Чи то в виробничому залі, в чистій кімнаті чи в лабораторії: скрізь тепер використовуються роботи та інші компоненти автоматизації, які переважно підтримують у повторюваних, фізично важких або небезпечних завданнях. Але поки їх встановлять, запрограмують і налаштують, часто проходить ще багато часу. Велика мета полягає в тому, щоб досягти «Автоматизації автоматизації». Це означає, що налаштування та введення в експлуатацію за допомогою відповідних інструментів відбувається значно автоматизованіше, ніж раніше, що економить час і кошти.
Fraunhofer IPA продемонстрував на виставці Automatica в Мюнхені цілу низку рішень, які, використовуючи технології штучного інтелекту, значно спрощують і прискорюють планування, програмування та навчання роботів, автоматизуючи ці процеси (частково).
Програмний каркас для всіх машин і установок
Вчені на чолі з Девідом Бреунігом з дослідницької групи IT-архітектури для виробництва в Інституті Фраунгофера IPA розробили програмне забезпечення, яке дозволяє компаніям автоматизувати все своє виробництво. Програмовані контролери (SPS), які досі регулюють роботу машин і установок і встановлені у великій кількості на фабриках, можуть стати непотрібними.
«Той, хто сьогодні купує ПЛК від відомого виробника, стає залежним від його апаратного забезпечення, середовища розробки та мови програмування», говорить Брейуніг, «і саме це ми хочемо змінити за допомогою нашого програмного фреймворку».
Щоб продемонструвати, як працює ця програмно визначена автоматизація, Бреуніг та його команда створили демонстратор, який показує функціонування та використання цього фреймворку. Відвідувачі можуть ознайомитися з ним на Automatica.
на екрані ознайомитися з окремими модулями програмного забезпечення та самостійно створити або оптимізувати проект автоматизації.
Разом з колегою та двома колегами Бреуніг планує стати самостійним з програмним фреймворком. Їхній стартап, retavi GmbH, офіційно розпочне свою діяльність наприкінці року. Гнучко використовувані інтелектуальні мобільні маніпулятори.
Гуманоїдні роботи наразі отримують багато уваги в медіа і також відіграватимуть велику роль на виставці Automatica. Згідно з дослідженням Fraunhofer IPA в рамках центру прогресу ШІ «Навчальні системи та когнітивна робототехніка», багато компаній мають лише незначний інтерес до того, щоб роботи могли ходити, як люди.
Натомість опитані фахівці бачать найбільший потенціал у тому, що гуманоїдні об'єкти можуть захоплювати предмети так само гнучко, як людина. І саме тут пов'язана з актуальним розвитком Fraunhofer IPA. Адже через велику кількість ступенів свободи роботизованої руки неефективно програмувати роботів для цих процесів захоплення. Щоб вирішити цю проблему, Fraunhofer IPA досліджує підходи до швидкого та інтуїтивного навчання складних рухів захоплення та маніпуляцій.
Процеси захоплення можуть, наприклад, бути навчанням у симуляції та за допомогою глибокого підкріплювального навчання. У центрі уваги перебуває не лише управління роботизованими руками, а особливо інтуїтивне інструктування та навчання нових.
Застосування для повнофункціональних гнучких роботизованих систем – включаючи мобільні багатофункціональні платформи з кількома руками та захватами. Для цього використовуються сучасні методи, такі як навчання через імітацію та так звані фундаментальні моделі. При цьому використовуються природні мовні інструкції, телеопераційні виконання, а також демонстрації процесів людьми для ефективного навчання роботизованих здібностей.
Демонстратор на виставковому стенді надає практичний погляд на вибрані аспекти технології та показує, як центральні ідеї з поточних досліджень можна перенести в застосування. Крім того, є можливість дізнатися більше про виклики сучасних методів навчання з імітації та фундаментальних моделей, а також про те, як гібридний підхід може цілеспрямовано закривати існуючі прогалини, поєднуючи перевірені, параметризовані можливості роботів з методами, що базуються на навчанні.
Гнучка робототехніка для обробки та дозування рідин
Переважаюча нестача кваліфікованих працівників не обминає також лабораторії та медичні заклади. Існуючий персонал витрачає значну частину свого робочого часу на монотонні рутинні завдання, які затримують виконання більш цінних, продуктивних діяльностей. Таким чином, автоматизаційні рішення в цьому середовищі користуються великим попитом. Однак система "з полиці" зазвичай є невідповідною, оскільки завдання та об'єкти, з якими потрібно працювати, є різноманітними.
Fraunhofer IPA розробляє адаптований програмний комплект для автономних лабораторних роботів, який дозволяє ефективно автоматизувати такі рутинні роботи. Наприклад, роботи повинні мати можливість збирати процесуально важливі витратні матеріали, самостійно дозувати хімікати або зразки, отримувати чутливі зразки "вчасно" з холодильників або теплових шаф, або, в перспективі, повністю самостійно проводити експерименти. Для цього робот повинен вміти виконувати завдання, такі як локалізація та захоплення різноманітних контейнерів, точне зважування різних рідин і твердих речовин, відкриття шаф і дверей та автономна навігація.
