Üretim alanında, temiz odada veya laboratuvarlarda: Artık her yerde robotlar ve diğer otomasyon bileşenleri kullanılmakta ve çoğunlukla tekrarlayan, fiziksel olarak zorlayıcı veya tehlikeli görevlerde destek sağlamaktadır. Ancak, kurulum, programlama ve ayarlama işlemleri genellikle çok zaman almaktadır. Bu nedenle büyük hedef 'Otomasyonun Otomasyonu'dur. Bu, uygun araçlarla kurulum ve devreye almanın daha önceki süreçlerden çok daha otomatik hale gelmesi anlamına gelir, bu da zaman ve maliyet tasarrufu sağlar.
Fraunhofer IPA, Münih'teki Automatica'da, yapay zeka teknolojilerinin de kullanımıyla robotların planlanmasını, programlanmasını ve eğitilmesini büyük ölçüde basitleştiren ve hızlandıran bir dizi çözüm sergiledi; bu süreçleri (kısmen) otomatikleştirerek.
Tüm makineler ve tesisler için bir yazılım çerçevesi
Fraunhofer IPA'daki Üretim için IT Mimarileri araştırma ekibinden David Breunig liderliğindeki bilim insanları, şirketlerin tüm üretim süreçlerini otomatikleştirmelerine olanak tanıyan bir yazılım çerçevesi geliştirdi. Daha önce makinelerin ve tesislerin işletimini düzenleyen programlanabilir kontrol sistemleri (SPS), fabrikalarda büyük miktarlarda kullanılmakta ve gereksiz hale gelebilir.
'Bugün bir yerleşik üreticinin SPS'sini satın alan biri, o üreticinin donanımına, geliştirme ortamına ve programlama diline bağımlı hale geliyor' diyor Breunig, 've tam olarak bunu yazılım çerçevemizle değiştirmek istiyoruz.'
Bu yazılım tanımlı otomasyonun nasıl çalıştığını göstermek için Breunig ve ekibi, çerçevenin işleyişini ve kullanımını sergileyen bir gösterim aracı oluşturdu. Ziyaretçiler, bu sayede Automatica'da...
Ekranda yazılım çerçevesinin bireysel modüllerini tanıyabilir ve kendiniz bir otomasyon projesi oluşturabilir veya optimize edebilirsiniz.
Bir meslektaşı ve iki erkek meslektaşıyla birlikte Breunig, yazılım çerçevesi ile bağımsız bir girişim kurmayı planlıyor. Girişimleri, retavi GmbH, yıl sonunda resmi olarak faaliyete geçiyor. Esnek bir şekilde kullanılabilen akıllı mobil manipülatörler.
İnsansı robotlar şu anda medyada büyük ilgi görüyor ve Automatica'da da önemli bir rol oynayacak. Fraunhofer IPA'nın "Öğrenen Sistemler ve Bilişsel Robotik" yapay zeka ilerleme merkezi kapsamında yaptığı bir çalışmaya göre, birçok şirketin robotların insan gibi yürüyebilmesine pek ilgisi yok.
Bunun yerine, anket yapılan uzmanlar, insansı nesnelerin bir insan gibi esnek bir şekilde kavrayabilme potansiyelinin en büyük olduğunu düşünüyor. Ve işte burada Fraunhofer IPA'nın güncel bir gelişimi devreye giriyor. Çünkü bir robot kolunun birçok serbestlik derecesi nedeniyle, bu kavrama işlemleri için robotları kapsamlı bir şekilde programlamak verimli değildir. Bununla başa çıkmak için Fraunhofer IPA, karmaşık kavrama ve işleme hareketlerinin hızlı ve sezgisel bir şekilde öğretilmesine yönelik yaklaşımlar araştırıyor.
Kavramlar, örneğin bir simülasyonda ve Derin Pekiştirmeli Öğrenme ile öğrenilebilir. Burada odak noktası sadece robot kollarının kontrolü değil, aynı zamanda yeni kavramların sezgisel olarak eğitilmesi ve öğretilmesidir.
Tam kapsamlı esnek robot sistemleri için uygulamalar - çoklu kollar ve kavrayıcılarla donatılmış mobil çok amaçlı platformlar dahil. Bunun için taklit öğrenme ve sözde temel modeller gibi modern yöntemler kullanılmaktadır. Doğal dil talimatları, teleoperatif uygulamalar ve insan tarafından gösterilen süreçler kullanılarak robot yeteneklerinin verimli bir şekilde aktarılması sağlanmaktadır.
Fuarda yer alan demonstratör, teknolojinin seçilmiş yönlerine pratik bir bakış sunmakta ve güncel araştırmalardan elde edilen merkezi fikirlerin uygulamaya nasıl aktarılabileceğini örneklerle göstermektedir. Ayrıca, mevcut taklit öğrenme yöntemlerinin ve temel modellerin karşılaştığı zorluklar hakkında daha fazla bilgi edinme fırsatı sunmakta ve hibrit bir yaklaşımın, kanıtlanmış, parametrelenebilir robot yeteneklerini öğrenme tabanlı yöntemlerle birleştirerek mevcut boşlukları nasıl hedefli bir şekilde kapatabileceğini açıklamaktadır.
Sıvıların işlenmesi ve dozajı için esnek laboratuvar robotları
Devam eden nitelikli iş gücü eksikliği laboratuvarlar ve tıbbi tesisler üzerinde de etkili olmaktadır. Mevcut personel, günlük iş zamanının büyük bir kısmını, daha yüksek değerli, değer yaratan faaliyetleri geciktiren monoton rutin görevlerle harcamaktadır. Bu nedenle, bu ortamda otomasyon çözümlerine büyük talep vardır. Ancak, 'standart bir sistem' genellikle uygun değildir çünkü görevler ve işlenmesi gereken nesneler çeşitlidir.
Bu nedenle Fraunhofer IPA, otonom çalışan laboratuvar robotları için uyarlanabilir bir yazılım kiti geliştirmektedir; bu, bu tür rutin işleri verimli bir şekilde otomatikleştirmeyi mümkün kılmaktadır. Örneğin, robotların süreçle ilgili tüketim maddelerini toplaması, kimyasalları veya örnekleri bağımsız bir şekilde dozajlaması, hassas örnekleri 'just in time' soğuk veya sıcak dolaplardan temin etmesi veya perspektif olarak deneyleri tamamen bağımsız bir şekilde gerçekleştirmesi sağlanmalıdır. Bunun için robotun, çeşitli kapları bulma ve kavrama, çeşitli sıvıların ve katıların hassas bir şekilde tartılması, dolapları ve kapıları açma ve otonom navigasyonu gibi görevleri yerine getirmesi gerekmektedir.
Fraunhofer IPA, Automatica'da, farklı viskozitelerdeki sıvıları otomatik olarak dozajlayabilen ve belirli hedef kaplara ayırabilen bir gösterim cihazının mevcut geliştirme aşamasını sergilemektedir.
Güvenli insan-robot işbirliğini yarı otomatik olarak gerçekleştirmek
Modern otomasyon çözümleri, küçük parti boyutları nedeniyle mümkün olduğunca esnek bir şekilde kullanılabilir olmalıdır. Ancak bu, güvenlik önlemlerinin sürekli olarak ayarlanması gerektiği anlamına da gelir. Bunun temeli risk değerlendirmesidir.
ve CE işareti - şu anda hala çok zaman alıcı olan ve çok fazla uzman bilgisi gerektiren iki süreç. Bu nedenle Fraunhofer IPA, güvenlik tasarımını basitleştiren ve hızlandıran hem planlama hem de kullanım aşamaları için araçlar geliştirmiştir.
Fuar sergisi "CARA", planlama aşaması için kapsamlı bir güvenlik tasarımı desteği sunan bir araçtır. Uzmanlara, bir tesisin devreye alınmasından önce gerekli tüm güvenlik önlemlerini 3D simülasyon ile belirlemelerine yardımcı olur.
altı adımda planlamak ve uygulamak. CARA, potansiyel tehlikeler, güvenlik mesafeleri ve insan ile makine arasındaki olası etkileşim gibi parametreleri dikkate alır. Çarpışma ve sıkışma tehlikeleri otomatik olarak tanımlanır. Ardından, araç risk azaltma önlemleri için önerilerde bulunur.
