CPS er forkortelse for Cyber Physical Systems. I forskningsprosjektet CPS Plant skal forskerne følge hele verdikjeden fra aluminiumen smeltes til den blir til ferdige bilkomponenter.
– Prosjektsøknaden skrev vi allerede i 2016. Bakgrunnen var at flere norske bedrifter, inkludert Norsk Hydro og Benteler Automotive, Raufoss ønsket en bredere satsning på industri 4.0 for å forbedre produksjonsprosessene sine. Formålet var blant annet bedre kvalitet, høyere produktivitet og å sørge for å opprettholde konkurransedyktige priser på sluttproduktene. Prosjektet ledes av SINTEF Manufacturing og de øvrige partnerne som deltar i prosjektet er Hycast, SINTEF Digital og NTNU, forklarer forskningssjef Odd Myklebust i SINTEF Manufacturing.
Mer informasjon
Den store forskjellen, der Industri 4.0-produksjon skiller seg fra annen produksjon, er at i 4.0 er det kommunikasjon mellom de forskjellige prosessene og utstyret som benyttes.
– Maskin til maskinkommunikasjon og maskin til personkommunikasjon skjer på en mer planlagt og integrert måte enn tidligere siden vi bruker digitale hjelpemidler som sensorer og IoT-teknologi. Dette betyr at vi får respons fra utstyret i produksjonsprosessen kontinuerlig og gjennom hele prosessflyten. Da får vi mye mer informasjon om produktet enn det vi hadde før, fortsetter han.
Horisontale og vertikale verdikjeder
I prosjektet følger ekspertene med på hvordan produktene blir til gjennom det de kaller den horisontale aksen hvor de følger selve produktet. Men de følger også med på, og monitorerer, de enkelte komponentene som selve produksjonsprosessen består av:
– Dette er den vertikale verdikjeden. Her er målinger av ulike variabler på produksjonsutstyret helt essensielt. Ved hjelp av sensorer kan vi for eksempel måle trykk, temperatur, vibrasjoner, slitasje på verktøyet, geometriske avvik eller kjemiske tilstander, sier Myklebust.
Ved hjelp av en digital modell av fabrikken eller utvalgte prosesser, der resultatene presenteres i sanntid, blir det enklere å avdekke avvik. Når dataene blir hentet ut på denne måten blir det også enklere å sette opp maskin-til-maskin kommunikasjon.
Nyttige løsninger
Prosjektet fokuserer også på nye arbeidsmetoder. En av dem er prediktivt vedlikehold der produksjonsutstyret har blitt satt opp med sensorer, som for eksempel måler temperaturer eller trykk, og gjør systemet i stand til å finne ut selv når det blir nødvendig å skifte ut deler før noe slutter å virke.
– Vi kan også sette opp kontrollmålinger på selve produksjonsprosessen. Så hvis roboten borrer et hull, og det er litt unøyaktig gjort, kan vi få den til å justere seg selv fordi den har adaptiv kontroll. En annen ting er for eksempel kjernetemperaturmåling av aluminiumsbolter. Om vi klarer å gjøre slike målinger helt nøyaktig vil sluttproduktet oppnå en bedre kvalitet og det blir mindre vrak.
Viktig for industrien
Et mål er å kunne produsere både høykvalitetsaluminium og sluttprodukter for eksempel til verdens ledende bilprodusenter. Produktene må produseres med den presisjonen, kvaliteten, prisen og flyten som er nødvendig slik at Norge fortsatt klarer å være konkurransedyktig.
– For den norske industrien er det helt avgjørende å være best på prosess og produkt hvis skal klare å hevde oss i en stadig tøffere global konkurranse. Det er nettopp derfor dette prosjektet er så viktig, konkluderer Myklebust.
Av Tom Backe, [email protected]