На виставці Automatica Fraunhofer IPA демонструє поточний етап розробки за допомогою демонстратора, який може автоматизовано дозувати рідини різної в'язкості та розподіляти їх у визначені цільові контейнери.
Безпечна співпраця людини та робота з частковою автоматизацією.
Сучасні автоматизаційні рішення повинні бути максимально гнучкими через малі серії виробництв. Це також означає, що заходи безпеки повинні постійно коригуватися. Основою для цього є оцінка ризиків.
і CE-маркування – два процеси, які наразі ще дуже тривалі і вимагають багато експертних знань. Тому Fraunhofer IPA розробив інструменти як для етапу планування, так і для етапу використання, які спрощують і прискорюють проектування безпеки.
Виставковий експонат «CARA» є інструментом для етапу планування, який всебічно підтримує при розробці безпеки. Він допомагає фахівцям за допомогою 3D-симуляції врахувати всі необхідні заходи безпеки ще до введення в експлуатацію установки.
шість кроків для планування та реалізації. CARA враховує такі параметри, як потенційні небезпеки, безпечні відстані та можливу взаємодію між людиною та машиною. Небезпеки зіткнень та затискань автоматично ідентифікуються. Після цього інструмент пропонує заходи для зменшення ризиків.
Також на етапі планування допомагають моделі зіткнень, які визначаються на автоматизованій випробувальній установці, розробленій Fraunhofer IPA. Вони вирішують проблему, що максимальні допустимі сили та тиски під час можливих зіткнень обмежують швидкості та тактові часи робота, тим самим знижуючи продуктивність установки. Однак сили, що виникають під час експлуатації, важко математично розрахувати. Після створення моделі зіткнень дозволяють точно оцінити продуктивність вже на етапі планування. CARA може використовувати ці моделі.
Інтуїтивне програмування роботів за допомогою нового інтерфейсу користувача
Досі програмування роботів часто є вузьким місцем, коли йдеться про ефективне налаштування або переобладнання застосування. Як можна зменшити необхідні для цього спеціальні знання та зробити роботів більш доступними, демонструє новий інтерфейс на прикладі симульованого демонтажного застосування на виставковому стенді. Інтерфейс дозволяє скласти окремі навички, тобто здібності роботів, в одне завершене завдання. Для цього використовуються модулі навичок з
Програмне забезпечення «pitasc» Інституту Фраунгофера IPA може бути застосоване без знань програмування та може бути специфічно налаштоване та комбіноване для конкретних застосувань.
Автоматизація в надчистому середовищі: 2ndSCIN та Tested Device
2ndSCIN - це запатентований захисний кожух, який робить роботи та інші рухомі автоматизаційні компоненти готовими до використання в ультра чистому виробництві. Кожух складається з прозорого, рухомого та багатошарового текстилю, який у
в своїй функціональності нагадує людську шкіру. Текстильний шар оснащений сенсорами, які постійно вимірюють параметри, такі як концентрація часток, хімічне забруднення, тиск або вологість.
Алгоритми на основі ШІ аналізують ці дані з датчиків і, наприклад, дозволяють здійснювати прогнозне обслуговування. Залежно від застосування, два або більше шарів тканини можуть накладатися один на одного, розділені дистанційними елементами.
У проміжках, наприклад, можна всмоктувати або відводити повітря. Таким чином, можна видаляти частинки, які походять з навколишнього середовища або з автоматизаційних компонентів. Подавання спеціальних газів у проміжки системи, наприклад, дозволяє її стерилізацію. Оболонку можна змінити приблизно за годину, і її можна повторно використовувати після деконтамінації. «2ndSCIN є надзвичайно варіативним у конструкції, тому ми можемо реалізувати індивідуальні потреби. Таким чином, ми вирішуємо багато вимог до чистих захисних оболонок для компонентів чистих приміщень, які попередні продукти не можуть задовольнити», - пояснює Удо Гоммель, керівник бізнес-відділу критично забруднюючого виробництва в Fraunhofer IPA. Він і його команда представили 2ndSCIN на виставці Automatica.
Протягом багатьох років Fraunhofer IPA також пропонує методи для викидів часток, вивітрювання, ESD та інших вимог. Для досліджуваних продуктів присвоюється знак якості Tested Device, про який також можуть дізнатися відвідувачі виставки.
Компанії отримують з продуктово- та клієнтським специфічним звітом про випробування підтвердження чистоти та придатності для чистих приміщень своїх установок, обладнання або витратних матеріалів. Дослідження включають
виробничі середовища Атмосферні чисті приміщення, сухі чисті приміщення та вакуумні умови.
Контакт:
