A termelővállalatok belső logisztikája az automatizáció sikertörténetének ígérkezik, méghozzá várhatóan már a közeli jövőben. A technológiai áttörést az autonóm mobil robotok (AMR) jelentik, amelyek emberi beavatkozás nélkül el tudják látni a feladataikat. Eközben az AMR-ek képességeinek maximális kiaknázását célzó mobil robotikai kiegészítők (MRE) – például különféle kocsik és görgős felépítmények – fejlesztése a robotikai szektor önálló és sikeres szegmensévé vált. A dán ROEQ a piac vezető szereplője, világszerte népszerű termékeit Magyarországon, a TE Connectivity passzív elektromos csatlakozókat előállító esztergomi gyárában is használják.

Az autonóm mobil robotok (AMR-ek) mindössze néhány év alatt forradalmasították az intralogisztikát, lehetővé téve a termelő cégek számára, hogy hatékonyan és biztonságosan automatizálják a termelőüzemeken belül a nyersanyagok és a késztermékek mozgatását. Növekvő népszerűségüket bizonyítja, hogy az ABI Research kutatásai szerint az AMR-ek világpiaca a 2020-as 800 millió dollárról 2030-ra 49 millárd dollárra fog bővülni. Az AMR-ek két legfontosabb előnye egyrészről a könnyű programozhatóság, másrészről pedig a megfelelő mobil robotikai kiegészítők (MRE) – például különféle kocsik és görgős felépítmények – révén a rendkívül sokoldalú alkalmazhatóság.

Az MRE-k nélkülözhetetlenek a robotok képességeinek megfelelő kiaknázásához. A kiegészítőket egyszerű és biztonságos mechanizmusokkal lehet a robotokhoz csatlakoztatni és használatukkal pedig kiterjeszthetők az alkalmazás lehetőségei. A felépítmények sokszínűek a rövid távú, szintbeni továbbítást segítő görgős polcoktól a rekeszek, ládák, raklapok szállítására alkalmas kocsikig és emelőkig. A megfelelő MRE-k segítségével a robotok képesek akár egy tonnányi, árut mozgatni vagy az automatizált gyártósorokkal közvetlenül kommunikáló, szállítószalagos logisztikai rendszert létehozni. Ráadásul gyakorlatilag bármilyen iparágban bevethetőek, ahol áruk és nyersanyagok mozgatására van szükség.

A mobil robotikai kiegészítők piacának vezető szereplője a dániai központú ROEQ. Az alapító mérnökök 2017-ben meglátták a forradalmi lehetőséget a Mobile Industrial Robots (MiR) piacvezető robotjaiban, ezért célirányosan ezen gyártó típusaihoz illeszkedő felépítmények tervezésébe fogtak. Ennek eredményekképpen a ROEQ sztenderdizált megoldásai minden tekintetben – hardveresen és szoftveresen – kompatibilisek a MiR robotjaival, ami komoly versenyelőnyt jelent a felhasználók számára. A ROEQ kiegészítők könnyűszerrel csatlakoztathatók az AMR-ekhez, a ROEQ Assist nevű szoftver pedig teljesen belesimul a robotok flottavezérlő programjába, így a kezelő munkatársaknak csak egy felület használatát kell megtanulni. Ez felgyorsítja a bevezetés folyamatát.

A fenti szempontok jelentős súllyal estek latba az északnyugat-magyarországi Esztergomban működő TE Connectivity számára, amikor megoldást kerestek intralogisztikai kihívásaikra. A fröccsöntött műanyagból az autóipar részére passzív elektromos csatlakozók és csatlakozóházak gyártásával és automata szerelésével foglalkozó cég anyagmozgatási rendszerei alacsony hatásfokkal működtek. Egy flexibilis, könnyen variálható és kiterjeszthető, de egyszerűen üzemeltethető rendszerre volt szükségük. Fontos szempontként szerepelt a biztonság, mert a gyárban szűkek a közlekedési utak, sűrűn változik a belső elrendezés és a feladatok, továbbá folyamatos az alapanyagok, a késztermékek és az emberek mozgása, keresztezve a robotok útvonalát.

