Матричное производство: пример для Industrie 4.0

В эпоху Industrie 4.0 востребованы адаптируемые решения для преодоления пиковых нагрузок или дефицита ресурсов. Благодаря конфигурируемым производственным ячейкам, транспортировке деталей и инструментов с помощью автоматически управляемых транспортных средств (AGV) и разделению логистики и производства матричное производство может стать основным фактором конкуренции.

Industrie 4.0: гибкость за счет матричного производства

Прогрессирующая индивидуализация в эпоху Industrie 4.0 меняет производство. Из-за нестабильности рынков все более важным становится производство небольших партий продукции без ущерба для рентабельности. Одной из основных проблем является производство растущего числа вариантов и моделей одного изделия в разном количестве. В автомобильной отрасли это вызвано, например, повышенным уровнем индивидуализации.

Концепция матричного производства позволяет в перспективе развить производство промышленного масштаба с высокой способностью к адаптации, которое будет объединено в сеть на протяжении всей производственной цепочки. Система может быть мгновенно автоматически переоборудована на другой тип продукции – без простоев и остановки производства. Это позволит без ограничений производить индивидуализированные серии продукции, что является важной составляющей Industrie 4.0, в рамках промышленного массового производства.

Принцип матричного производства

Матричное производство основано на категоризованных, стандартизированных производственных ячейках. Они располагаются практически в любом количестве на одном растре. Все ячейки оснащены оборудованием, не зависящим от изготавливаемой продукции, и обладают базовыми функциями для конкретного вида продукции.

Внутри ячеек расположены поворотные столы для укладки деталей, приемные приспособления для инструментов и роботы, которые выполняют соответствующий процесс. Эти производственные ячейки можно доукомплектовать оборудованием, предназначенным для изготовления конкретного вида продукции. Сварка, склеивание, штамповка, пайка и клепка: можно интегрировать практически любой процесс.

Транспортировка деталей и инструментов осуществляется с помощью автоматически управляемых транспортных средств (AGV). С помощью навигационного алгоритма SLAM они направляются к отдельным ячейкам. После прибытия в ячейку робот берет детали.

Эти детали затем обрабатываются с использованием интеллектуальных приложений на базе робота, таких как технология Jigless Bodyshop. При этом один робот держит одну деталь, второй робот – другую деталь. Обе детали соединяются в единое целое, после чего третий робот, так называемый технологический робот, может выполнять их сваривание.

Хранятся детали на складе. На инструментальном складе находятся инструменты для изготовления определенных типов продукции.

Благодаря цифровым, объединенным в сеть цепочкам создания стоимости Industrie 4.0 становится реальностью.

Разделение логистики и производства

Автономно передвигающиеся AGV могут брать разные детали и инструменты с помощью индивидуально конфигурируемых грузозахватных приспособлений (LAM) и перевозить их. Логистические процессы и производство в матричном производстве разделены – основное требование Industrie 4.0. Благодаря такому решению система с логистикой разных деталей в любой момент при сильной загрузке может быть переориентирована на другие ячейки.

Кроме того, она может включить дополнительные ячейки, или исключить ячейки из процесса. Цепочка создания стоимости при этом не прерывается. Логическая связь логистики и производства осуществляется с помощью программного обеспечения.

С применением концепции сверхгибкого матричного производства компания KUKA последовательно реализует требования Industrie 4.0 в рамках промышленного производства.

Сверхгибкое производство с KTPO

KUKA Toledo Production Operations, изготавливающая кузова для Jeep® Wrangler, является новатором в Industrie 4.0 в вопросах сетевой структуры и управления производственным процессом.

ASM: управление процессом с LBR iiwa

ASM Assembly Systems использует KUKA LBR iiwa в сетевом производстве, модернизируя линии для поверхностного монтажа. Подробнее