05.06.2024
Öğrenmek için bir fabrika
Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü deki (KIT) Üretim Teknolojisi Enstitüsü'nün (wbk) üretim teknolojisi laboratuvarında Küresel Üretim Öğrenme Fabrikası'nın anlamı budur. Burası sadece öğrencilerin öğrenebileceği bir yer değil, aynı zamanda bilimi ve endüstriyi bir araya getiriyor ve yenilikçi işbirliklerinin başlangıç noktasıdır.
Josip Kopcic Karlsruhe bölgesini iyi tanıyor. Nedeni: Yaklaşık 10 yıldır Balluff için satış temsilcisi olarak bu bölgeyle ilgileniyor. Ayrıca Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü'ndeki (KIT) Üretim Mühendisliği Enstitüsü'ndeki (wbk) üretim teknolojisi laboratuvarını da iyi biliyor. Burası, üretim bağlamında yeni teknolojiler ve süreçler için bir gösteri ve öğrenme ortamı olan Küresel Üretim Öğrenme Fabrikası'nın bulunduğu yerdir. Kopcic, Learning Factory ekibini teknik uzmanlığıyla, yıllık hackathon'da jüri üyesi olarak ve Balluff otomasyon çözümleri sağlayarak destekliyor.
Yenilikçi bir işbirliği için başlangıç noktası
wbk Üretim Teknolojisi Enstitüsü uzun bir geçmişe sahiptir. Profesör Dr. Walter Schmidt tarafından 1952 yılında kurulan enstitünün gelişimi, geçtiğimiz on yıllardaki teknolojik ve endüstriyel ilerlemeyi yansıtmaktadır. Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü'nün (KIT) bir parçası olarak, yeni üretim teknikleri ve yeni teknolojilerin geliştirilmesine yönelik uygulama odaklı araştırma hedefini belirlemiştir. Üç ana araştırma alanına ayrılmıştır: "Üretim Sistemleri", "Makineler, Sistemler ve Süreç Otomasyonu" ve "İmalat ve Malzeme Teknolojisi". Josip Kopcic 2015 yılında valizinde daha esnek ve verimli üretim için IO-Link iletişim standardı ile geldiğinde, bu yenilikçi bir işbirliğinin başlangıç noktası oldu.
Öğrenciler, öğrenme fabrikası aracılığıyla karmaşık üretim sistemlerini deneyimleyebiliyor ve araştırma çalışmaları için veri toplayabiliyor.
Teori ve pratiği birbirine bağlamak
wbk Üretim Sistemleri Enstitüsü Başkanı Gisela Lanza, Öğrenme Fabrikası'nın ardındaki temel fikri şöyle açıklıyor: "Öğrencilerin geleceğin üretim teknolojisine ilişkin teorik sorularını pratiğe dökebilecekleri ve araştırabilecekleri bir yer olmalı - tabiri caizse bir öğrenme fabrikası." wbk ve Balluff, sektörden diğer şirketlerle birlikte bu fikirleri gerçeğe dönüştürmeye başladı.
"Başlangıçta, öğrenme fabrikası çeşitli istasyonlardan oluşan sabit bir üretim sistemiydi" diye açıklıyor Magnus Kandler, ilk eğitim kursları ve iş istasyonları geliştirilip faaliyete geçirildiğinde zaten bir öğrenci olarak gemideydi. Kandler o sırada Karlsruhe'de endüstri mühendisliği okuyordu ve eğitim fabrikasının kurulmasına yardımcı oldu. Şu anki çalışmaları üretim sistemi planlaması ve dijital atölye yönetimine odaklanan Kandler, "Projeyi şimdi bir araştırma asistanı olarak sürdürmek, geliştirmek ve şekillendirmek çok daha ödüllendirici" diyor.
Yeni üretim biçimlerinin uygulanması
Küresel Üretim Öğrenme Fabrikası kapılarını sadece öğrencilere açmıyor. wbk ayrıca şirketler ve diğer kuruluşlar için eğitim kursları veya dersler de sunuyor. Kandler, "Burada üretimdeki yeni trendler hakkında farkındalık yaratma ve şirketlere kestirimci bakım, döngüsel ekonomi veya insan-makine işbirliği gibi yeni teknolojileri veya yaklaşımları bizzat deneyimleme şansı veriyoruz" diyor.
Modüler, mobil ve kendi kendine yeterli
Öğrenme fabrikasının donanımından sorumlu Alexander Geiser, "Bunun mümkün olabilmesi için öğrenme fabrikasının son teknoloji ürünü olması gerekiyor," diye açıklıyor. "Enstitüde her zaman Öğrenme Fabrikasında yeni teknolojileri kullanmanın yollarını arıyoruz. Ne de olsa burası sadece öğretim ve ileri eğitim için değil, aynı zamanda şirketlerin yenilikçi çözümlerini sunabilecekleri bir platform olarak da amiral gemimiz."
Pandemi sırasında enstitü çevrimiçi öğretime bel bağladı. Ekip bu süreyi modası geçmiş konsepti gözden geçirmek için kullandı. Balluff ve diğer ortaklarla birlikte, öğrenme fabrikasının daha da geliştirilmesi için fikirler geliştirildi: modüler, mobil ve kendi kendine yeterli olmalı. Buna ek olarak, bireysel ürünlerin bir ürün pasaportu aracılığıyla kesintisiz izlenebilirliği ve döngüsel ekonomi konusu önemli bir rol oynamaktadır.
İş istasyonları, üretim adımı için gerekli münferit makinelerin üzerine monte edildiği aynı temel yapıdan oluşmaktadır. Yeni mimari, hattın yeniden düzenlenmesi için gereken süreyi önemli ölçüde azaltmıştır.
Bugün eğitim fabrikası, mobil ve kendi kendine yeterli çalışmayı sağlamak için her biri kablosuz teknoloji, elektrikli aktüatörler ve bataryalarla donatılmış on mobil iş istasyonundan oluşuyor. İstasyonların hepsi aynı tasarıma sahip ve üretim sürecinin gerekliliklerine bağlı olarak farklı aletler, makineler veya robotlarla donatılabiliyor.
On yeni istasyon iki endüstriyel robot, bir işbirlikçi robot ve üç pnömatik pres ile destekleniyor. Bu modülerlik, katılımcılara kendi iş amaçları için mümkün olan en yüksek özelleştirilebilirliği sağlamak amacıyla çok çeşitli endüstriyel senaryoların eşleştirilmesine olanak tanıyor. Geiser, "Odak noktamız yüksek esneklik, kısa değişim süreleri ve basit devreye alma oldu" diyerek hedefi açıklıyor.
İstasyonlar, insanlara üretim süreci boyunca rehberlik edecek şekilde tasarlanmıştır. Üretim adımı için "reçete" sistemde saklanıyor, parça tanımlanıyor ve ekranlar veya ışıklı sinyaller tam olarak ne yapılması gerektiğini gösteriyor. Bu, hatalara yatkınlığı ve eğitim maliyetlerini azaltır.
Değerli dürtüler
Zaman içinde, eğitim fabrikasına IO-Link kablosuz ana bilgisayarlardan, tek tek parçaları tanımak için RFID okuma ve yazma kafalarına, proses verilerine ek olarak titreşim, sıcaklık veya nem gibi çevresel verileri ölçen durum izleme sensörlerine (BCM) kadar Balluff'tan 120'den fazla ayrı bileşen kuruldu.
Geiser, "Başlangıçta öncelikle izlenebilirlik ve ürün pasaportları konularına odaklandık" diyor. "Balluff'tan Josip Kopcic ile diyalog sayesinde durum izleme de daha fazla odak noktası haline geldi. Bu alışverişi ve ivmeyi gerçekten takdir ediyoruz."
"İlerleme asla durmaz," diyor Kopcic, motivasyonunu açıklarken. "Bu yüzden Balluff'ta her zaman yeni çözümler bulmaya ve trendleri uygulanabilir ürünlere dönüştürmeye çalışıyoruz. Öğrenme Fabrikası ile de bu güdüye sahibiz."
BCM tarafından toplanan veriler, örneğin üretim süreci sırasında anormallikleri tespit etmek ve sistemin durumu hakkında sonuçlar çıkarmak için kullanılabilir. Bu da kestirimci bakım alanında, örneğin yapay zeka ve makine öğrenimi kullanarak yeni çözümler geliştirmek için birçok yaklaşımın ortaya çıkmasına neden oluyor. Öğrencilerin çeşitli yaklaşımları denemeleri için ideal bir temel.
Parlak bir fikir için hareketleri gözden geçirme
Ancak Balluff'un katılımı sadece donanımla sınırlı değil. Sensör ve otomasyon uzmanı her yıl düzenlenen hackathon'u da destekliyor. Yaklaşık 30 öğrenci öğrenme fabrikasında 30 saat boyunca çeşitli vakalar üzerinde çalışıyor. Ortaya çıkan fikirler, uygulamadan ve bilimden uzmanlardan oluşan bir jüri tarafından etkinlik, özgünlük ve olgunluk veya temel iş modeli ve pazar potansiyeli gibi çeşitli kriterlere göre sunuluyor ve değerlendiriliyor.
Kazanan ekip 1500 Avro'dan fazla para ödülünün sahibi oluyor. "Hackathon'da herkes elinden gelenin en iyisini yapıyor. Odadaki motivasyonu ve tutkuyu hissedebiliyorsunuz. Ekiplerin bu kadar kısa bir süre içinde nasıl yeni çözümler geliştirdiklerini görmek büyüleyici," diyor aynı zamanda jüri üyesi olan Kopcic.
Magnus Kandler (solda) ve Alexander Geiser (sağda) wbk'da akademik personel ve doktora adaylarıdır. Bay Kandler Üretim Sistemi Planlama grubunun bir parçasıdır ve dijital üretim alanı yönetimi üzerine araştırmalar yapmaktadır. Öğrenme Fabrikası'nda şirketler için eğitim kursları düzenlemekte ve iş modellerinden sorumludur. Alexander Geiser kalite güvence grubunda çalışıyor ve e-mobilite bağlamında yakıt hücresi bileşenlerinin yeniden üretilmesiyle ilgileniyor.
Kazan-kazan durumu
Kandler, "Eğitim fabrikasındaki araştırma, eğitim kursları ve hackathon bizim için bir amiral gemisi" diyor. "Salonumuza geldiğinizde ilk gördüğünüz şeylerden biri mobil iş istasyonları oluyor. Bu aynı zamanda ortaklar, öğrenciler ve şirketlerle diyaloğu da teşvik ediyor." Balluff ve wbk için bu katılım bir kazan-kazan durumu: "Öğrenciler bizim çözümlerimizle temasa geçiyor. Birçoğu mezun olduktan sonra kendi şirketlerini kuruyor ya da sektörde kendilerine yer buluyor. Bazıları daha sonra bizi hatırlıyor. Bunun sonucunda şimdiden çok sayıda proje ortaya çıktı," diyor Kopcic mutlulukla.