A gyárban többféle megoldást teszteltek, míg végül a ROEQ robotikai kiegészítőkkel szerelt AMR-ek mellett tették le a voksukat. A hat MiR200-asból álló flotta félautomata üzemben dolgozik: a munkatársak hívják a missziókat és mozgatják a robotokra csatlakozó kocsikat a termelési területen és a raktárban. Ezért lényeges volt az egyszerű dokkolás és a könnyű kezelhetőség.

A cég jelenleg három ROEQ TMC300 top modult, 15 ROEQ 300E Easy-Pull-Out kocsit és 10 easy locking megoldású dokkolót használ. A kocsik szabadalmaztatott rögzítőmechanizmusa pontos és biztonságos csatlakozást tesz lehetővé mind a robothoz, mind a dokkolóhoz. A szoftver egyúttal folyamatos nyomon követést biztosít: bármikor ellenőrizhető, hogy az adott kocsi melyik robothoz vagy dokkolóhoz kapcsolódik. A missziók végpontjain – a termelési területen és a raktárban – a munkatársak könnyen le tudják oldani a kocsikat a robotokról és kézi erővel mozgatni.

A tapasztalatok szerint a ROEQ kocsik rendkívül stabilak és biztonságosak. A TE Connectivity üzemében egyetlen egyszer sem fordult elő, hogy a robotok balesetet okoztak vagy anyagi kárt csináltak volna. Használatukkal ráadásul megnövelhető az AMR-rek hasznos teherbírása, növelve az anyagmozgatás hatékonyságát. Az eszközök látványosan felgyorsították az intralogisztika tempóját, tették mindezt kedvező megtérülési mutatók mellett.

Nem elhanyagolható előny az üzembiztonság. A TE Connectivity tapasztalatai szerint a ROEQ eszközök gyakorlatilag nem igényelnek javítást vagy karbantartást. A beüzemelésben és az esetleges problémák megoldásában pedig a vállalat magyarországi partnere, a VFP Systems nyújt gyors segítséget. A TE a kedvező eredmények hatására épülő új gyártócsarnokát már a ROEQ felépítményekkel szerelt mobil robotok képességeire optimalizálva tervezte meg.

• Dr. Volkmar Denner, a Bosch igazgatótanácsának elnöke: „Első AIoTgyárunkkal új korszakot nyitunk a chipgyártásban”
• Margrethe Vestager az Európai Bizottság ügyvezető alelnöke: „A félvezetők az élvonalbeli innovációk bölcsőjeként hozzájárulnak Európa versenyképességének erősítéséhez.”
• Michael Kretschmer Szászország miniszterelnöke: „Az új chipgyár jó Európának, Németor-szágnak és Szászországnak”
• A mesterséges intelligencia megteremti a termelés folyamatos és adatalapú fejlesztésének, valamint a sorozatgyártás gyors beindításának alapjait
• Az első chipek – a Bosch szerszámgépekbe – már júliusban, azaz atervezettnél hat hónappal korábban elkészülnek
• Az új, mintegy egymilliárd eurós beruházás a Bosch több mint 130 éves történetében is egyedülállónak számít
• Az új létesítmény a tervek szerint 700 munkatársat foglalkoztat majd

Teljesen hálózatba kapcsolt, adatköz-pontú és önoptimalizáló: a világ egyik legkorszerűbb chipgyárát nyitotta meg Drezdában a Bosch. A magas fokon automatizált, teljes mértékben hálózatba kapcsolt gépek és az integrált folyamatok a mesterséges intelligenciával (Artificial Intelligence; AI) ötvözve intelligens gyárrá és az Ipar 4.0 úttörőjévé teszik a drezdai létesítményt. A csúcstechnológiával felszerelt gyárat 2021. június 7-én Dr. Angela Merkel német szövetségi kancellár, Margrethe Vestager, az Európai Bizottság ügyvezető alelnöke és Michael Kretschmer, Szászország miniszterelnöke virtuális jelenlétében avatták fel.
„A legmodernebb csúcstechnológiát felvonultató új drezdai chipgyár kiváló példa arra, hogy az európai köz- és magánszféra összefogása. Az itt készülő félvezetők a szállítás, a gyártás, a tiszta energia és az egészségügyi iparágak fejlesztésében töltenek be fontos szerepet. A félvezetők az élvonalbeli innovációk bölcsőjeként hozzájárulnak Európa-versenyképességének erősítéséhez” – fejtette ki Margrethe Vestager, az Európai Bizottság ügyvezető alelnöke.