Planlama aşamasında, Fraunhofer IPA tarafından geliştirilen otomatik test standında belirlenen çarpışma modelleri yardımcı olmaktadır. Bu modeller, olası çarpışmalarda maksimum izin verilen kuvvetlerin ve basınçların robotun hızlarını ve döngü sürelerini sınırlayabileceği ve böylece sistemin performansını azaltabileceği zorluğunu ele almaktadır. Ancak, işletme sırasında ortaya çıkan kuvvetlerin matematiksel olarak hesaplanması zordur. Bir kez oluşturulduğunda, çarpışma modelleri, performansı planlama aşamasında hassas bir şekilde değerlendirmeyi mümkün kılar. CARA bu modellere başvurabilir.
Yeni bir kullanıcı arayüzü ile sezgisel robot programlama
Halaçık mühendisliği alanında, robot programlama hala verimli bir uygulama kurulum veya yeniden yapılandırma sürecinde sıkça bir darboğazdır. Bunun için gerekli uzmanlığın nasıl azaltılabileceği ve robotların nasıl daha erişilebilir hale getirilebileceği, bir simüle edilmiş sökme uygulaması örneği üzerinden yeni bir kullanıcı arayüzü ile gösterilmektedir. Bu kullanıcı arayüzü, bireysel becerilerin, yani robot yeteneklerinin, tam bir görev oluşturmak üzere bir araya getirilmesine olanak tanır. Bunun için beceri modülleri kullanılmaktadır.
Fraunhofer IPA'nın "pitasc" yazılımı, programlama bilgisi olmadan uygulamaya özel olarak bir araya getirilebilir ve birleştirilebilir.
Yüksek saflıkta otomasyon: 2ndSCIN ve Tested Device
2ndSCIN, robotları ve diğer hareketli otomasyon bileşenlerini ultra temiz üretim için kullanılabilir hale getiren patentli bir koruma kaplamasıdır. Kaplama, geçirgen, hareketli ve çok katmanlı bir tekstilden oluşmaktadır.
insan derisinin işleyişine benzer şekilde tasarlanmıştır. Tekstil katmanı, sürekli olarak parçacık yoğunluğu, kimyasal kontaminasyon, basınç veya nem gibi parametreleri ölçen sensörlerle donatılmıştır.
Yapay zeka tabanlı algoritmalar bu sensör verilerini analiz eder ve örneğin öngörücü bakım sağlar. Uygulamaya bağlı olarak, iki veya daha fazla tekstil katmanı üst üste gelebilir ve aralarına ayırıcılar yerleştirilebilir.
Boşluklara örneğin hava emilebilir veya dışarı atılabilir. Böylece çevreden veya otomasyon bileşeninden kaynaklanan parçacıklar temizlenebilir. Sistemin boşluklarına özel gazların verilmesi, örneğin, sterilizasyonunu sağlar. Kılıf yaklaşık bir saatte değiştirilebilir ve dekontaminasyondan sonra yeniden kullanılabilir. "2ndSCIN, yapı itibarıyla son derece değişken, böylece bireysel ihtiyaçları karşılayabiliyoruz. Bu sayede, önceki ürünlerin karşılayamadığı temiz oda bileşenleri için temizlik uygunluğu gereksinimlerini ele alıyoruz," diye açıklıyor Udo Gommel, Fraunhofer IPA'da Kontaminasyon Kritik Üretim Bölüm Müdürü. O ve ekibi 2ndSCIN'i Automatica'da tanıttı.
Fraunhofer IPA, uzun yıllardır parçacık emisyonu, gaz çıkarma, ESD ve diğer gereksinimler için yöntemler sunmaktadır. İncelenen ürünler için Test Edilen Cihaz damgası verilmektedir, bu damga ile fuar katılımcıları da bilgi alabilirler.
Şirketler, ürün ve müşteri spesifik test raporu ile tesislerinin, cihazlarının veya sarf malzemelerinin saflık ve temiz oda uygunluğuna dair bir onay alırlar. İncelemeler şunları içerir:
Üretim ortamları Atmosferik temiz odalar, kuru temiz odalar ve vakum koşulları.
İletişim:
