Smart Assembly 4.0
- Reference number
- RIT15-0025
- Start and end dates
- 160901-210831
- Amount granted
- 32 100 000 SEK
- Administrative organization
- Chalmers University of Technology
- Research area
- Information, Communication and Systems Technology
Summary
The objective of the project “Smart Assembly 4.0” is to realize the idea of the autonomous, self-optimizing robotized assembly factory, which maximizes quality and throughput, maintaining flexibility and reducing cost, by a sensing, thinking and acting strategy. The main result will be the “Smart Assembly 4.0” system software for sorting and self-adjusting equipment which improves quality without tightening tolerances. The concept uses information about individual parts (sensing) to select the best combination, to optimize (thinking) and to adjust locators, clamps, welds, sequences and robot paths (acting). The smart system uses product and process knowledge in an interlinked approach where the conditions for each individual product are optimized to reach highest quality with a limited resource consumption. The result will be demonstrated with a virtual assembly line from the automotive industry, but the result is general and can be adapted to many manufacturing companies. To reach the goal, expertise in machine learning, control theory, geometry assurance, path planning, automation and scanning are combined. Methods and algorithms need to be developed within each disciplines in (WP1) Scanning, Geometry Data Capture and Analysis, (WP2) Geometry Assurance of Complex Assembled Products, (WP3) Automatic Robot Programming and Equipment Utilization, (WP4) Learning and Adaption, and as well tightly integrated on a system level in (WP0) System Level and Demonstrator.
Popular science description
Tillverkningsindustrin står för 40 % av svensk exportekonomi och ständiga förbättringar är nödvändigt för att bibehålla eller öka exporten i den stenhårda globala konkurrensen. Svenska fordonsföretag med Volvo Cars i spetsen har varit mycket snabba på att anamma de nya möjligheter som ges av digitalisering och simulering. Detaljerad information om produkter, monteringsfabriker och sammanfogningsmetod används sedan länge för virtuell utveckling och har resulterat i förbättrad kvalitet, produktivitet och minskad miljöpåverkan. En grundläggande utmaning är att alla tillverkningsmetoder är förknippade med variation. Dessa måste hanteras för att inte skapa kvalitetsproblem eller förseningar vid introduktion av nya produkter. Toleranser används inom massproduktion för att kontrollera variationen så att slutprodukten fungerar och ser bra ut, men ju snävare toleranser desto dyrare tillverkningsprocesser. Vi samlar nu framstående forskare inom produkt- och produktionsutveckling, regler- och automatiseringsteknik, och avancerad industri matematik för att ta nästa steg inom digitalisering ihop med svensk fordonsindustrin. Vi kommer genomföra idén om den självförbättrande fabriken, ”Smart Assembly 4.0”, som bibehåller fördelarna med massproduktion men levererar individtillverkad kvalitet utan onödigt snäva toleranser. Det är nya framsteg inom simulering, mätteknik och allt kraftfullare datorer som gör det möjligt att genomföra projektidén som har stor potential. Till exempel är en karossfabrik inom fordonsindustrin en mycket stor investering som kan bestå av hundratals robotar som svetsar ihop alla ingående karosskomponenter. Projektets huvudresultat är en programvara för sortering och självkorrigerande utrustning, som ökar kvaliteten utan kostsamma krav på snäva toleranser. Konceptet ”Smart Assembly 4.0” kommer att använda information som samlas in med avancerad mätteknik på ingående komponenter för att välja ut de kombinationerna som passar bäst ihop, och för att optimera och justera utrustning som fixturelement, svetspunkter, sekvenser och robotbanor. Det smarta systemet använder produkt- och processkunskap i ett sammanlänkat tillvägagångssätt där utrustningen för varje individ är optimerad för att uppnå högsta kvalitet med minimalt resursutnyttjande. Projektresultaten kommer att visas upp på en virtuell karossfabrik från bilindustrin. Resultaten är dock generellt tillämpbara och kan anpassas till företag inom tillverkningsindustrin i allmänhet.