„A félvezetők nélkülözhetetlenek a Bosch számára, ezért a vállalatcsoportnak stratégiai fontosságú a fejlesztésük és gyártásuk. A mesterséges intelligencia segítségével Drezdában új szintre emeljük a félvezetőgyártást” – emelte ki Dr. Volkmar Denner, a Robert Bosch GmbH igazgatótanácsának elnöke.„Ez egyben első AIoT-gyárunk, amely már a megnyitásakor teljesen hálózatba kapcsolt, adatközpontú és önoptimalizáló megoldások szerint működik.”

A Bosch mintegy egymilliárd eurót fordított a legmodernebb technológiával felszerelt gyár létrehozására, ami a vállalat több mint 130 éves történetének legnagyobb önálló beruházása. A termelés már júliusban, azaz a tervezettnél hat hónappal korábban beindul Drezdában. Az új üzemben gyártott félvezetőket pedig a Bosch az elektromos szerszámok előállítása során használja. Az autóipari megrendelők
részére a tervezettnél három hónap-pal korábban, már szeptemberben megkezdik a chipek gyártását. Az új gyár a félvezetőgyártás meghatározó szereplője lesz, amivel a Bosch technológiai és gazdasági helyszínként is erősíti Németország pozícióját.

„Az új chipgyár jó Európának, Németországnak és Szászországnak. Közvetlenül és közvetve számos új munkahelyet teremt, mégpedig egy óriási, feltörekvő ágazatban. Ezzel az egymilliárd euró nagyságrendű beruházással tovább erősödik ’Szilícium-Szászország’ és az egész európai félvezetőipar” – jelentette ki Michael Kretschmer, Szászország miniszterelnöke.
A tartomány fővárosában működő, 72 ezer négyzetméter alapterületű félvezetőgyárban már most 250-en dolgoznak, a tervek szerint az üzem 700 munkatársat foglalkoztat majd.

A Bosch egyedüli autóipari beszállító-ként már az ötvenes évek óta intenzíven foglalkozik mikroelektronikával, 1958 óta maga gyártja az ehhez szükséges félvezetőket. A vállalat reutlingeni gyára pedig 1970 óta állít elő kereskedelmi forgalomban nem elérhető, speciális alkatrészeket. A 200 milliméteres technológia 2010-es bevezetése óta a Bosch több mint 2,5 milliárd eurót fordított reutlingeni és drezdai félvezetőgyártásra, a mikroelektronikai fejlesztések pedig további, ugyancsak milliárd eurós nagyságrendű beruházást igényelnek. A vállalat ezzel tovább folytatja növekedési stratégiáját a félvezetők fejlesztése és gyártása terén.
„Ez a szakértelem a Bosch számos kiemelkedő rendszermegoldásának a kulcsa” – tette hozzá Dr. Volkmar Denner.

Az Ipar 4.0 úttörője

Önállóan gondolkodó gépek, karbantartás akár kilencezer kilométer távolságból, beépített kamerákkal ellátott szemüvegek: a drezdai a világ egyik legkorszerűbb félvezetőgyára. „A mesterséges intelligencia és a dolgok internete kombinációjának köszönhetően megteremtjük a termelés folyamatos és adatalapú fejlesztésének előnyeit. – hangsúlyozta Dr. Volkmar Denner.
Mindez azt jelenti, hogy a félvezetőgyár összes adatát – származzanak a gyártó-berendezésektől, az érzékelőktől vagy a termékektől – egy központi adattá-rolóban gyűjtik. Ennek eredményeként másodpercenként 500 gépelt oldalnyi gyártási adat áll rendelkezésre az üzemben – ami már egyetlen nap alatt is több mint 42 millió oldalt jelentene.

Az adatokat ezután mesterséges intelligencia alapú technológia segítségével értékelik, melynek során az önoptimalizáló algoritmusok az adatok alapján megtanulnak előrejelzéseket készíteni. A gyártási és karbantartási folyamatok így valós időben elemezhetők. A mesterséges intelligencia (AI) egyik algoritmusa például a termékek legkisebb rendellenességeit is észleli, amelyek specifikus hibaképek, úgynevezett szignatúrák révén válnak láthatóvá az elektronikai lapkák (wafer) felületén. Az okokat azonnal elemzik és a folyamatbeli eltéréseket haladéktalanul korrigálják, mielőtt még befolyásolhatnák a termék megbízhatóságát. „A mesterséges intelligencia a kulcs a félvezetők gyártási folyamatainak és minőségének további javításához” – magyarázta Dr. Volkmar Denner.
Mindez a félvezetőtermékek sorozat-gyártásának gyors beindítását is lehetővé teszi, megtakarítva az autóipari ügyfelek számára a széles körű tesztelést, ami egyébként feltétlenül szükséges lenne egy-egy új gyártás jóváhagyásához. A karbantartási munkák szintén optimalizálhatók a mesterséges intelligencia alkalmazásával.
Az algoritmusok pontos előrejelzéseket adhatnak, hogy szükséges-e – és ha igen, mikor – az egyes gyártóberendezések és robotok karbantartása vagy utánállítása. A munkák tehát nem rögzített ütemterv szerint zajlanak, hanem pontosan akkor kerül rájuk sor, amikor szükséges – még időben, mielőtt problémák merülnének fel.

„Digitális iker”: gyár duplán

A félvezetőgyár további különlegessége, hogy tulajdonképpen kétszeresen is létezik: egyszer a valós, egyszer pedig a digitális világban. A szakkifejezés erre, a „digitális iker” definíció. A gyár minden részét, illetve annak minden meghatározó építési és szerkezeti adatát már az építés során digitalizálták és elkészítették a háromdimenziós (virtuális) modelljét. Az „ikertestvér” mintegy félmillió 3D-objektumból áll, az épületektől és az infrastruktúrától az ellátás, valamint az ártalmatlanítás rendszerein, illetve a kábelezésen, a szellőzőrendszereken át, egészen a gépekig és gyártóberendezésekig.
Ezzel a folyamatok optimalizálását, de akár az átalakítási munkálatok szimulációját is anélkül el lehet végezni, hogy be kellene avatkozni a gyártás folyamatába. A csúcstechnológia a drezdai gyár karbantartása során is megjelenik: az adatszemüvegek és kiterjesztett valóság (Augmented Reality) alkalmazásával akár a távolból is elvégezhető a karban-tartás a gépeken. Ennek megfelelően anélkül hajthatják végre például egy ázsiai gépgyártó szakemberei a drezdai karbantartást, hogy személyesen a hely-színre kellene utazniuk.
Az adatszemüvegek kamerájának köszönhetően akár a fél világon át továbbíthatók a videofelvételek, és az ottani specialista a távolból valós időben vezetheti végig a Drezdában lévő munkatársat a karbantartás folyamatán. Ez a technológia döntő szerepet játszott abban, hogy a koronavírus-járvány miatti utazási korlátozások ellenére is üzembe helyezhették a berendezéseket.

Félvezetők a jobb életminőség és a közúti közlekedés biztonságának szolgálatában

A félvezetők mikrochipek formájában szinte minden műszaki eszközben –okostelefonokban, televíziókban, fitneszkarkötőkben – megtalálhatók,és nélkülük az autók sem közlekedhetnének. 2016-ban az új gépkocsik világszerte átlagosan több mint kilenc Bosch-chipet hordoztak fedélzetükön, például légzsák-szabályzóegységük-ben, fékberendezésükben és parkolási asszisztensükben.

Számuk 2019-re már több mint tizenhétre bővült, azaz mindössze néhány éven belül csaknem megduplázódott. A legintenzívebb növekedésre a vezetéstámogató rendszerek, az infotainment és a hajtásrendszer elektromossá alakításának szakterületein számítanak a szakértők a következő évek során. Drezdai chipgyárával a Bosch a félvezetők iránti megnövekedett keresletre kíván reagálni.
„A félvezetők a fejlődés építőkövei. A drezdai chipekkel készülő elektronikai komponensek olyan alkalmazásokat tesznek lehetővé, mint például az automatizált és az erőforrásokat kímélő járművezetés, valamint a lehető leghatékonyabb utasvédelem” – mutatott rá Harald Kröger, a Robert Bosch GmbH igazgatótanácsának tagja. Az igények növekedését a kutatások is megerősítik: 1998-ban egy új autóban még 120 euró értéket képviselt a mikroelektronika, míg 2018-ban ez a mutató már 500 eurót jelent, 2023-ban pedig várhatóan a 600 eurót is meghaladja (forrás: ZVEI). A félvezetők gyártása Bosch számára is kiemelten fontos terület.

A félvezető-szaktudás, mint versenyelőny

„A gépjármű-chipek a félvezetőtechnika csúcsterületét jelentik, mivel az autók esetében ezeknek a kis építőelemeknek különösen robusztus kialakításúaknak kell lenniük” – mondta Harald Kröger.
A chipek a jármű teljes élettartama alatt erős rezgésnek és hőmérsékleti ingadozásoknak – néha jóval fagypont alatt, máskor jóval a víz forráspontja felett – kitett alkatrészek, ezért nagyon megbízhatónak kell lenniük. Az autóipari félvezetők fejlesztése ezért összetettebb feladat, mint más alkalmazások esetében, és olyan speciális tudást, valamint tapasztalatot igényel, amelyre a Bosch évtizedek alatt tett szert. A válllalatcsoport fejlesztői és mérnökei jól ismerik a gépkocsik mikroelektronikai alkatrészeinek fizikai alapelveit, ami olyan baleset- és környezetvédelmet szolgáló rendszerek kialakítását is lehetővé teszi, amelyeket a vállalat fejleszt és gyárt.

„Ez a kettős erő, vagyis a chip- és a rendszer-szaktudás kombinációja, stratégiai fontosságú a Bosch számára” – jelentette ki Harald Kröger. A Bosch emellett az elektronika és a szoftverek területén rendelkezésére álló rendszerismereteivel is kiegészít-heti a félvezetők fejlesztése és gyártása jelentette erősségeit. Ezzel lehetővé válik a termékek folyamatos fejlesztése, azok minőségének biztosítása, valamint a költségoptimalizálás.

„Szilícium-Szászország”: Európa leg-nagyobb mikroelektronikai termelési helyszíne

A Bosch számos lehetséges helyszínt vizsgált meg világszerte, és azt követően döntött arról, hogy félvezető gyárát Szászországban, Drezda mellett építi fel.
„Szilícium Szászország” Európában a legnagyobb, a világon pedig az ötödik legmeghatározóbb mikroelektronikai termelési helyszín. Minden harmadik Európában gyártott chip itt készül, amihez a régió ideális feltételekkel szolgál.
„A gyár helyszíne és építése egyaránt jól érzékelteti, hogy Szászország tapasztalt és képzett szakembereivel, valamint az évtizedek alatt kiépült, egyedülálló hálózatával a high-tech termelés egyik legfontosabb helyszíne” – hangsúlyozta Michael Kretschmer, Szászország miniszterelnöke. Mint hozzátette, Drezda kiváló infrastruktúrával rendelkezik, minden könnyen elérhető a környékről és közlekedési hálózata is kiváló. Az autóipari beszállítók, szolgáltató vállalatok mellett itt megfelelő technológiai szakértelem-mel rendelkező egyetemek és kutatási intézmények is vannak.
„Drezdában a modern vállalkozói szellem tudományos kiválósággal és elő-retekintő iparpolitikai felelősségvállalással találkozik” – húzta alá Harald Kröger. „A Bosch ezért tudatosan döntött úgy, hogy ebben a régióban valósítja meg több mint 130 éves történetének legnagyobb beruházását.”

www.bosch.com