Postępy w dziedzinie cyfryzacji dzięki normom ISO STEP

Współpraca branżowa między firmą Sandvik Coromant a jej partnerami przyczynia się do przyspieszenia cyfryzacji produkcji

Sandvik Coromant, firma specjalizująca się w rozwiązaniach do obróbki skrawaniem i produkcji, wzięła udział w zakończonym sukcesem projekcie badawczym dotyczącym standardu wymiany danych o produktach (STEP). We współpracy z GKN Aerospace Engine Systems, Uniwersytet Techniczny Chalmersa w Göteborgu i Fraunhofer Chalmers Research Centre for Industrial Mathematics, grupa robocza opracowała środowisko współpracy i wdrożyła je w procesie konserwacji i napraw (MRO) złożonych elementów metalowych. Wyniki pokazują, że normy ISO dla produkcji wspieranej cyfrowo tworzą podstawę interoperacyjnej realizacji zadań w całym łańcuchu wartości usług naprawczych. Realizacja ta opiera się na modelowej wymianie danych.

Naprawa uszkodzonej łopatki turbiny to niemal zawsze sytuacja wyjątkowa. Żadne dwa uszkodzenia nie są identyczne, tolerancje są niezwykle wąskie, a praca wymaga specjalistycznej wiedzy z wielu dziedzin. Tradycyjnie realizacja napraw wymagała wielokrotnej wymiany plików (graficznych, PDF, zrzutów ekranu oraz natywnych danych CAD/CAM) między firmami oraz ich systemami informatycznymi. Był to proces czasochłonny i podatny na błędy.
 
W ramach projektu Dig4ReMan, finansowanego przez Vinnova oraz program Advanced Digitalization, zespół zastosował protokoły aplikacyjne STEP AP242 i AP238, aby stworzyć neutralny, modelowy język reprezentacji geometrii 3D, informacji wytwórczych (PMI), instrukcji obróbki oraz danych narzędziowych. Podobnie jak w przypadku wspólnego dokumentu w chmurze, wszyscy uczestnicy projektu mogą przeglądać i aktualizować ten sam model bez utraty informacji.
 
W rezultacie powstał w pełni zintegrowany cyfrowy łańcuch danych obejmujący cały proces naprawy – od inspekcji uszkodzonej części, przez usuwanie materiału i planowanie procesów addytywnych, symulacje i programowanie CAM, aż po finalną obróbkę i weryfikację. Firma GKN Aerospace szacuje, że odnowiony element pozwala zaoszczędzić nawet 95% materiałów, energii i emisji CO2 w porównaniu z nową częścią zamienną, a jego koszt jest znacznie niższy.
 
Naukowcy z Chalmers i Fraunhofer Chalmers Centre wnieśli zaawansowane modele służące do prognozowania odkształceń, tolerancji i zachowania termicznego. Firma Sandvik Coromant wniosła doświadczenie w zakresie narzędzi skrawających oraz wiedzę na temat standardów danych, umożliwiając maszynom CNC i systemom CAM wymianę bardziej szczegółowych informacji produkcyjnych niż pozwala na to tradycyjny kod G.
 
„Ten rodzaj obróbki jest niezwykle wymagający” – mówi Johan Vallhagen, starszy pracownik naukowy i kierownik projektu w firmie GKN Aerospace. „Każda uszkodzona łopatka stanowi nowe wyzwanie, a często zdarza się, że trzeba polegać na ręcznych regulacjach i rozproszonej komunikacji między wieloma systemami. Dzięki zastosowaniu ujednoliconego cyfrowego łańcucha danych możemy znacznie zmniejszyć złożoność procesu i mieć pewność, że każdy ekspert pracuje na tych samych, dokładnych informacjach”.
 
Na każdym etapie procesu roboczego zastosowano normy ISO STEP. Protokół AP238 umożliwia wymianę sekwencji obróbki, definicji narzędzi oraz parametrów narzędzi skrawających zgodnych z normą ISO 13399 między systemami CAM oraz między systemami CAM a obrabiarkami. Protokół AP242 pozwala na spójne stosowanie definicji opartych na modelach w procesach kontroli, planowania, symulacji i weryfikacji.
 
„Nie chodziło tylko o naprawę części” – mówi Mikael Hedlind, koordynator projektu w firmie Sandvik Coromant. „Chodziło o udowodnienie, że dane dotyczące projektowania, obróbki, symulacji i kontroli jakości mogą płynnie przepływać między firmami. Standardy STEP zapewniły nam wspólny język, a gdy wszyscy posługują się tym samym językiem, współpraca staje się szybsza, przejrzysta i bardziej efektywna”.
 
Projekt Dig4ReMan pokazuje, że wymiana danych w oparciu o standardy STEP pozwala na przekazywanie rzeczywistych założeń produkcyjnych między różnymi organizacjami, dziedzinami i pakietami oprogramowania. Firma Sandvik Coromant wraz ze swoimi partnerami będzie nadal opracowywać metody wzmacniające cyfrową współpracę w sektorze produkcyjnym.
 
Więcej informacji na temat projektu zamieszczono na stronie internetowej.

Źródło: Sandvik Coromant