Duża część maszyn wykorzystywanych w produkcji – takich jak ramiona robotów czy przenośniki taśmowe – nie osiąga maksymalnej żywotności... Te maszyny zostają przedwcześnie wycofane z eksploatacji. Szacuje się, że w przemyśle motoryzacyjnym nawet 70% środków produkcji jest zbyt wcześnie wycofywanych z eksploatacji, złomowanych lub, w najlepszym wypadku, sprzedawanych na części zamienne. To nie tylko nieekonomiczne, lecz także nieekologiczne. To kwestia wymagająca rozwiązania w ramach Europejskiego Zielonego Ładu, którego celem jest osiągnięcie neutralności klimatycznej do 2050 r.

Unijny projekt ALICIA tworzy gospodarkę o obiegu zamkniętym w obszarze linii produkcyjnych

Stworzenie gospodarki o obiegu zamkniętym w odniesieniu do środków produkcji, czyli tzw. Circular Manufacturing Ecosystem (CME), pozwoliłoby na zaoszczędzenie pieniędzy i zasobów. Jednak do tej pory nie zapewniono dobrze funkcjonującego powiązania zakładów przemysłowych między sobą oraz powiązania zakładów z rynkiem maszyn używanych, co jest warunkiem sprawnego handlu maszynami i częściami przez sprzedających i kupujących.

Ma się to zmienić wraz z realizacją unijnego projektu ALICIA. ALICIA oznacza assembly lines in circulation, czyli linie montażowe w obiegu. Dwunastu partnerów z obszaru badań i przemysłu w ciągu 3 lat opracuje różne inteligentne, cyfrowe narzędzia służące do zrównoważonego wykorzystania zasobów produkcyjnych. Za koordynację projektu odpowiada Uniwersytet Techniczny w Monachium (TUM).

ALICIA oznacza assembly lines in circulation, czyli linie montażowe w obiegu. Wizja: maksymalne wykorzystanie okresu żywotności zasobów produkcyjnych, takich jak kompletne linie produkcyjne, pojedyncze maszyny czy części zamienne.

Zdjęcie: ALICIA Circular Manufacturing Ecosystem

Za sprawą innowacyjnych narzędzi cyfrowych projekt ma stworzyć skuteczne powiązania ekonomiczne między podmiotami z obszaru przemysłu a rynkiem maszyn używanych. To strategiczne połączenie umożliwia ponowne wykorzystanie aktywów w 100%, a tym samym realizuje ideę zrównoważonego rozwoju i optymalizuje zarządzanie zasobami. Cyfrowe narzędzia mają stworzyć nowy rodzaj gospodarki o obiegu zamkniętym – CME.

ALICIAs Vision: W perspektywie od pięciu do dziesięciu lat zasoby produkcyjne, takie jak kompletne linie technologiczne, pojedyncze maszyny i części zamienne, będą odsprzedawane pomiędzy zakładami produkcyjnymi na terenie Europy i ponownie wykorzystywane, aż do osiągnięcia ich maksymalnej żywotności. Celem internetowej platformy ALICIA jest zebranie w jednym miejscu podmiotów sprzedających środki produkcji oraz podmioty zainteresowane ich zakupem. Ponadto system ma objąć usługodawców, takich jak na przykład małe i średnie przedsiębiorstwa, które zajmują się regeneracją czy recyklingiem i mogą oferować swoje usługi właścicielom fabryk. Platforma będzie wspierana przez wiele innowacyjnych cyfrowych narzędzi, które upraszczają proces identyfikacji i wyboru odpowiednich używanych systemów montażowych na potrzeby nowych linii produkcyjnych i umożliwiają integrację tych używanych systemów z nowoczesnymi instalacjami montażowymi.

Pięć inteligentnych, cyfrowych narzędzi stworzy zrównoważoną, wydajną i odporną gospodarkę o obiegu zamkniętym, obejmującą maszyny produkcyjne – wszystko to dzięki skutecznemu połączeniu zakładów z rynkiem maszyn używanych

Zdjęcie: ALICIA Circular Manufacturing Ecosystem

Pięć cyfrowych narzędzi domykających CME

Właściciel fabryki czy kierownik zakładu stwierdza, że potrzebuje nowej instalacji produkcyjnej. Dzięki ontologii nadającej się do odczytu maszynowego można cyfrowo odwzorować wymogi co do systemu z drugiej ręki. Poza czynnikami odnoszącymi się do technologii produkcji uwzględniane są również aspekty społeczne, ekonomiczne i środowiskowe. W końcu jeśli pracownicy nie będą w stanie pracować z zakupioną maszyną lub jeśli jej pozostały okres eksploatacji będzie zbyt krótki, zakup używanego sprzętu nie będzie miał większego sensu. Poprzez podejście skoncentrowane na ludziach projekt ma na celu umożliwienie przekwalifikowania i dalszego szkolenia pracowników. Ponadto ontologia nadająca się do odczytu maszynowego ma sprawić, że kobiety będą miały równe szanse uczestnictwa w modelu gospodarki o obiegu zamkniętym, a tym samym czerpania z niego korzyści.

Online marketplace ma połączyć podmioty z branży handlu maszynami używanymi. Obejmuje to nie tylko kupujących i sprzedających oraz dealerów maszyn używanych, lecz także dostawców usług z obszaru regeneracji i recyklingu. Platforma Marketplace jest wykorzystywana w CME w celu znalezienia idealnej maszyny dla klienta, a także do tego, aby zaoferować wycofywane systemy innym fabrykom. Już działająca platforma online, Market 4.0, w ramach projektu zostanie rozszerzona między innymi o realne dane przemysłowego domu aukcyjnego maszyn używanych Surplex. Surplex będzie odgrywał rolę centralnego podmiotu i pośrednika w obrocie już posiadanym, używanym sprzętem produkcyjnym. Poza własną bazą danych sprzętu używanego Surplex zapewni know-how na potrzeby podobnej platformy do sprzedaży maszyn używanych, włącznie z wewnętrznymi strukturami danych oraz procesami.

Silnik AI Matchmaking Engine przeprowadza porównanie wymogów klienta z ofertą dostępnych wewnętrznych maszyn produkcyjnych, innych używanych systemów i maszyn oraz potencjalnych nowych maszyn (w celu wypełnienia luk w projekcie linii montażowej, których nie da się pokryć z wykorzystaniem tylko maszyn używanych). A wszystko to w oparciu o ontologię możliwą do odczytu maszynowego. W ten sposób system wybiera najlepsze połączenie zasobów z myślą o stworzeniu potrzebnej linii montażowej.

Aby przekonać właściciela fabryki o słuszności zakupu, generowany jest Digital Shadow (DS), czyli cyfrowy cień wybranego dla niego systemu produkcyjnego. DS to model przyszłej linii zbudowanej z systemów używanych. ALICIA przesunie granice aktualnego rozwoju techniki za sprawą opracowania „półautomatycznego” modelu DS, który połączy dane o dostępnych zasobach produkcyjnych, automatycznie przekazywane z Marketplace, z ręcznie wprowadzanymi danymi modelu CAD. To cyfrowe odwzorowanie potencjalnej linii produkcyjnej z drugiej ręki symuluje wydajność produkcji poprzez połączenie danych z poszczególnych maszyn. Po skonstruowaniu prawdziwej linii produkcyjnej z drugiej ręki Digital Shadow przekształca się w Digital Twin (DT). DT jest w czasie rzeczywistym zasilany danymi produkcyjnymi pochodzącymi z czujników maszyn oraz innych źródeł. DT jest więc wirtualnym odwzorowaniem realnego systemu, np. linii produkcyjnej.

Aby zapewnić płynną instalację i natychmiastowy rozruch linii z drugiej ręki, wykorzystywane jest oprogramowanie pośredniczące Plug & Produce Middleware. Koncepcje typu Plug and Produce bazują na założeniu, że każde urządzenie jest wyposażone w powłokę administracyjną (z ang. administration shell). Zawiera ona wszystkie dane maszyn, takie jak ich właściwości, parametry i interfejsy. W ramach Przemysłu 4.0 wszystkie komponenty produkcji muszą mieć zapewnioną możliwość płynnej, niezakłóconej komunikacji. Jej podstawą jest automatycznie odczytywana dokumentacja znajdująca się w powłoce administracyjnej. Z uwagi na fakt, że zakład produkcyjny składa się teraz z połączenia nowych i używanych maszyn różnych producentów, Plug & Produce Middleware zapewni maksymalną interoperacyjność.

W celu ochrony danych użytkowników projekt ALICIA będzie oferować rozwiązania w chmurze, jak i na miejscu, co zapewni użytkownikom pełną kontrolę nad sposobem wykorzystania ich danych. W razie potrzeby rozwiązania można zainstalować i obsługiwać lokalnie.

Co ALICIA oznacza dla przemysłu w Europie?

Podmioty zajmujące się produkcją mogą zakupić używaną linię produkcyjną nawet o 40% szybciej i co najmniej o połowę taniej niż w przypadku nowych systemów. Z uwagi na maksymalne wykorzystanie okresu żywotności maszyny zużycie materiałów i energii udaje się zmniejszyć o nawet 80% w porównaniu do nowych maszyn. Dzięki domknięciu gospodarki przez ALICIA udaje się ponownie wykorzystać zasoby w 100%.

Podsumowując, unijny projekt ALICIA będzie napędzał zrównoważoną produkcję, wykorzystując cyfrowe innowacje, by stworzyć bardziej wydajne i ekologiczne podejście do wykorzystania zasobów produkcyjnych. Za sprawą strategicznych innowacji i wspólnych wysiłków ALICIA utoruje drogę do przyszłości, w której podstawy gospodarki o obiegu zamkniętym będą napędzać rozwój przemysłu przetwórczego w kierunku pełniejszej realizacji zasad zrównoważonego rozwoju oraz efektywnego zarządzania zasobami. Tym samym ALICIA pozytywnie wpływa na odporność UE na zakłócenia w globalnych łańcuchach dostaw i wnosi znaczący wkład w tworzenie gospodarki o obiegu zamkniętym.

Informacje o projekcie

Projekt ALICIA jest finansowany przez Unię Europejską kwotą niemal 5,86 mln EUR w ramach projektu o numerze 101091577, będącego częścią programu Horyzont. Realizacja projektu oficjalnie rozpoczęła się w styczniu 2023 r. Projekt potrwa trzy lata. Do dwunastu partnerów projektowych należą:

• Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (Instytut Obrabiarek i Zarządzania w Przemyśle) (iwb) na Uniwersytecie Technicznym w Monachium (Niemcy) (koordynator projektu)
• Comau S.p.A., Grugliasco (Włochy)
• Conti Temic microelectronic GmbH, Ingolstadt (Niemcy)
• DIN Deutsches Institut für Normung e. V. (Niemiecki Instytut Normalizacyjny), Berlin (Niemcy)
• ECI-Mechatronics GmbH, Schwaz (Austria)
• INTRASOFT International S.A. (Luksemburg)
• Institut Mines-Télécom (IMT), Palaiseau (Francja)
• Laboratory for Manufacturing Systems & Automation (LMS) na Uniwersytecie Patraskim (Grecja)
• mts Consulting & Engineering GmbH, Fürstenbeck (Niemcy)
• Surplex Iberica SLU, Barcelona (Hiszpania)
• Institut für Maschinenbau- und Betriebsinformatik (Instytut Budowy Maszyn i Systemów Informatycznych) (mbi) na Uniwersytecie Technicznym w Graz (Austria)
• YAGHMA B.V., Delft (Holandia)

Projekt ALICIA otrzymał dofinansowanie z programu w zakresie badań naukowych i innowacji Horyzont Unii Europejskiej (UE) pod numerem projektu 101091577. Wyrażone poglądy i opinie są jednak wyłącznie poglądami autorów i nie muszą być zgodne z poglądami UE czy Europejskiej Agencji Wykonawczej ds. Zdrowia i Cyfryzacji (HADEA). Za te wypowiedzi nie odpowiada ani UE, ani organ przyznający pomoc.