Ez a weboldal sütiket használ, hogy a lehető legjobb felhasználói élményt nyújthassuk. A cookie-k információit tárolja a böngészőjében, és olyan funkciókat lát el, mint a felismerés, amikor visszatér a weboldalunkra, és segítjük a csapatunkat abban, hogy megértsék, hogy a weboldal mely részei érdekesek és hasznosak.
2024. December 14.
Hatékonyság, optimalizálás, automatizálás, mesterséges intelligencia – aktuális kihívások a fröccsöntésben
A Central European Plastics Meeting egyik kiemelkedő eseménye volt a fröccsöntő gép kiállítással egybekötött kerekasztal-beszélgetés, ahol a Hatékonyság a fröccsöntésben címmel az ehhez a feldolgozási technológiához kapcsolódó kihívásokról és megoldásokról, a digitalizációról és a mesterséges intelligencia alkalmazásáról beszélgettek a résztvevők: Bocskor Imre (WITTMANN Battenfeld Kft.), Domonkos Balázs (ARBURG Hungária Kft.), Horváth Ákos (ENGEL-Hungária Kft.) és Konkoly-Thege Máté (Thege-Plastic Kft.). A panelbeszélgetés moderátora Rácz István (Ultrapolymers Kft.) volt. Cikkünkben az itt elhangzottakat foglaljuk össze.
Rácz István a beszélgetés elején arra kérte a panelbeszélgetés résztvevőit, hogy röviden mutassák be a cégüket és mondják el véleményüket arról, hogy mit gondolnak a hatékonyságról, hogyan közelítenék meg ezt a témát.
Konkoly-Thege Máté:
A Thege-Plastic Kft. több mint 40 éve foglalkozik műanyag fröccsöntő gépek, köztük Haitian berendezések és perifériáik értékesítésével, szervizelésével. A Haitian most egy generációváltás küszöbén áll, megérkezett az új 5. generációs berendezés, amelyben olyan hatékonyságnövelő megoldások vannak, mint például az automatizálás. Ha csökkenthető az emberi beavatkozás, akkor kevesebb lesz a hiba és a ciklusidők is gyorsabbak lesznek. Az újgenerációs gépek vezérlésével megoldották, hogy a perifériákat, tehát a szárítókat, temperálókat, robotokat, mesterkeverék adagolókat a gép vezérlőképernyőjéről lehet szabályozni, tehát folyamatos online kommunikáció van a segédberendezések és a gép között. A beállítási paramétereket a gép receptúraként elmenti, így nagyon hatékony a szerszámváltás, nincs időveszteség egy szerszámcserénél és a hibák is csökkenthetők ezzel.
A Haitian egy másik hatékonyságot növelő okos megoldása a Smart Solutions, amelyet a nyitási-zárási, a fröccsöntési és a kilökési profil vagy a szerszámvédelem beállítása után elindítva a gép optimalizálja a mozgási profilokat és hatékonyabbá teszi a folyamatot. Fontos kérdés a fröccsöntő gépek energiafelhasználása és ezáltal a károsanyag kibocsátásuk. A Haitian úgy próbálja a szén-dioxid- és a károsanyag kibocsátást csökkenteni, hogy a szervohidraulikus gépeiknél 1000 tonnáig a csiga adagolását és a plasztikálást teljesen elektromossá teszi.
Horváth Ákos:
A hatékonyságot tekintve az ENGEL-nél ennek más összetevői vannak. Az egyik összetevő lehet maga a gépkoncepció és a meghajtás. Vannak különböző felépítésű gépek, amik különböző hatékonysággal működnek, ez főként az energiafogyasztásra van hatással. Megkülönböztetünk elektromos, hidraulikus és hibrid gépet, illetve az azonos kategóriájú gépek között is lehetnek eltérések attól függően, hogy milyen alkalmazásra használjuk vagy milyen a felépítésük.
A hatékonyság egy másik összetevője lehet a gyártáshatékonyság. Ez azt jelenti, hogy a gépnek bizonyos funkcióit optimalizálják és olyan okos megoldásokat használnak, amivel elősegítik a termelékenységet, csökkentik a selejtet, esetleg növelik a kihozatalt. Az ENGEL-nél ez az iQ (Intelligent Quality), vagyis az intelligens minőség. Ezzel a gépek egyes részeit lehet optimalizálni, illetve egy fejlett szoftver segítségével a kihozatalt és a termék minőségét biztosítani.
További összetevője a hatékonyságnak az automatizálás, amelynek nagyon sok előnye van. Ezt viszonylag régóta használják az iparágban, különösen Nyugat-Európában. Egy komplett gyártócelláról van szó, ami nem csak a fröccsöntő gépből és a szerszámból áll, hanem a különböző perifériák integrálásából is. Robotokat, adagolókat, szállítószalagokat, tálcarendszereket, illetve bármi egyéb megoldást, ami szükséges az adott termék gyártásához, lehet integrálni.

A Hatékonyság a fröccsöntésben kerekasztal résztvevői balról jobbra: Bocskor Imre, Domonkos Balázs, Horváth Ákos, Konkoly-Thege Máté és a beszélgetés moderátora, Rácz István.
A hatékonysághoz tartozik a digitalizáció is, ami egy meglehetősen összetett dolog. Itt egy adathalmaz a kiindulási pont, a kérdés csak az, hogy mit lehet kezdeni ezekkel az adatokkal, hogyan lehet ezekből riportokat készíteni, amivel optimalizálható a gyártás, csökkenthetők a költségek, növelhető a kihozatal.
Az ötödik összetevője a hatékonyságnak a fenntarthatóság, ami tulajdonképpen az ökológiai lábnyomunk.
Domonkos Balázs:
Az ARBURG egy tradicionális német családi vállalkozás, amely tavaly volt 100 éves, Magyarországon pedig 25 éves, több mint 70 éve gyárt fröccsöntő gépeket és jelentős részt vállal a komplett rendszermegoldások szállításában.
A hatékonyság témaköre két alapvető megközelítésre bontható. Egyrészt a gépgyártó szempontjából milyen hatékonyan gyárthatók a gépek, berendezések ahhoz, hogy a lehető legkisebb ökológiai lábnyommal lehessen előállítani ezeket. Ehhez az ARBURGnak van egy központi gyártórészlege Lossburgban, ahol nincsenek hosszú logisztikai láncok, amiket működtetni kell, alternatív energiaforrásokat használnak a gépek gyártásához, nagyon magas szintű automatizációval. A vevői oldalról pedig nagyon sok
aspektusa van, kezdve a gyártás hatékonyságával, ahol különböző géptechnológiák állnak rendelkezésre a teljesen hidraulikus, a szervohidraulikus gépeken át a frekvencia szabályozott aszinkron motorok által hajtott szivattyúkig, vagy akár a teljesen elektromos gépekig a hajtástechnológia tekintetében. Az adott géptípusokon belül pedig vannak komfort, prémium és ultimate típusok. A kiépítettségnél mindig az adott terméket kell nézni, hogyan lehet azt hatékonyan gyártani az energia kontra termelés hatékonyságot figyelembe véve.
A hatékonysághoz tartoznak az olyan okos megoldások, mint az ARBURG legújabb Gestica vezérlői, a különböző asszisztens csomagok, amelyek megkönnyítik a gépbeállítók munkáját. A digitalizáció tekintetében már mesterséges intelligenciát is használnak a gépeikben. A nem gépi oldalról megemlíthetők az olyan megoldások, mint az ügyfélportál, a gyártási irányítórendszer, amelyeket saját termékként fejlesztenek 1986 óta, kifejezetten a fröccsöntő üzemek igényeire alakítva.
Bocskor Imre:
Alapvetően nincs különbség az egyes cégek között a hatékonyság megközelítése tekintetében. Nagyon fontos, hogy mindegyik cég a saját maga elképzelése, a cégcsoport irányvonala szerint végzi ezeket a dolgokat, ezek a területek nagyon jól kiegészítik egymást. A WITTMANN Csoportnál annyiban más ez a szemléletmód, hogy alapvetően a periféria oldalról közelítik az egész gyártástechnológiát, mégpedig tradicionális okokból. Osztrák családi
vállalkozásként alapította Werner Wittmann a céget, 1965-ben szabadalmaztatta a vízátfolyás szabályzót, innen nőtt ki világméretű céggé. 2008-ban vásárolta meg az akkor nehéz helyzetben lévő Battenfeld-et.
Ma már alapvető feltételnek kell lennie annak, hogy a perifériák és a fröccsgép kommunikáljanak egymással. Mindenki a saját szempontjai, a saját felhasználási célja alapján dönt. A fröccsöntő gépeknél is meg kell gondolni, hogy mire szeretnénk használni és rajtunk múlik az, hogy ahhoz a gyártáshoz, amihez mi gépet akarunk választani, azt milyen szempontok alapján teszszük. Tovább bonyolítja a kérdést, hogy nem csak egy terméket akarunk legyártani, hanem többet, így valamilyen módon kompromisszumokat kell kötnünk és ennek a szempontjai nagyon fontosak. Innentől kezd érdekessé válni az a kérdés, hogy mit tekintünk hatékonyságnak, melyek azok az elfogadható kompromisszumok, amiket meg kell kötnünk, figyelembe véve, hogy milyen kiegészítő opciókkal, támogatásokkal próbáljuk ezeket a helyzeteket kezelni.
Jelen pillanatban a fejlesztéseknél az egyik legfontosabb szempont a mesterséges intelligencia használata. A gépek rengeteg adatot gyűjtenek és ezeknek az adatoknak a feldolgozását már messze nem nekünk kell elvégezni, hanem ezt a mesterséges intelligencia nálunk gyorsabban, pontosabban, célratörően elvégzi. Világszerte a gépgyártók ezen a területen komoly fejlesztéseket terveznek, és az újdonságok, amelyek érkeznek a jövőben, azok mind ezt a területet fogják nagyrészt lefedni.
A fröccsöntéskor első számú kérdés az, hogy egy adott idő alatt hány darabot lehet legyártani, milyen áron és milyen költséggel. Egy új termék indításakor el kell telni egy adott időnek ahhoz, hogy egzakt termék jöjjön ki a szerszámból. Rácz István azt kérdezte beszélgetőpartnereitől, hogy vannak-e olyan rendszerek, amelyek ezt optimálisan meg tudják valósítani anélkül, hogy emberi beavatkozásra lenne szükség, és mit jelent ez a hatékonyság szempontjából.
Domonkos Balázs:
A korábban említett asszisztencia csomagok onnantól kezdve segítenek a gépbeállítónak, hogy elkezdi felszerelni a szerszámot a gépre. A rendszerbe integrált szimulációs program – megadva a termék 3D modelljét, az alapanyagot és a szerszám konfigurációt – meghatározza az összes alapvető nyomást, hőmérsékletet, beállítási paramétert, átkapcsolási pontot, lerövidítve ezzel nagyjából negyedórára az első bemintázást. Ez az a pont, ahol aktívan lehet használni a mesterséges intelligenciát, mivel számtalan adat áll rendelkezésre a fröccsöntő gépen. Ugyanakkor az a probléma merül fel a gépi tanulás használatával kapcsolatban, hogy az ügyfelektől kell megszerezni a nagyon értékes khowhow-t, adatokat, amivel dolgozik. Ezeket az adatokat érthető módon nem szívesen adják meg, mert pont az a versenyelőnyük, hogy milyen technológiával gyártanak. Ez azt is jelenti, hogy lokális szinten gyűjtött adatoknak a kielemzésével és felhasználásával kell a különböző algoritmusok alapján a gyártástechnológiát kialakítani.
Horváth Ákos:
Az optimalizálás tekintetében külön kell választani a beállítást, a szerszám bemintázást, a jó darab megtalálását és folyamatos gyártását. Az első lépés a jó darab fogalmának meghatározása a vevői elvárások alapján. Ha azt a beállítást megtaláltuk, amivel a minden szempontból elfogadható darab elkészíthető, akkor utána a gyártásbiztonságot kell figyelembe venni. Ez azt jelenti, hogy különböző rendszereket használunk, amik optimalizálják a gyártást és biztosítják a termékminőséget. Ennek vannak különböző összetevői. Az egyik az, hogy a gyártásban a környezeti hatásokból adódóan viszkozitás változás lép fel, amit tovább bonyolíthat, ha újrahasznált anyagokat dolgozunk fel, amit a gépnek tudnia kell kezelni és bizonyos határok között ez korrigálni, ha szükséges. Van arra lehetőség, hogy a gépek automatikusan optimalizálják a záróerőt, kímélve a szerszámot, növelve a szerszám élettartamát és a gép típusától függően csökkentve az energiafogyasztást. Ugyanez érvényes az utónyomásra is. A gyorsjáratú gépeknél, ahol nagy a kihozatal, gyors a ciklusidő ott a mozgások is optimalizálhatók fejlett szoftver segítségével. Ez is a mesterséges intelligencia része. Az egyik legfontosabb dolog a gyártásban a szerszám termikus viszonyai, ezt egy komplex temperáló rendszeren keresztül biztosítani lehet úgy, hogy minden körnek a belépő és kilépő hőmérsékletét mérve a hőmérséklet különbséget állandó értéken tartják.
Konkoly-Thege Máté:
A Haitian cégnél fordítva működik az adatgyűjtés, mint az előzőekben említettek. Ők a partnereiktől kapnak adatokat bizonyos jogi keretek között megállapodva. Ezeket vizsgálják és mesterséges intelligenciával elemzik, mielőtt betáplálják a vezérlésbe. Így keletkeznek azok a közelítő paraméterek, amelyekkel optimalizálni lehet a gyártást. A gyors szerszámcserét és indulást pedig úgy oldják meg, hogy saját mágneslapokat és mágneses felfogó berendezéseket gyártanak a gépeikhez és nem külső partnerek eszközeit szerelik fel.
Bocskor Imre:
A hatékonyság szempontjából figyelembe kell venni azt is, hogy a gyártó az üzemében mekkora alapterülettel rendelkezik. Lehet, hogy az elektromos gép a hatékonyság szempontjából jobb, de nem biztos, hogy befér az üzemcsarnokba. Egészséges kompromisszumot kell kötni, hogy hol van a határ, bővítse-e az üzemcsarnokot és az mennyibe kerül, vagy a szervohidraulikus gép tökéletesen megfelelő a már kiépített rendszerhez.
A jövő egyik legfontosabb kérdése lesz, hogy miként pótolhatók a humán erőforrások. Kevés a gépbeállító, kevés az olyan szakember, aki érti a dolgát, aki rövid idő alatt be tudja állítani a gépet egy új gyártásnál. Itt jönnek képbe ezek a fejlesztések a mesterséges intelligencia használatával, hogy minél több terhet vegyünk le azokról a gépkezelőkről, akik egyre szűkebb létszámban állnak rendelkezésre. Ugyanakkor fontos, hogy ezekkel a megoldásokkal nem szabad veszélyeztetni a cég hatékonyságát és működését.
