Volvofabriken skulle tänka nytt – och satsade på ”40-talsprincip”

2021-08-31 06:00  

Självkörande maskiner och samarbetsrobotar. Volvokoncernens transmissionsfabrik i Köping satsade på nytt upplägg och nya maskiner, men hittade inspiration från en tid långt innan industri 4.0.

Fabriken i Köping ingår i Volvo Group Trucks Operations, med underrubriken Powertrain Production. Här tillverkas och monteras flera varianter av växellådor till Volvos lastbilar, bussar och dumprar, samt marina drev till Volvo Penta.

Fabriken levererar också växellådskomponenter till Volvos fabriker i Nord- och Sydamerika. Volvo vill inte offentliggöra produktionsvolymerna, men det handlar om en stor anläggning med 1 600 anställda.

Den nya satsningen kallas Volvo Smart Factory, och bakgrunden är helt enkelt att man skulle ta in en ny växellådskomponent i produktionen.

– Det gav möjlighet att tänka helt nytt, både vad gäller maskiner och produktionsupplägg. Att införa det man brukar prata om som Industri 4.0. Allt på samma gång och på samma ställe, säger Per Brorsson, projektledare för den stora automations- och digitaliseringssatsningen på Volvos transmissionsfabrik i Köping.

”Som i de gamla verkstäderna”

Per Brorsson beskriver det nya upplägget som ”en automatiserad version av 40-talets princip”.

– Det är ett nätverk av maskiner i stället för en konventionell lina där man kör ett-två-tre-fyra. Här kan vi köra ett-tre-två-fem, om vi vill. Som man gjorde i de gamla verkstäderna där man hade en operatör som stod och handladdade varje maskin, säger han.

Coboten lägger upp detaljer för automatisk mätning i en koordinatmätmaskin. Foto: Conny Sillén

Den konventionella högvolymslinan, byggd för korta cykeltider genom standardisering, har delats upp i grupper.

– Det låter oss köra prototyper, lågvolym och högvolym i samma maskingrupp. Det underlättar också för oss att introducera nya produkter i verksamheten, säger Per Brorsson.

Tolv nya CNC-maskiner, som laddas och plundras av sju stationära robotar, har placerats fristående. Med denna ”gammaldags” layout, där robotcellerna inte behöver passas ihop med transportband eller liknande, har man sparat uppskattningsvis 20 till 30 procent golvyta. Leverans till cellen sker med självgående truckar.

– Maskinen får en körplan och ropar efter ämnen. Två självgående ledstaplare transporterar råämnen till omplockningscellen, där ämnespallen delas upp i leveranser till svarvarna, säger logistikutvecklaren Jesper Nilsson.

Truckarna här självkörande och hittar bästa vägen på egen hand

Även truckarna som går mellan omplockningscell och robotcell är alltså självgående, men det handlar inte om ”vanliga” AGV:er (Automated Guided Vehicles). Här använder man AIV-truckar (Automated Intelligent Vehicles).

– De navigerar efter omgivningen och hittar själva den smartaste vägen, i stället för att följa en förutbestämd slinga, säger Jesper Nilsson.

AIV, Automated Intelligent Vehicle, med en samarbetsarm på väg till nästa uppdrag. Foto: Conny Sillén

Efter svarvning tar en AIV komponenten vidare till en fleroperationsmaskin för så kallad skiving. Detta är en förhållandevis ny bearbetningsmetod, där man ”lyft in kuggfräsning i en konventionell flerop”, som Per Brorsson uttrycker det.

– Normalt använder man ju flera maskiner till de olika stegen av kuggfräsning, och du tappar lite i tolerans mellan varje steg. Här kombinerar man flera tekniker i samma maskin och får ut färdiga detaljer. Det blir tajtare toleranser, och även billigare när man bara kan byta skär i fräsen istället för att skaffa flera separata fräsar, säger han.

Har automatiserat inköp och planering av leveranser

Därefter tar AIV:n den färdiga komponenten tillbaka till omplockningscellen för packning och utleverans. Hela processen är fullständigt automatiserad.

– Det är en enorm vinst att slippa det manuella, både i beställningar och hantering. Systemet beställer självt ämnen utifrån körplanen och planerar leveranserna till de olika cellerna, säger Per Brorsson.

