Flanders Make bouwt modulaire productie-eenheid
Flanders Make bouwt in Kortrijk een modulaire productie-installatie waarin mens, AGV, cobot en de modernste digitale technologieën samenwerken aan een one-piece-flow productiemethode in lijn met elke klantenvraag.
Infraflex project
De voorbije decennia moesten we met lede ogen aanschouwen hoe massaproductie zich massaal naar het buitenland verplaatste. De voornaamste redenen: goedkope arbeidskrachten, minder strenge regelgeving rond veiligheid, arbeid en milieu en de onmiddellijke nabijheid van delfstoffen. Bedrijf na bedrijf richtte een productie-eenheid op in de lageloonlanden, in het beste geval bleef enkel de R&D en hoofdzetel in België achter.
Maar er is mogelijk een kentering op komst. Dat hebben we te danken aan onze eindklanten, die steeds meer producten willen die perfect beantwoorden aan hun eigen specifieke wensen. De productie van die kleinere series – soms zelfs stukproductie – vereist een uitgekiend productiesysteem met als sleuteltermen snelheid, efficiëntie en vooral het beperken van de loonkost. Flanders Make bouwt in Kortrijk momenteel een productiemethode uit die beantwoordt aan die voorwaarden.
Projectleider Geert Malfait: “Het Infraflex-project richt zich op flexibele assemblage, waarin we ons richten op ‘one-piece-flow’. Onze infrastructuur moet unieke producten kunnen maken zonder grondige ombouw of programmatie. De TRL (Technical Readiness Level) van het systeem kreeg een quotering van 6 tot 8, wat betekent dat de maturiteit al vrij hoog is. Binnen het jaar willen we dit productiesysteem klaar hebben.”
Zeshoekige werkcellen
“In de praktijk zal het bestaan uit zeshoekige flexibele werkcellen, waarbij telkens add-ons kunnen geplaatst worden. Die add-ons kunnen zeer divers zijn: een cobot, een geautomatiseerde taak, een cel met digitale werkinstructies, AR-toepassingen of taken met een puur menselijke inbreng. Het transport kan voorzien worden door AGV’s, robots of vaste transportbanden. Om dat te kunnen configureren, moeten we het complete assemblageproces eerst volledig fileren. Dat doen we door alle taken uit elkaar te rafelen en die om te zetten in opdrachten voor de subsystemen. Via een exploded view kunnen we alle taken voor elk onderdeel oplijsten, vervolgens de juiste volgorde opstellen en tot slot de vertaalslag maken naar de recepten voor het uitvoerend systeem. Dat kan dan bv. een cobot zijn of een menselijke uitvoering. De uiteindelijke bedoeling is dat we tot een compleet zelfsturend systeem komen, waarbij de inherente intelligentie de flow van het stuk bepaalt. De assemblage van een nieuw soort stuk vereist een ander recept, en de werkcel beslist dan welke opbouw zich daartoe het best leent. Als de huidige opbouw niet voldoet, moeten de cellen nieuwe skills toevoegen.”
“Uiteindelijk zijn we tot een mechanisch ontwerp gekomen van een zeshoekige cel. Elk vlak is in feite een soort docking station, waar naar hartenlust functies kunnen toegevoegd of weggehaald worden in functie van de huidige assemblagetaak. De taken van elke functie zijn al vervat in elk systeem, eens de functie weet welk product gemaakt moet worden, verloopt alles verder automatisch. Een robot herprogrammeren is dus niet nodig. Via RFID op de carrier van het product zijn bepaalde taken te communiceren, maar ook de functies kunnen aangeven over welke skills en eigenschappen ze beschikken.”
evolutie eerder dan revolutie
“Ik denk niet dat dit type systemen ter vervanging van de huidige productielijnen zullen komen. Het zal eerder een evolutie zijn, geen revolutie. Zo zie je nu al de AGV zijn brede intrede maken. Dat zal ook met de andere technologieën gebeuren. De bedoeling van onze opzet is om bedrijven toe te laten te experimenteren, zodat de technologie sneller zijn weg vindt naar hun productie en de mogelijke hinderpalen goed in te schatten.”
Standaardisatie
“Eén van de grote uitdagingen in het geheel is de standaardisatie. Alle systemen moeten in staat zijn om met elkaar te communiceren, wij kozen daarom voor OPC UA als communicatieprotocol. Maar standaardisering gaat verder dan enkel de communicatieprotocollen. Ook op het vlak van automatiseringssystemen van leveranciers is er een zekere openheid vereist. Robots, cobots en PLC’s integreren in één groot systeem is vandaag nog verre van een evidentie.”
“Onze hoogtechnologische infrastructuur biedt bedrijven een prototype-omgeving aan om op industriële schaal deze systemen uit te testen“
Veiligheid
Malfait: “Dat is een goede vraag, want dat is inderdaad een stevige uitdaging. We willen niet werken met vaste afschermingen, maar uiteraard moet elke mogelijke configuratie op elk moment wel veilig zijn. Daarom werken we met veiligheidsscanners, vloermatten, fotocellen en camera’s die Performance Level D halen volgens de EN ISO 13849. Deze veiligheidssystemen moeten zich eveneens voortdurend kunnen aanpassen aan de wisselende configuraties, zonder negatieve invloed op de beveiliging van de nieuwe en bestaande risico’s. Daarom moeten we voor elke mogelijke configuratie een risico-analyse uitvoeren. In het begin zal dat een tijdrovende taak zijn, maar eens de veiligheidsfuncties benoemd zijn, kunnen we die ook dynamisch gaan toepassen volgens het product dat moet geassembleerd worden.”
3 usercases
“Onze hoogtechnologische infrastructuur biedt bedrijven een prototype-omgeving aan om op industriële schaal systemen te testen. Daarop kunnen producten van maximaal 30 cm³ en 30 kg geassembleerd worden. Er zijn trouwens al echte testcases in opbouw. Momenteel bouwen we de werkcellen in functie van 3 producten: een onderdeel van een weefgetouw van Vandewiele, een stuk van een schroefcompressor van Atlas Copco en eentje van onszelf. We focussen momenteel puur op assemblagetaken. Verspanende technieken kunnen in principe, maar dat ligt momenteel nog niet binnen de onderzoekscope."
“Elk product wordt apart gemaakt, wat het mogelijk maakt om elk product te personaliseren en tegelijkertijd te werken met de snelheid van een serieproductie"
Voordelen
“Elk product wordt apart gemaakt, wat het mogelijk maakt om elk product te personaliseren en tegelijkertijd te werken met de snelheid van een serieproductie. Het systeem levert ook korte doorlooptijden op: producten laten zich just-in-time produceren, wat stocks overbodig maakt. Het systeem neemt ook veel minder plaats in. Voor elk product een aparte lijn, dat is iets voor het verleden met dit systeem.”
“Ook de kwaliteitsbewaking is geborgd. Elk afgewerkt is 100% correct, want elke stap wordt gecontroleerd en gevalideerd.
Bovendien krijgen operatoren door de voortdurende afwisseling een uitgebalanceerd takenpakket. Werknemers die zich meer betrokken voelen, zijn doorgaans gelukkiger op het werk. En dat heeft op zijn beurt een positieve invloed op het ziekteverzuim."
