Fabriksdesignsprocessen för framtida utveckling av produktionssystem

Projekttid: 2009 – 2013

Budget: 12 500 000 kronor

Satsning: VINNOVA Fordonsteknisk forskning och innovation, FFI

Fordonsindustrin står inför en stor utmaning vid övergången till miljösäkrade fordon och produktionmed bibehållen konkurrenskraft. Nödvändiga ändringar måste genomföras snabbt, vara kvalitetssäkrade och inte påverka ledtider, en utmaning som möts av FFI Hållbar produktionsteknik och av detta projekt.

Projektet Fabriksdesignprocessen för framtida utveckling av produktionssystem (FDP) var ett treårigt samarbetsprojekt mellan KTH och Scania, med en budget på 12,5 MSEK. Målet var att ta fram metoder för en samordnad och effektiv fabriksdesignprocess.

Fabriksdesignprocessen påverkar inte bara effektiviteten i projektfasen av farbriksdesign och installation utan även effektiviteten för den efterföljande produktionen, avseende olika aspekter på produktionssystemet inklusive effektivt materialflöde, utnyttjande av verkstadsyta, arbetsmiljö och säkerhet.

Det finns ett antal parallella och av varandra beroende delsystem som utvecklas, t.ex., fabrikslayout, mediasystem för elektricitet, vatten, luft, värme och kylning, trycklyft och hydraulik, spån- och avfallshantering, process vätskor, nätverk för kommunikation, sprinklersystem och byggnad.

Projektet har fokuserat på datorstödda arbetsprocesser och kommunikation av modeller mellan olika intressenter i layoutframtagningen. Det främsta målet var att utveckla metoder för en koordinerad fabriksdesignprocess med förenklat informationsutbyte och återanvändning av kunskap och modeller.

Ett nytt fabriksprojekt hos Scania användes som testfall. Projektarbetet delades upp i fyra arbetspaket som resulterade i processmodeller, specifikation av information och utvärderingar av system. Projektet har fördjupat förståelsen för de funktioner som krävs och hur modeller ska utformas för att stödja designprocessen. Principer för representation av layoutmodeller med hjälp av systemneutrala standarder för kommunikation har undersökts, inklusive verifiering av användbarheten av STEP-standarden AP214 för representation av layoutinformation. Demonstratorer har använts för att visa hur layoutarbete i samverkan kan ske med en kombination av kommersiella layout- och PLM-system. Vidare har ett första förslag till informationsarkitektur tagits fram.

Dessa resultat bidrar till att säkra produktionsutvecklingsproceserna i vilka virtuella planerings- och dataadministrationsverktyg används effektivt, för att möta den industriella utmaningen att genomföra nödvändiga produktionsändringar snabbt och med säkerställd kvalitet och ledtid.

Även om resultaten är viktiga, så finns det en djup klyfta mellan industrins omedelbara behov och möjligheterna som forskningsfronten erbjuder. KTHs forskare har visionen att anpassningsbarheten hos tillverkningssystemen kommer att kunna förbättras radikalt genom en öppen informationsparadigm, där interopererande system och integrerad information möjliggör en sömlös kommunikation av modeller mellan olika intressenter, som kan kombinera intelligenta modeller av olika slag för att analysera nyckeltal i produktionen. Denna vision kräver en fokuserad ansträngning för att förfina och implementera de uppnådda resultaten inom systemneutral modellering av digitalafabriker; ett arbete som kommer att beskrivas i framtida projektansökningar.

Deltagande forskare

Partners

Dela

Liknande projekt

Rationell tillverkning av sandwichsturkturer för energieffektiva persontransporter

Omställningen från konventionella till elektriska drivlinor skapar många utmaningar, men öppnar även för nya möjligheter rörande komponentpackning och utformning av bärande strukturer samt nya tillverkningsmetoder för dessa. Projektet syftar till att nyttja möjligheter med sandwichkonstruktion för att sänka vikten och därmed energiförbrukningen för framdrift; minska värmeförluster och därmed energiåtgången för klimathållning; minska tillverkningskostnader med hjälp av nya tillverkningskoncept, rationell sammansättning och ny konstruktionsteknik.

2017 – 2020

Fogning av termoplastkomposit mot metall med ljusbågsvetsning med hög strömtäthet (DENSARC)

Syftet är att testa ett nytt sätt att foga termoplastisk komposit mot metall genom att i en överlappsfog värma den fria metallsidan, med en extra fokuserad TIG ljusbåge som värmekälla, till dess att kompositen precis smälter så att vidhäftning erhålls mot metallen. Metoden ger fördelar som enkelsidighet, inget behov av extra tillsatsmaterial och möjliggör osynliga fogar. Målet är att få en fogningsmetod som är robust, ger hög produktivitet och hög kvalitet samt kostnadsfördelar.

2012 – 2013

PADOK – Study Visit to India 2016

Med den globalisering som skett inom marknaden för tillverkade produkter, kombinerat med megatrender som klimatförändringar och demografiska förändringar, behövs mer kunskap kring hur produktion ser ut i andra regioner. PADOK Study Visit in India 2016 har gett en ökad kunskap inom hur produktion genomförs i Indien, vilka utmaningar tillverkande industri där ställs inför och hur svenska företag intresserade av att investera i produktionsanläggningar i Indien kan agera för att enklare etablera sig.