Operatörer och samarbetsrobot samarbetar i samma utrymme. Foto: Conny Sillén

På detta sätt slipper man att operatörerna beställer för många ämnen så man får överproduktion, eller glömmer att beställa så man får stillestånd.

– Dessutom slipper operatörerna de enkla momenten, och kan lägga fokus på att övervaka kvaliteten. Det nya systemet kräver lite mer av operatörerna, det blir en roligare arbetsplats, säger Per Brorsson.

Samarbetsrobot åker runt själv i fabriken

En av AIV:erna har dessutom utrustats med en kollaborativ ”arm”, en cobot, och åker runt och hämtar färdiga detaljer till mätmaskinen. Coboten startar även mätningen själv.

– Om resultatet blir godkänt tar AIV:n detaljen till omplockningscellen. Om inte, skickas en signal att stoppa den maskin som tillverkade detaljen, säger Per Brorsson.

Jesper Nilsson beskriver det hela som ett slutet system, där produktionsplanen går rakt in i automationen. Och alla maskinerna kopplas upp mot en databas för korrelationsanalyser.

– Vi kommer att kunna se samband på ett sätt som inte varit möjligt tidigare. Om exempelvis hårdheten i detaljer från leverantör varierar mellan olika batcher, så kan vi koppla det till slitaget på verktygen. Vi kanske kan göra mindre, men mer kvalitativt, underhåll och på så sätt få mer produktionstid, säger han.

”Den expontiella ökningen av datorkraft – vi har verkligen sett den”

Svårast med hela satsningen har varit att själva förstå vilka kompetenssteg man behövt ta, och i vilka lägen. Mycket har handlat om att helt enkelt prova sig fram tillsammans med leverantörerna.

– Det här är nytt både för oss och för dem, och längs vägen har ny teknik utvecklats där ingen visste exakt vad det skulle landa i. Den här exponentiella ökningen av datorkraft som alla pratar om, den har vi verkligen sett. I stort sett varje halvår har det öppnats nya möjligheter, säger Per Brorsson.

Huvuddatorn är hjärnan för hela linjen. På displayen syns alla maskiner och deras status. I bakgrunden syns den självgående ledstaplaren, Foto: Conny Sillén

Och även om själva grundprojektet är i hamn, pågår utvecklingsarbetet fortfarande. Bland annat har man en pilot där augmented reality ska användas som kompletterande hjälpmedel för operatörerna.

I praktiken handlar det om en app som ska finnas på mobil eller padda, där instruktioner görs om till bilder och filmer samt får stöd med 3d-digitaliserade pilar och markeringar.

– Via appen kan operatörerna få support genom att spela upp en liten filmsekvens med det mest komplexa avsnittet och på så sätt bli säkrare. Vi kommer även att snabbare kunna få ut ändringar eller highlighta kvalitetsproblem som operatörerna behöver tänka på, säger Per Brorsson.

Visualiseringarna ska finnas för verktygsbyten, omstarter och de flesta andra delar av operatörsarbetet.

– Vi tror att det kommer bli ett bra komplement till pappersinstruktionerna, säger Jesper Nilsson.

Inom projektet har man även framgångsrikt testat, att låta den cobot som åker runt på en AIV och hämtar mätprover byta verktyg i skivingmaskinerna.

– Det var riktigt häftigt, och något vi hoppas kunna gå vidare med, säger Per Brorsson.

Härnäst vill man sprida Köpingsfabrikens lärdomar till andra fabriker inom Volvo, och ser över hur man kan föra vidare den nya modellen till kommande celler och industrialiseringar.

– Vi har ifrågasatt precis allt. Det är snudd på att jag vill kalla det ett paradigmskifte, säger Per Brorsson.

Tillverkar växellådor och motorer för Volvokoncernen

Volvo Group Trucks Operations är Volvokoncernens organisation för tillverkning av motorer och växellådor samt all produktion av lastbilar för varumärkena Volvo, Renault och Mack. Organisationen omfattar även reservdelsförsörjning till koncernens kunder samt logistikverksamhet.

Fabriken i Köping tillverkas och monteras flera varianter av växellådor till lastbilar, bussar och dumprar, samt marina drev till Volvo Penta. Fabriken levererar också växellådskomponenter till Volvos fabriker i Nord- och Sydamerika.

Tommy Harnesk

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt