Tilbake til søkeresultatene

BIA-Brukerstyrt innovasjonsarena

Artificial Intelligence enhanced digital factory twins for wire harness manufacturing

Alternativ tittel: Digitale fabrikktvillinger for produksjon av kabler og fiberoptikk støttet av kunstig intelligens

Tildelt: kr 4,6 mill.

Fortifier-prosjektet er et samarbeid mellom norske og tyske partnere for å levere «En neste generasjons løsning for produsenter av ledningsnett». Dette er et utviklingsprosjekt med fokus på følgende teknologier: - Kunstig intelligens for å forbedre Industrie 4.0 basert design av ledningsnett - Roboter for mer fleksibel produksjon - Åpne standarder av datamodeller for industrielle data for integrasjon av livssyklusdata av lednigsnettprodukter - Integrasjon av blokkjedeløsninger for pålitelig og sikker forsyningskjedestyring. Jotne har bidratt til prosjektet som prosjektleder og ved å utvikle og implementere en åpen standardbasert ISO 10303 PLM løsning, kjent som EDMtruePLM. Løsningen omfatter standardisert lagring, utveksling og arkivering av produktdata, integrert med Blockchain-tjenesten. Ledningsnett data kan nå importeres fra det standardiserte formatet til ISO 10303-242 (AP242), "Managed model-based 3D engineering". Funksjonalitet for å håndtere slike data gjennom et brukergrensesnitt ble utviklet. De nødvendige funksjonene ble utgitt stegvis i applikasjonen EDMtruePLM i versjonene v3.2, v3.2.1, v3.3, v3.4 og v3.5 . T&G Elektro, som OEM bedrift, ga bruksdata fra en av kundene sine til validering av Fortifier-systemet. Data beskriver tekniske krav til ledningsnett, inkludert geometri av romet som ledningsnettet skal installeres i, og metodikk for produksjon. Data beskriver krav til ledningsnett, fiksturer, koblinger, backshell og andre komponenter. Data ble lagret i EDMtruePLM og ble brukt av de tyske partnerne, IILS and UoS, for å gjennomføre og optimalisere design av ledningsnett. IILS & UoS utviklet en funksjon for likhetssøk blant komponenter, for at brukeren kan velge mellom flere alternativer; og de tilpasset den eksisterende Design Compiler for ledningsnett til nye behov. Resultatet fra Design Compiler ble lastet opp til EDMtruePLM i form av en AP242 fil til de allerede eksisterende kravdata. Det genererte resultatet fra de tyske partnerne, som er design og produksjonsunderlag, gir T&G muligheten til å produsere ledningsnett med redusert tid og kostnad. Universitetet i Stuttgart (UoS) støttet FORTIFIER-prosjektet med utvalgte AI-teknologier langs produktlivssyklusen til et ledningsnett. I tillegg til dette var UoS ansvarlig for produksjon og planlegging av fabrikkoppsett samt utførelse av planlagte produksjonsscenarier i et passende virtuelt miljø. UoS implementerte med suksess tre forskjellige AI-teknikker, den første er den likhetsbaserte innhentingen av forbindelseselementer og tilsvarende komponenter fra PLM/CAD. Den andre forbedrer simuleringen av fleksible kabler og seler. Den tredje validerer et virtuelt produsert ledningsnettet ved hjelp av moderne bildebehandling. IILS mbH jobbet med den kontinuerlige automatiserte prosesskjeden for å utvikle og produsere elektriske og optiske ledningsnett. Denne prosesskjeden starter med den funksjonelle, logiske og fysiske arkitekturen til et ledningsnett, involverer 3D-ledningsruting i vilkårlige komplekse geometrier og legger til produksjonsrelaterte komponenter for til slutt å avslutte med produksjonsplanleggingen og simulering av ledningsnettet i en digital fabrikk. Videre utviklet IILS en dataomformer fra VEC-formatet (Vehicle Electrical Container) til STEP AP242-formatet. Den automatiserte designprosessen implementert med programvaren DesignCockpit43 fra IILS i Tyskland fungerer med ledningsnettdata i VEC-format. Ved å bruke omformeren kan denne utgangen av automatiseringsprosessen nå konverteres til STEP AP242 og deretter importeres i PLM-systemet til Jotne for gjenbruk og langtidsarkivering. Den norske delen av prosjektet ble avsluttet 31. mars, 2023, mens de tyske vil vare ut september 2023.

Outcome: With implementation of this project, we can automatically generate an optimized 3D wire harness geometry that will exactly fit for a given need, such as an airplane or a vehicle. We can exchange and store data via a central server using open standards, trace back changes in documents over the life cycle of a wire harness, simulate basic manufacturing tasks and search for geometric similar connectors within a large database. We can provide ready functionality using modern technologies like design languages and machine learning approaches. That includes the optimization of flexible shop floors using one or multiple robots. It is also possible to generate the required machine code for the machines used on the shop floor. Every piece of information can be stored in a standardized archival system. That allows the user to trace back changes and collect important information over the whole lifetime of a wire harness. This knowledge can then be used to design and manufacture future wire harnesses even better and simpler. The Design Compiler 43® with innovations in automated wire harness design, manufacturing planning, digital factory simulation and failure detection and prevention enables manufacturing optimization loops. The product lifecycle management (PLM) application EDMtruePLM for small and medium sized manufacturing companies is now capable of serving as data repository for design to manufacturing optimization loops. A set of algorithms was developed to solve the optimization problems related to wire harness manufacturing with knowledge to apply the above algorithms and tools for efficient and high quality wire harness design services for the automotive, aerospace, marine and process industries. Impact: This project will raise awareness of the modern innovative technologies and standards in a conservative wire harness industry. We believe that our technologies enabled with open standards like (STEP) AP242 and VEC, the graph-based design languages (using the Design Compiler 43), when properly deployed, could reduce the design time of wire harnesses by up to 30%, manufacturing planning costs by up to 25%, and administrative and information search costs by up to 50%. With respect to market, this improvements will boost technology transfer from academia to industry. Jotne will increase the software sales and now we also have commercial projects in the areas of Defence and Aerospace where EDMtruePLM will be used as a centralized standard repository. T&G will be improving the supply chain and exchange of the wire harness data across their customers using the standardized repository and knowledge based design languages. The team of Fortifier have collaborated in the EIT Manufacturing proposal that was focused on the improvements during manual handling of wire harnesses in case of heavy wire assembly operations. The result of the Fortifier project will be used for further research opportunities in the Wire Harness domain.

FORTIFIER will develop a next generation solution for wire harness manufacturers by adding new capabilities in knowledge­ based design and AI­ enhanced Industry 4.0 technologies for flexible production and manufacturing in combination with product lifecycle management (PLM) capabilities and exploiting the benefits of new open international and publicly available standards. To achieve this, advanced simulation techniques for flexible wire harness are for the first time combined with selected artificial intelligence techniques for wire behavior predictions, production planning, and manufacturing simulation of flexible wire harness assemblies including improved techniques for quality control. The need in trusted and secure supply chain management will be addressed by integrating existing block chain software. This project aims to reduce design time by 30%, manufacturing planning cost by 25%, and automate data exchange, sharing and archiving processes, which will cut administrative and information search cost by 50%.

Budsjettformål:

BIA-Brukerstyrt innovasjonsarena