Composieten 4.0:digitale assistenten, edge computing en de toekomst van slimme fabrieken

Tooltracking in Plataine's software voor Composites 4.0-productie stelt fabrikanten in staat gereedschapgebruik, onderhoud en kapitaaluitgaven te optimaliseren. BRON | Plataine.

Ben-Bassat zegt dat met deze kennis van wat de tools hebben gedaan (onderdelen, proces, kwaliteit), de software van Plataine naar individuele situaties kan kijken. “Stel dat je twee gereedschappen hebt:de ene heeft onderhoud nodig na 9 cycli en de andere na 10 cycli. We analyseren hoe en waarom deze tools anders zijn. Te weinig onderhoud brengt kwaliteitsproblemen met zich mee, maar te veel onderhoud vermindert de doorvoer. Bovendien is het kopen van gereedschap een serieuze investering, waarbij sommige gereedschappen honderdduizenden tot miljoenen dollars kosten. Fabrikanten willen dus voorkomen dat ze nieuwe tools kopen als dat mogelijk is, maar als het nodig is, moeten ze ervoor zorgen dat deze tools het meest efficiënt zijn.”

Een ander probleem is dat tools vaak verloren gaan. "Een werknemer kan bijvoorbeeld een gereedschap zijn vergeten bij het afbreken", vertelt Ben-Bassat. “Maar nu moet iemand die tool gaan zoeken en weer in productie krijgen. U verliest dus niet alleen de tijd van die persoon, u verliest ook de lay-upproductiviteit van die tool. Met onze software krijgt de manager een melding dat tool #10 3 dagen in de sloop zit. De manager kan hier dan op reageren en op inspelen.”

Na de lay-uptools breidde Plataine opnieuw uit met het volgen van thermokoppels, boren, boren en verbruiksartikelen. "Dit zijn allemaal aspecten van het zeer grote, complexe beeld dat composietproductie is. Materialen, gereedschappen, apparatuur - het is allemaal met elkaar verbonden. Onze visie is om zoveel mogelijk factoren te monitoren en niet alleen de productieproblemen te identificeren, maar ook oplossingen te presenteren en te implementeren.”

Intelligente digitale assistenten

"We zien de software als een digitale assistent die voortdurend productiegegevens analyseert en onze operators en managers in realtime waarschuwingen en slimme aanbevelingen biedt", zegt Ian Pearce, hoofd productie bij Renault Sport Racing (Enstone, Verenigd Koninkrijk). Renault's Formula 1 team maakt veelvuldig gebruik van composieten in het chassis en de versnellingsbak van zijn raceauto's en koos ervoor om in 2018 de software van Plataine te implementeren in zijn composietproductiesysteem.De software van Plataine beheert de materialen en begeleidt het productiepersoneel welke prepreg-rollen moeten worden gebruikt (op basis van -tijd en gebruik van restanten) en waar de prepregs die ze nodig hebben zich fysiek bevinden — in de diepvriesopslag of op de productievloer.

De voorspelling die Pearson hierboven bespreekt, vereist een goed begrip van de huidige productiestatus en een geschiedenis van wat er eerder is gebeurd, legt Ben-Bassat uit. “Het gaat om dataverzameling via sensoren in materialen, machines en op onderdelen zodat we weten wie wat doet op welk moment in welke omgeving. We kunnen dan een patroon identificeren en een bottleneck voorspellen in bijvoorbeeld machine #7. Of we kunnen zeggen dat dit er niet goed uitziet, er kan zich een probleem ontwikkelen in machine #7.”

Ben-Bassat bespreekt de intelligentie van het systeem:“Als je bij Amazon winkelt, vertelt het je wat andere klanten zoals jij hebben gekocht. Hoe doet het dit? De algoritmen van Amazon verzamelen uw klikgeschiedenis plus vele andere parameters. Deze gegevens creëren een historische repository. Evenzo gebruiken we een grote verzameling historische gegevens van alle sensoren op materialen, machines, gereedschappen en onderdelen. Maar deze vertellen ons ook wat er nu gebeurt. Vervolgens gebruiken we AI – in wezen analytische algoritmen – om naar al die gegevens te kijken, patronen te identificeren en problemen te voorspellen.”

