ifm electronic GmbH

W swoim zakładzie produkcyjnym i rozwojowym w Tettnang nad Jeziorem Bodeńskim, firma ifm electronic GmbH polega na autonomicznych mobilnych robotach transportowych, aby odciążyć swoich pracowników i wdrożyć odchudzoną produkcję. Sześć robotów duńskiego producenta Mobile Industrial Robots (MiR) zaopatruje linie produkcyjne w materiały. Kluczowa zaleta: ifm jest w stanie samodzielnie programować roboty MiR, rozszerzając ich możliwości o własną technologię czujników. Umożliwia to producentowi elektroniki łatwe dostosowanie wykorzystania robotów do dynamicznego, zwinnego układu produkcji w dowolnym momencie.

Elastyczna i indywidualna jak firma rodzinna, a jednocześnie profesjonalna i najwyższej jakości jak korporacja - to właśnie reprezentuje założona w 1969 roku firma ifm electronic GmbH. Firma jest światowym liderem w produkcji innowacyjnych czujników, sterowników i systemów automatyki przemysłowej i cyfryzacji. W zakładzie w Tettnang około 1800 pracowników opracowuje i produkuje takie elementy, jak czujniki położenia i procesu, czujniki do sterowania ruchem i technologie bezpieczeństwa. Aby spełnić wysokie wymagania jakościowe i umożliwić optymalną produkcję, ifm stosuje zasadę lean management - oczywiście również w odniesieniu do intralogistyki.

"Ważne jest dla nas, aby nasi pracownicy mogli skoncentrować się na procesach tworzących wartość dodaną. Ponadto chcieliśmy zmniejszyć ilość materiałów na liniach produkcyjnych i zapewnić dostawy just-in-time. Automatyzacja naszej intralogistyki była więc logicznym krokiem" - mówi Ulrich Beller, Lean Manager i Project Manager ds. wdrożenia AMR w ifm electronic GmbH. Kluczowe dla firmy było również zachowanie elastyczności w dynamicznym środowisku produkcyjnym. Dlatego też firma ifm zdecydowała się na autonomiczne roboty mobilne, w skrócie AMR, firmy Mobile Industrial Robots. W przeciwieństwie do konwencjonalnych zautomatyzowanych systemów pojazdów kierowanych, radzą sobie one bez pętli indukcyjnych lub oznaczeń na podłodze. Dzięki licznym funkcjom bezpieczeństwa, takim jak czujniki, skanery laserowe i kamery, są one w stanie niezawodnie wykrywać stacjonarne i ruchome przeszkody oraz zwalniać lub podejmować działania unikowe. Gdy zmienia się układ produkcji, urządzenia AMR można szybko wdrożyć na nowych trasach.

firma ifm rozpoczęła swój projekt automatyzacji w 2018 roku z jednym robotem AMR, modelem MiR100, który dostarcza materiał do linii w hali produkcyjnej. Aby to zrobić, pracownik ręcznie żąda robota, a następnie robot dokuje z regałem opracowanym we własnym zakresie przez ifm, pobiera żądany materiał, przenosi go do miejsca docelowego i przenosi do stacji dostaw.

Aby zrównoważyć tolerancję podczas dokowania, firma ifm zintegrowała własny czujnik optyczny z robotem na pierwszym etapie procesu. Sprawdza on, czy pojemnik transportowy został prawidłowo przeniesiony. "Kluczową zaletą rozwiązań dostarczanych przez Mobile Industrial Robots jest to, że możemy wykorzystać naszą technologię czujników do rozszerzenia możliwości robotów. Był to ważny warunek wstępny przy tworzeniu i rozbudowie naszego złożonego zautomatyzowanego systemu intralogistycznego" - wyjaśnia Beller. Ponadto ifm jest w stanie samodzielnie skonfigurować oprogramowanie do mapowania i sterowania sekwencjami programów. "Nie potrzebujemy żadnego zewnętrznego wsparcia w zakresie programowania, ponieważ sami wzięliśmy na siebie pełną odpowiedzialność za rozwój, projektowanie i budowę stacji transferowych, uruchomienie, a także rozbudowę systemu" - kontynuuje Beller.

Zautomatyzowana intralogistyka z własnym rozwojem

Po tym, jak początkowe zastosowanie robotów wykazało dobre wyniki, firma ifm zdecydowała się wyposażyć kolejną, bardzo ruchliwą halę produkcyjną w roboty AMR. W tym celu firma rozwinęła swój system regałowy i zaprojektowała regały przejezdne. "Nasze nowe rozwiązanie łączy odbiór i dostawę kontenerów w jednym procesie. Regały przejezdne oznaczają, że jesteśmy dwa razy szybsi niż w przypadku wariantu dokowania i możemy poradzić sobie z szybkim tempem i częstotliwością zamówień. Opracowaliśmy ten system całkowicie we własnym zakresie i posiadamy na niego patent" - wyjaśnia Ulrich Beller.

System jest czysto mechaniczny: gdy robot MiR porusza się przez system regałów, widły są najpierw dociskane, aby dostarczyć pojemnik. Następnie widły składają się do góry i wciągają nowy pojemnik transportowy na robota. W sumie firma ifm zainstalowała 17 systemów regałowych do odbioru i dostawy, które są wyposażone w 130 czujników ifm.

Flota MiR: Flota robotów pod kontrolą

Zamówienie na linii produkcyjnej jest składane, gdy pracownik wyjmuje pojemnik z bufora dostawczego regału przejezdnego. Zmiana stanu fotoelektrycznego przełącznika zbliżeniowego ifm OJ zamontowanego pod pojemnikiem generuje misję żądania nowego zamówienia. Od tego momentu system AMR przejmuje odbiór pojemników z zamówieniami.

W tym procesie programowalny sterownik logiczny (PLC) stale odpytywał czujniki zainstalowane na systemach regałowych i robotach o zmianę ich stanu. Jeśli stan czujnika na regale lub robocie odpowiednio się zmieni, sterownik PLC przekazuje te informacje do systemu sterowania MiR Fleet za pośrednictwem interfejsu WLAN. Ten dystrybuuje wynikową misję do AMR, który następnie ją wykonuje. Podczas przydzielania misji system sterowania flotą bierze pod uwagę stan obciążenia robotów AMR oraz to, który z nich znajduje się najbliżej miejsca docelowego.

Sześć robotów kontroluje transport materiałów

Obecnie sześć robotów mobilnych MiR100 zaopatruje łącznie 14 linii produkcyjnych w materiały na trzech zmianach. Wykonują one ponad 1000 misji dziennie. Każdy robot pokonuje do 30 kilometrów dziennie. "Roboty przyniosły nam wielką ulgę, ponieważ wcześniej sami musieliśmy przenosić ciężkie pudełka przez halę produkcyjną" - mówi Markus Siedenburg, kierownik działu w ifm electronic GmbH. "Centralne zapewnienie AMR uwolniło zasoby, które można wykorzystać w sposób zwiększający wartość. Tylko podczas prac konserwacyjnych lub podobnych zauważamy odległości i ilości zamówień obsługiwane przez roboty każdego dnia" - kontynuuje Siedenburg.

Nie tylko sama firma ifm jest przekonana do stosowania AMR: samodzielnie opracowana koncepcja zautomatyzowanej intralogistyki otrzymała nagrodę "Fabryka Roku" w 2021 roku. Zwróciło to uwagę innych firm średniej wielkości, które również chciały zautomatyzować swoją intralogistykę. "W wyniku tej nagrody otrzymaliśmy wiele zapytań od innych średnich firm, które chciały przyjrzeć się bliżej naszemu systemowi. W związku z tym opracowujemy obecnie koncepcję doradztwa w zakresie intralogistyki oraz, w ramach współpracy, sprzedaży systemów regałowych" - informuje Ulrich Beller. "Jesteśmy również w trakcie instalowania robotów MiR w innych zakładach ifm na całym świecie. W naszym własnym zakładzie w Tettnang planujemy obecnie dalszy rozwój, w tym rozpoznawanie kontenerów. Mamy więc jeszcze wiele planów na desce kreślarskiej!"