Végezetül Rácz István arról kérdezte a fröccsöntő gép gyártók képviselőit, hogy valóban a gépkiválasztás a hatékonyság legfontosabb lépése, illetve milyen határa van az optimalizálásnak és az automatizálásnak? Nagyon fontos, hogy amikor a hatékonyságról beszélünk, akkor ne csak a gépekben gondolkodjunk, ne csak abban gondolkodjunk, hogy vajon megfelelő mennyiségű energiát használtunk-e fel, hanem abban is, hogy rendelkezésünkre áll-e az a kezelőszemélyzet, az a mérnöki háttér, akikkel mindezt végre tudjuk hajtani, és el tudjuk-e érni azt a nagyon egyszerű dolgot, hogy időegység alatt a legolcsóbban a legtöbb terméket állítsuk elő.
Horváth Ákos:
Nem lehet azt kijelenteni, hogy az elektromos gép vagy a hidraulikus a jobb, ez attól függ, hogy mire akarjuk használni. Mind a kettőnek van előnye és hátránya is. A hatékonyságot nem lehet leegyszerűsíteni arra, hogy választunk egy elektromos gépet a hatékonyság érdekében. Ez nagyon sok mindennek az összetevője és fontosak a részletek, mert ezek adják mindennek az értékét. Mekkora a szerszám, milyen terméket akarok gyártani, milyen alapanyagból, milyen kihozatallal és milyen felszereltséggel, a gyártótól függően mindenkinek van erre egy ajánlása vagy preferenciája. Ha ezeket a paramétereket a legelején tudjuk és a gépválasztás ezek alapján történik, akkor ezeket a dolgokat tervezéssel és előrelátással elő lehet segíteni.
Az automatizálás nagyon fontos és rengeteg lehetőség van benne. A megtérülés kulcskérdés, mi az darabszám, amivel megtérül a befektetés. Az automatizálásában nincs határ, nagyon sok eszközt lehet a rendszerbe beépíteni. Fontos a rendszer integrálás, hogyan kommunikálnak egymással és hogyan működnek együtt az eszközök, viszont egy dolgot figyelembe kell venni. Minőségi munkaerő szükséges ahhoz, hogy ezeket a komplett rendszereket üzemeltessük. A gyártáshoz kevesebb operátor kell, viszont több mérnök, akik a rendszert felügyelik.
Domonkos Balázs:
Alapvetően az automatizálás mellett fontos tényező az, hogy milyen darabszámot szeretnénk gyártani. Ha sok kis tétel van, akkor nem biztos, hogy jó lesz automatizálni, mert nem lesz kifizetődő, a darabra eső költség nagyon magas lesz. Mindenképpen magas darabszám gyártása kell ahhoz, hogy egyáltalán automatizálásában lehessen gondolkozni. A gépgyártó részéről pedig lényeges, hogy mindezt komplett, kulcsrakész megoldásként, egy rendszerként tudja szállítani és ennek gyakorlatilag csak az észszerűség szab határt.
Konkoly-Thege Máté:
Problémaként említhető a kkv-szektoron belüli automatizálás. Kevesebb darabszámmal dolgoznak a multikhoz képest, napi kéthárom szerszámcserével. Ezeket a folyamatokat nem érdemes automatizálni. Sokszor ez nem pénzkérdés, egyszerűen csak nem megoldható.
Bocskor Imre:
Gazdasági oldalról kell szemlélni a dolgokat. Vannak olyan, gyakorlatilag minden fröccsöntő gép gyártó által elérhető szolgáltatások, opciók, amelyek nélkül nem szabad gépet ma már eladni vagy megvenni. Felügyeleti program, integrációs program, szoftver, az elektromos interfészek beépítése nélkül nem célszerű gépet venni, mert minimum a lehetőségét meg kell annak teremteni, hogy a jövőben, ha alkalmas lesz a helyzet vagy szükség lesz rá, akkor minél egyszerűbben, minél gyorsabban tovább lehessen lépni, fejleszteni lehessen a gyártást. Megkülönbözteti a kkv-kat a multiktól vagy a kisebb vállalkozásoktól, hogy ki mit engedhet meg magának. Azt viszont mindenki meg tudja tenni, hogy előrelátóan gondolkodjon és számítson a változásra.
DR. LEHOCZKI LÁSZLÓ