Maar het identificeren van potentiële problemen is niet genoeg, zegt Ben-Bassat. “Onze software zal ook een aanbeveling doen. Dit is de volgende grens:back-ups, overcapaciteit en gereedschapsonderhoud voorspellen, zodat u materialen beter kunt toewijzen, een gereedschap van de lijn halen omdat het de productie vertraagt ​​of, als alternatief, de onderhoudscyclus van een gereedschap verlengen om de productie te maximaliseren. Er zijn talloze beslissingen die we willen beïnvloeden en verbeteren.”

Plataine-software gebruikt gegevens van materialen, machines, gereedschappen en onderdelen om patronen in de productie van composieten te identificeren en potentiële problemen te voorspellen. BRON | Plataine.

“De software leert het typische proces voor een bepaald onderdeel”, vervolgt Ben-Bassat. “Bijvoorbeeld:vriezer, ATL, autoclaaf, verspanen, eindkwaliteitsborging (QA). Maar toen ging iemand ineens van stap 5 naar stap 7. Of een onderdeel ging achteruit in stappen, wat een kwaliteitsprobleem impliceert. De software heeft dus patronen geïdentificeerd en kan problemen signaleren, bijvoorbeeld wanneer een stap is gemist.” Deze problemen hebben gevolgen voor de productiestatistieken. Hoe eerder ze kunnen worden geïdentificeerd of voorspeld, hoe sneller ze kunnen worden aangepakt, zodat de productie soepel blijft lopen.

"Er zijn veel dashboards beschikbaar waarvoor iemand de gegevens moet bewaken om een ​​beslissing te nemen - dat wil zeggen, er is weinig automatisering en geen AI", zegt Ben-Bassat. “Onze software is uniek omdat het de problemen voorspelt en vervolgens suggereert hoe ze kunnen worden opgelost. De software zal bijvoorbeeld zien dat onderdelen op machine #8 de neiging hebben om te falen omdat deze op 60°C draaide en niet op 62°C en op maandagen draaide wanneer de machinist erg moe was. Er zijn zoveel voorvallen zoals deze, kwaliteitsproblemen die eigenlijk een functie zijn van vele variabelen. Onze software kan deze problemen identificeren en een diagnose, prognose en behandeling presenteren.”

Met behulp van de gegevens van al deze sensoren bouwt de Plataine-software in wezen een onderling verbonden web van digitale draden. "Je hebt specifieke onderdelen gemaakt van specifieke materialen door specifieke medewerkers die bepaalde processen, apparatuur en gereedschappen gebruiken met specifieke verbruiksartikelen en in bepaalde omgevingsomstandigheden", zegt Ben-Bassat. “We gebruiken een verscheidenheid aan softwaretools van Google, Amazon en anderen, evenals vele die in eigen huis zijn ontwikkeld, om een ​​totaaloplossing te bieden die al deze gegevens in realtime analyseert en patronen, trends, QA-problemen en knelpunten, kansen identificeert voor verbetering, etc. Bij machine learning doet het systeem vervolgens aanbevelingen. Dit is de sleutel - niet alleen waarschuwen, maar het knelpunt oplossen waarvan u niet wist dat u het zou hebben en dat zo vroeg mogelijk doen."

Plataine Edge

Plataine's nieuwste software, Plataine Edge, verbetert dit vermogen om productieknelpunten te identificeren en op te lossen voordat ze zich voordoen, door edge computing te gebruiken om latentie te verminderen en de systeemprestaties op productieniveau te verbeteren. Met edge computing kunnen gegevens van Internet of Things (IoT)-apparaten worden verwerkt aan de rand van die apparaten, waar de gegevens worden gegenereerd, in plaats van via lange routes naar de cloud en terug te worden verzonden. Het is niet zo dat cloud computing-kracht wordt geëlimineerd, het is meer dat het wordt gedistribueerd naar de productielijn. Het verkleinen van deze afstand tussen gegevensgeneratie, verwerking en feedback in het IoT-systeem vermindert de vertragingstijd of latentie. Het minimaliseren van latentie is cruciaal om Composites 4.0-productielijnen in realtime te laten werken.

Samenwerkingen met Airbus, Google, enz.

"Ons netwerk van partnerschappen is cruciaal voor onze strategie, want niemand kan dit alleen", zegt Ben-Bassat. In 2016 kondigde Plataine haar samenwerking aan met het Composite Technology Center (CTC, Stade, Duitsland), een dochteronderneming van Airbus. “Onze samenwerkingen zijn verschillend van aard. Onze samenwerking met CTC breidt zich uit binnen Airbus”, merkt hij op. Ondertussen is Plataine's samenwerking met het Advanced Manufacturing Research Center (AMRC, Sheffield, U.K.) van de University of Sheffield gericht op het bevorderen van innovatie en concurrentievermogen in Britse en Europese fabrikanten, niet alleen in de lucht- en ruimtevaart, maar ook in de automobiel- en andere industrieën.

“We hebben ook samenwerkingsverbanden met een groot aantal marktleiders in alle sectoren, bijvoorbeeld Steelcase. Wij helpen ze met composieten en leren dan trends en ontwikkelingen in andere branches kennen en kunnen daar voor composieten op inspelen. Door onze partnerschappen met composiettechnologiebedrijven, zoals Airborne en TE Wire and Cable voor slimme thermokoppels, leren we meer over hoe we gegevens kunnen verkrijgen en analyseren. Wanneer is het juiste moment om een ​​thermokoppel van de lijn te trekken of te vervangen?”

In 2019 kondigde Swinburne University aan dat het zou samenwerken met Plataine, samen met Fill (Ried im Innkreis, Oostenrijk), Quickstep (Bankstown Airport, Australië) en Arena2036 (Stuttgart, Duitsland) om het eerste Industry 4.0 Testlab voor composieten in Australië te bouwen. productie. Het programma wordt gefinancierd door de Australische overheid met als doel hoogwaardige composieten te produceren die flexibel en leerbaar zijn. "Deze samenwerking met Swinburne is belangrijk, maar het is een van de vele punten in het wereldwijde streven naar een hoogwaardige productie van composieten."

Plataine werkt samen met Google Glass om een ​​draagbare interface te bieden voor zijn digitale assistent-software voor het beheer van composietmaterialen, tools en processen. BRON | Plataine.

Digitale assistent via Google Glass

Hoewel een groot deel van Plataine's samenwerking met Google zich achter de schermen afspeelt, is er één deel dat zich daadwerkelijk voor de gebruiker bevindt. "Google Glass is een gebruikersinterface die door de operator wordt gedragen en die een oortje en microfoon heeft, in feite gelijk aan een tabletcomputer of telefoon, maar in een andere vorm", legt Ben-Bassat uit. “Het maakt gebruik van de natuurlijke taalverwerkingsmogelijkheden van Google, maar is nog geavanceerder:het kan elke taal begrijpen en omgevingsgeluid dempen. Wanneer de telefoniste in welke taal dan ook door de Google Glass-microfoon praat, kan Google de vraag vertalen en formaliseren voor de software van Plataine, die vervolgens de vraag beantwoordt.” Hij geeft een voorbeeld:

TECHNICUS:"Wat is mijn volgende baan?"
PLATAINE via GOOGLE GLASS:"De volgende klus is #102."
TECHNICUS:“Welk gereedschap gebruik ik?”
PLATAINE via GOOGLE GLASS:"Joe, gebruik tool #5, die op plank 14A staat."

"Onze samenwerking met Google combineert onze kennis van productie met de brede expertise van Google om een ​​digitale assistent te bieden voor het beheer van composietmaterialen, gereedschappen en processen", zegt Ben-Bassat. "Onze software en het Google Glass-platform stellen de operator of technicus in staat om zijn/haar werk te doen en de doorvoer te verbeteren, fouten te verminderen en vooruitgang in de leercurve te vergemakkelijken."

Software-implementatie, verbonden toeleveringsketen en cyberbeveiliging

Ben-Bassat zegt in de eerste plaats dat Plataine bestaat om een ​​zakelijke oplossing te bieden. “Dus de implementatie begint met het identificeren van de pijnpunten van de klant:wat wil je oplossen en bereiken? Het antwoord is vaak productiesnelheid/opbrengst of kwaliteit/herbewerking. Vervolgens bezoeken we de faciliteit en doen we een procesanalyse.” Dit laatste is een soort due diligence met verschillende niveaus van personeel, van management tot fabrieksvloer, om een ​​breed, gedegen beeld te geven.

"Vervolgens identificeren we of Plataine kan helpen en hoe, gevolgd door een stapsgewijze aanpak", zegt Ben-Bassat. “We adviseren om met één lijn te beginnen en de software daar eerst uit te rollen en dan geleidelijk uit te breiden. Dit geeft ook de tijd om de verandering te beheren en de buy-in van de gebruiker te krijgen. Ondertussen krijgen we feedback om te zien waar meer training nodig is, enz.”

