מהפכה במפעלים חכמים באמצעות טכנולוגיית Reality Capture

מאת: רנאטה בראדס גוטיירז

פרודוקטיביות וקיימות – אלו הם הכוחות המניעים את הצורך בקישוריות ואינטגרציה טכנולוגית בתהליכי הייצור. אינטגרציה זו, המכונה "מפעל חכם" (Smart Factory), מאפשרת יצירת מפעלים אוטומטיים ומקושרים, המשפרים את הפרודוקטיביות והערך לכל אורך רשת האספקה.

במערכות אקולוגיות אוטונומיות ומקושרות, המידע זורם באופן חלק, מאחד את העולם הפיזי עם הדיגיטלי ומכניס אינטליגנציה לתהליכים. מפעלים חכמים מסתגלים במהירות לתנאים משתנים בזמן אמת, שואפים לאיכות מושלמת תוך אופטימיזציה של התכנון, דורשים פחות משאבים ומייצרים אפס פסולת.

אחד המרכיבים המרכזיים של מפעל חכם הוא יצירת העתק דיגיטלי של העולם הפיזי. כדי לנהל ולנטר תהליכים פיזיים בצורה אוטונומית ומבוזרת, יש צורך לתזמר מספר רב של טכנולוגיות בתוך ייצוגי העולם הפיזי.

יצירת שיקוף דיגיטלי של העולם הפיזי לאוטומציה

אלקטריק80 (Elettric80), חברה מובילה המתמחה ביישום פתרונות אוטומציה מודולריים וגמישים ליצרנים בתחום מוצרי הצריכה בהיקפים גדולים, עושה שימוש בטכנולוגיית Reality Capture תלת-ממדית לתכנון מחסנים אוטומטיים מודרניים. החברה האיטלקית התקינה למעלה מ-2,000 מערכות אוטומטיות ברחבי העולם, וזכתה להכרה כמובילה בתחום פתרונות אוטומציה משולבת.

"השימוש בסריקות לייזר תלת-ממדיות הופך לסטנדרט בכל ההתקנות שלנו. הדיגיטציה של הסביבה מאפשרת לנו לתכנן ולפרוס באופן וירטואלי את המערכות שלנו, וכך ניתן לזהות מראש בעיות שעלולות להתעורר בתהליך האינטגרציה עם הסביבה הקיימת",- ויטוריו קוויראני, מנכ"ל Elettric80.

כדי לתכנן ולבנות מפעלים אוטומטיים בטוחים ויעילים, המותאמים לצרכים הספציפיים של כל יצרן, מומחי Elettric80 מבצעים דיגיטציה מלאה של המפעל לפני שלבי התכנון והפיתוח. בעזרת שילוב של סורקי לייזר מבית Leica Geosystems ותחנות מדידה כוללות (Total Station), החברה מפיקה מספר תוצרים חשובים:

✅ אימות תכנון המפעל.✅ תכנון מסלולים ואזורי בטיחות לכלי רכב אוטונומיים (AGVs) למניעת התנגשויות.✅ מיקום תאי עבודה רובוטיים בהתחשב במגבלות הסביבה.✅ חילוץ אוטומטי של נקודות עבודה קריטיות (כגון אזורי איסוף והנחת משטחים).✅ ביצוע 'פריסה וירטואלית' של כלים רובוטיים בתוך המודל הדיגיטלי.✅ בדיקות איכות הקרקע.

"תכנון מחסנים אוטומטיים מודרניים הוא תהליך מורכב, הדורש מודלים מפורטים ומדויקים של המבנה התעשייתי. הדרך המסורתית לעדכן תוכניות רצפה דו-ממדיות מבוססת על מדידות נקודתיות עם מכשירים ידניים, כמו מד מרחק לייזר או תחנות מדידה כוללות. למרות שהם מספקים מדידות מדויקות מאוד מנקודה לנקודה, כמות הנתונים המתקבלת מוגבלת, מה שעלול לגרום לעלויות גבוהות ועיכובים בפרויקט",- מיכאיל ג’ורג’יני, ראש פרויקט מו"פ ב-Elettric80.

"לכן, החלטנו ליישם טכנולוגיית סריקות לייזר תלת-ממדיות קרקעיות, כדי להתגבר על המגבלות של השיטות המסורתיות. תהליך זה הופך את הפריסה האמיתית של המפעל לשלב פשוט ובטוח יותר."

הבסיס לאוטומציה מתקדמת

מחסנים אוטומטיים כוללים רכבים מונחים אוטונומית (AGVs) הנעים במסלולים מוגדרים מראש, לצד תאים רובוטיים נייחים. כדי לאפשר אוטומציה של רובוטים לפלטפורמות לוגיסטיות, כגון רכבי לייזר מונחים (LGVs), מכונות אריזה רובוטיות מהירות, מערכות בקרת משטחים, תיוג רובוטי ועוד, יש צורך בהבנה מלאה של סביבת העבודה ותכנון מבוסס על מודלים שמייצגים את המציאות.

"אימצנו תהליך עבודה חדשני לתכנון מחסנים אוטומטיים, שהביא שיפור משמעותי בהשוואה לגישות המסורתיות. אנו מבצעים סקרים תלת-ממדיים תוך שילוב סורקי לייזר קרקעיים ותחנות מדידה כוללות, ומפיקים מהם מידע מדויק ברמה גבוהה, תוך שימוש באלגוריתמים מתקדמים לעיבוד ענני נקודות בקנה מידה גדול",- מיכאיל ג’ורג’יני, Elettric80.

הפתרון של Reality Capture שבו משתמשת Elettric80 כולל:

תחנת מדידה כוללת מתקדמת - Leica Nova TS60

סורק לייזר תלת-ממדי להדמיה ברזולוציה גבוהה - Leica ScanStation P30

סורק לייזר תלת-ממדי נייד ומהיר - Leica RTC360

סורק לייזר קומפקטי לסקרים מקדימים -  Leica BLK360

תוכנה לרישום ועיבוד ענן נקודות - Leica Cyclone REGISTER

הצוות משתמש ב-RTC360 וב-P30 לסריקות תלת-ממדיות רחבות היקף, תוך שילוב ה-TS60 למדידות נקודות שליטה, בעוד שה-BLK360 משמש לסקרים ראשוניים. הנתונים נרשמים באמצעות Cyclone REGISTER ומשולבים מחדש בתוכנה הייעודית של Elettric80.

חזון משותף – העצמת עתיד אוטונומי

שאיפתן של Elettric80 וחברת Hexagon היא לעצב סביבות אורבניות ותעשייתיות חכמות, שמחברות בין העולם הפיזי לדיגיטלי.

יצירת מודל תלת-ממדי מלא של המחסן מאפשרת ל-Elettric80 לשפר את היעילות התפעולית באמצעות אופטימיזציה של התכנון, המסלולים הלוגיסטיים, ניהול התחזוקה והמיקום של המכונות. שילוב Reality Capture בתהליכים שלה מעניק לחברה יתרון תחרותי משמעותי, שכן היא יכולה לנתח את השטח ללא צורך בגישה פיזית לאתר.

"נמשיך להשקיע בטכנולוגיות סריקה תלת-ממדיות כדי לקצר את זמני הפריסה של הפתרונות המותאמים אישית שלנו",- דומניקו די טרליצי, מנהל מחקר ופיתוח, Elettric80.

"היתרונות של הפרויקט שינו את חוקי המשחק, והשפיעו באופן מהותי על הדרך שבה Elettric80 עונה על צורכי לקוחותיה."