2016 – 2016

FLEXibel bAlansering av komplexa monteringssystem (FLEXA)

Projektet syftar till att utveckla och hypotesprova en helt ny princip för dynamisk planering och beredning av montering, där balanseringen optimeras på en högre systemnivå, t ex ett monteringsavsnitt, snarare än på stationsnivå vilket är det vedertagna angreppssättet idag. Målet med projektet är att öka kunskapen kopplat till balansering samt vilka effekter ett produktionssystem baserat på dynamisk balansering för med sig och hur dessa relaterar till minskade systemförluster, men även vilka krav som ställs på och av människan i systemet.

2012 – 2013

Reducering av underhållsrelaterat slöseri

Målet med projektet Reducing maintenance-related waste är att utveckla och testa en generisk metod som ska underlätta för svenska tillverkningsföretag att identifiera, klassificera, kvantifiera samt reducera underhållsrelaterat slöseri inom produktionsprocesser. Målet med metoden är att tillverkningsföretagen skall kunna optimera underhållsaktiviteter och underhållskostnader utifrån extern- och intern underhållseffektivitet med hänsyn tagen till indirekt och direkt underhållskostnad.

2013 – 2016

Sinterprodukter med hög statisk lastförmåga

I projektet har vi bekräftat att modifierad anlöpning kan tillämpas för motverka/eliminera relaxation/krypning och att det kan preliminärt kopplas till stabiliteten hos mikrostrukturen hos det anlöpta sinterstålet. Ny metodik för utvärdera sintermaterials potentiella relaxation/kryp har etablerats och ny kunskap har etablerats. Ett potentiellt nästa steg är att se hur andra sinterstål kan optimeras och hur en modell för prediktering av kryp/relaxation hos sinterstål vid måttligt förhöjd temperatur kan utvecklas.

2012 – 2013

Den Virtuella Målerifabriken – Simulering av Ugnshärdning

Den Virtuella Målerifabriken - Simulering av Ugnshärdning. Måleriet är ofta en flaskhals i produktion där processerna idag finjusteras genom testning på ett stort antal prototyper. För att kunna möta framtidens behov så behöver produktionsberedningen kraftigt förbättras. Syftet är att utveckla metoder, tekniker, mätmetodologi och mjukvara, för simulering av härdning av färg i IR och konvektionsugnar. Målet är att stödja industrins utveckling och optimering av ytbehandlingsprocesserna så att dessa blir mer energieffektiva; har en kortare ledtid i produktutvecklingen och ger bättre kvalitet.

2016 – 2019

Den Virtuella Målerifabriken – Simulering av Ugnshärdning

Streamlined Modeling and Decision Support for Fact-based Production Development (StreaMod)

Syftet med projektet var att öka produktivitet och robusthet inom tillverkande industri genom utökad användning av faktabaserade simuleringar och optimeringar. Detta har uppnåtts genom att integrera verktyg för hantering och analys av indata (GDM Tool) med simulering och optimering av produktionsflöden (FACTS Analyzer). Tidsåtgången från fråga till faktabaserat svar vid utveckling av produktionsflöden har reducerats till bara några minuter i miljöer där det finns fungerande produktionsnära IT-system.

2013 – 2017

Uthållig produktion av framtida motorkomponenter

Projektet har utgått från utmaningar när det gäller gjutning och realisering av nya gjutjärn med hög hållfasthet och god skärbarhet, vägval avseende bearbetningsstragier samt materialbeteende i skärprocesser när det gäller arbetsmaterialens skärbarhet. Kisellegerat kompaktgrafitjärn har demonstreras som nytt alternativ för framtida motorkomponenter. Ny simuleringsmetodik för att hantera bearbetningsstrategier har introducerats. Generisk kunskap har stärkts när det gäller arbetsmaterialens bearbetbarhet och särskilt när det gäller sammansatta material.

2012 – 2015

Framväxande digitala teknikers tillämpbarhet som plockstöd inom materialhantering

I materialhanteringsprocesser, såsom kitting och sekvensläggning, vilka används inom fordonsindutrin för att försörja monteringen med ett stort och ökande sortiment av komponentvarianter, är det arbetsplatsnära informationsystemet en central aspekt i utformningen. Givet utvecklingen vad gäller digitalisering, syftar denna konceptprövningsstudie till att utvärdera potentialen för digital teknik att stödja materialhanteringsarbetet inom produktion.

2017 – 2018

Ultrahöghållfasta stållaminat

Målet är att sänka vikten på fordonskomponenter genom att använda laminatplåt med en kärna som gör att vikten sänks jämfört med att använda en konventionell solid plåt. Projektet har varit specifikt inriktat på att använda en kärna av sintrat metallpulver samt forma plåten med hjälp av presshärdningsprocessen. Provdetaljer har genomgått alla tillverkningssteg enligt plan följt av ett deformationstest. Metodik har tagits fram för att kunna simulera laminat i det genomförda deformationstestet.

2013 – 2016

Search Next Previous Deselect Project manager URL Document Partner Calendar Place Close Menu Expand User Log out Profile