Hoe zit het met de huidige drumbeat van OEM's met betrekking tot een aangesloten supply chain? "Dit zorgt zeker voor extra uitdagingen bij het implementeren van Composites 4.0", antwoordt Ben-Bassat. “Een OEM zal zeggen dat hij al zijn leveranciers wil aansluiten omdat hij daarmee de controle aanscherpt en de kosten verlaagt, maar hoe regelt de hele keten de databeveiliging? Er is trouwens geen wereldwijde standaard. Voor nu kan de OEM u een lijst geven met dingen waaraan u moet voldoen en zodra u aantoont dat u zich hieraan houdt, kunt u worden geaccepteerd. Plataine heeft hier dus veel tijd aan besteed, want "Als we niet kunnen aantonen dat we voldoen aan de vereisten van de OEM, kunnen we onze software niet verkopen", merkt Ben-Bassat op.

"We putten uit lokale expertise en kennis", voegt hij eraan toe. Israël is een wereldleider op het gebied van cyberbeveiliging. “We hebben hier in Israël uitstekende tools (bijv. penetratietestsoftware) die we kunnen kopen om eventuele zwakke punten te ontdekken. Plataine investeert hier fors in, en dat moeten we ook.”

Aditieve productie en recycling?

"We zien dat de Additive Manufacturing (A.M.)-industrie in het algemeen overgaat van prototyping naar serieproductie", zegt Ben-Bassat. Fabrikanten moeten de stamboom van binnenkomende materialen bijhouden, evenals het aantal keren dat bijvoorbeeld metaal- en composietpoeders en/of themoplastisch schroot worden gerecycled. “Deze cycli kunnen plaatsvinden in honderden machines en, vooral voor lucht- en ruimtevaartonderdelen, moet de traceerbaarheid behouden blijven. Het is erg complex en een grote uitdaging”, zegt hij. “Maar er is ook een uitdaging van herhaalbaarheid in zowel het proces als de onderdelen. Een onderdeel ging bijvoorbeeld door 5 blends en 10 recycles, terwijl een andere machine en een onderdeel 6 blends en 9 recycles doormaakten. Zijn deze twee delen hetzelfde? Dit zijn dus niet alleen materiële data, maar ook zeer grote hoeveelheden data van machines die vervolgens gecorreleerd moeten worden met QA en de productieomgeving. Wij geloven dat Plataine kan helpen om de productie en prestaties van onderdelen beter te voorspellen en een ondersteunende rol kan spelen bij zowel AM als recycling. We hebben niet alleen de software-infrastructuur, maar ook de kennisbank. Als we onze klanten kunnen helpen bij het gebruik van AM en recycling, met name in composieten, dan is dit goed voor de flexibiliteit, productiviteit en duurzaamheid van de hele branche."

Waar gaat Composites 4.0 naar toe?

“Dit is een intense periode in positieve zin”, zegt Ben-Bassat. “Industriële dynamiek creëert een behoefte aan productieoplossingen. We breiden onze voetafdruk op de productievloer uit en richten ons op het optimaliseren van de composietproductie van elke fabrikant." Hij is het ermee eens dat het lijkt alsof veel bedrijven niet zeker weten wat ze moeten doen of hoe ze het moeten doen. “Ik denk dat het voor sommige bedrijven moeilijk is om te begrijpen hoe baanbrekend Industry 4.0 is voor doorvoer, capaciteit, enz. De zakelijke impact is zo groot dat het echt van invloed zal zijn op welke bedrijven vooruitgaan en welke niet kunnen concurreren. ”

"Automatisering gaat vooruit", voegt hij eraan toe. “Dat houdt niet op. We hebben gezien dat software bijna nooit mensen vervangt, maar het team juist beter maakt.” Met andere woorden, het maakt operators, technici en management vrij om nieuwe problemen en nieuwe ontwikkelingen aan te pakken - om te anticiperen op wat klanten vervolgens nodig zullen hebben en om oplossingen na te streven die de calculus van het concurrentievermogen en de duurzaamheid van composieten drastisch zullen veranderen. "Ja, we streven een filosofie na, maar vooral een zeer reële zakelijke waardepropositie."