600 pojazdów. Przy tak dużej produkcji kluczowe znaczenie ma optymalizacja i zwiększenie wydajności z użyciem innowacyjnych strategii i technologii. Obejmuje to również procesy logistyczne i transportowe. Małe i duże części, w tym podzespoły kierownicy i wnętrza pojazdu, muszą być transportowane w sposób ciągły z miejsca składowania do linii montażowej.

 

Pracownicy produkcyjni poświęcali ponad 60% swojego czasu na transportowanie podzespołów. Łączenie różnych obszarów magazynowych i produkcyjnych z użyciem przenośników taśmowych jest niepraktyczne, więc ten etap był realizowany głównie ręcznie, co miało znaczny wpływ na wydajność – mówi Aleksandar Cvetanovic, kierownik ds. kluczowych klientów w Europie w dziale motoryzacji Omron Industrial Automation Europe.

 

Miniaturowe, inteligentne systemy transportowe spełniające wszystkie wymagania

W fabrykach BMW automatyczne i autonomiczne systemy transportowe były używane od lat 80. Tym rozwiązaniom brakowało jednak elastyczności, bazowały one na stałych trasach wyznaczanych w formie rowków. Potrzebny był robot, który mógłby transportować małe ładunki i tworzyć własne trasy. Powinien on umieć szybko się adaptować do nowych procesów, bez konieczności wprowadzania istotnych zmian w infrastrukturze.

 

Pierwszym zadaniem wstępnego projektu było zrozumienie i spełnienie wymagań klienta oraz znalezienie rozwiązania, które można wdrożyć. Ponadto firma BMW Group Logistics wymagała odpowiedniego standardu w zakresie swoich produktów i usług. Zdecydowała się na zastosowanie w niektórych swoich fabrykach mobilnych robotów LD firmy Omron, znanych również jako BMW Mini Smart Transport Robots (miniSTR) ze specjalnie zaprojektowanymi elementami mocującymi do przenośników taśmowych – dodaje Cvetanovic.

 

Jako integrator systemów firma cts, wieloletni partner firmy Omron, opracowała kompletne rozwiązanie do mobilnych robotów LD – przystawkę do przenośników taśmowych i oprogramowanie dostosowane do wymagań firmy BMW. Rozwiązanie to łączy program Omron Enterprise Manager z systemem planowania zasobów przedsiębiorstwa (ERP).

 

 

Firma cts od lat korzysta z produktów i rozwiązań firmy Omron i obecnie bada nowe możliwości wykorzystania autonomicznych pojazdów inteligentnych (AIV). Dzięki ponad 100 zrealizowanym projektom tego typu cts to największy integrator tej technologii w Europie.

 

Stworzenie systemu opartego na urządzeniach Omron LD, który spełnia wysokie wymagania światowej klasy producenta, takiego jak BMW, było wyzwaniem, które z przyjemnością podjęliśmy. Dzięki wieloletniemu doświadczeniu z urządzeniami Omron LD, które zostały z powodzeniem użyte w ponad 100 systemach pojazdów AIV, udało nam się szybko i skutecznie wdrożyć idealne rozwiązanie. Nasza rozległa wiedza na temat oprogramowania i struktury pojazdów AIV umożliwiła również integrację ze strukturą informatyczną BMW Group – mówi Alfred Pammer, dyrektor ds. automatyzacji fabryk w firmie cts.

 

Idealna trasa wyznaczana autonomicznie

Od 2015 r. w ramach współpracy BMW Group z Fraunhofer Institute IML powstają autonomiczne roboty (STR) do transportu kontenerów w halach produkcyjnych. W zakładzie BMW Group Regensburg działa obecnie druga generacja tych urządzeń.

Roboty transportują pojemniki na kółkach ważące maksymalnie tonę. Niezależnie obliczają idealną trasę i swobodnie się poruszają na danym obszarze. Nowa metoda nawigacji SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) nie wymaga zainstalowanych na stałe nadajników nawigacyjnych w budynkach, dzięki czemu można ją szybko wdrożyć w nowym środowisku. Wbudowany moduł akumulatora BMW i3 zasila urządzenie STR przez całą zmianę. Dostawa małych części odbywa się za pomocą mniejszej wersji urządzenia – miniSTR – opartej na robocie mobilnym Omron LD.

 

 

Globalna sieć serwisu i pomocy technicznej firmy Omron

 

Aby w pełni zautomatyzować wewnętrzną logistykę i połączyć automatyzację produkcji z technologią przemysłu 4.0 oraz cyfryzacją, należało stworzyć rozwiązanie do transportowania materiałów i tworzenia zadań z użyciem architektury oprogramowania z systemu cts AIV – mówi Cvetanovic. Nasz system zarządzania flotą Enterprise Manager oferuje więcej opcji niż rozwiązania innych dostawców. Wąska i wysoka konstrukcja urządzeń również okazała się korzystna, ponieważ w zakładzie BMW stosuje się dość wąskie ścieżki i wysoki sprzęt. Jednak głównymi powodami, dla których została wybrana firma Omron, były ogólnoświatowa obsługa serwisowa i pomoc techniczna. Globalnej firmie, takiej jak BMW, potrzebne jest coś więcej niż tylko dobre rozwiązanie techniczne.

 

Mobilne roboty firmy Omron zostały najpierw wdrożone w zakładzie w Landshut, a obecnie trwa ich wdrażanie w zakładach w Monachium, Wackersdorfie, Berlinie, Lipsku, Regensburgu, Eisenach i Dingolfing.

 

Wyrównanie z milimetrową dokładnością

Mobilne roboty, takie jak Omron LD, dostosowane przez firmę cts, pozwalają na znaczną optymalizację kosztów, ponieważ umożliwiają transportowanie materiałów bez barier oraz zajmują niewiele miejsca, co pozwala uniknąć typowych ograniczeń związanych z przenośnikami taśmowymi. Ponadto, dzięki autonomicznym trasom bez wymuszonego prowadzenia, jak np. w przypadku pętli indukcyjnych, roboty można szybko i elastycznie wdrożyć.

Roboty LD poruszają się z prędkością do 1,8 m/s. Mogą być wyposażone w podwójne czujniki, które współpracują z paskami magnetycznymi na podłodze, by zapewnić korektę położenia robotów z dokładnością liczoną w milimetrach. Taka dokładność umożliwia przyspieszenie procesów produkcyjnych.

 

Roboty wykrywają ludzi lub przedmioty na swojej drodze, korzystając z własnych czujników. Swobodnie manewrują wokół nich lub zatrzymują się, aby umożliwić przejście. Operatorzy linii produkcyjnych i personel zajmujący się konserwacją mogą bezpiecznie pracować z robotami typu LD – mówi Cvetanovic.

 

Zwiększanie wydajności z systemem Omron Enterprise Manager

System zarządzania flotą Omron Enterprise Manager umożliwia transportowanie produktów z jednego etapu produkcji do następnego. Zapewnia również, że roboty są zawsze naładowane. W czasie dużego natężenia pracy roboty mogą być na krótko skierowane do stacji ładującej, aby zwiększyć moc ich akumulatorów. Podczas planowanych przestojów wszystkie roboty są wysyłane do stacji ładowania.

System Enterprise Manager ułatwia także dodawanie przystawek do robotów. Nowe elementy nie wymagają dodatkowego programowania. System automatycznie integruje je z bieżącym stanem magazynowym i przypisuje im zadania.

Korzyści wynikające z zastosowania robotów Omron LD to nie tylko zwiększenie wydajności pracy. Skanery ochronne LD 90 zapewniają bezpieczeństwo innych użytkowników hali – zarówno maszyn, jak i ludzi.

 

Automatyzacja transportu materiałów bez tradycyjnej technologii (wymagającej używania przenośników i barier) oraz elastyczna konfiguracja stają się coraz ważniejsze dla procesów produkcyjnych.

 

Firma BMW jest liderem innowacji w branży motoryzacyjnej, w tym w inteligentnej logistyce. Dzięki współpracy z firmami Omron i cts interakcja między robotami a pracownikami może zostać wprowadzona także w innych sektorach, takich jak przemysł farmaceutyczny – podsumowuje Cvetanovic