Yritysprojektit‎ > ‎

Mapvision Oy Ltd

Mittausavusteinen tuotanto (Measurement Aided Production, MAP)
 
Projektin keston 1.8.2011 - 31.12.2012
Diaarinumero 1582/31/11
 
Tarve
 
Mapvision Quality Gate -tuotteita on jo 30 kappaletta tuotantokäytössä autoteollisuudessa hitsatttujen kokoonpanojen laadunvalvonnassa. Nykyisellään laite korvaa perinteiset mekaaniset tulkit ja manuaalisesti tehtävän laadunvalvonnan.

Asiakkailla on selkeä trendi päästä eroon manuaalisesta laadunvalvonnasta ja kappalekohtaisista mekaanisista tulkeista, koska tuotannon automaatio ja sen myötä tehokkuus kasvaa niin, ettei ihmisen käyttö tarkistuksiin ole järkevin kustannuksin mahdollista. Samaan aikaan tuotanto on muuttumassa joustavaksi: erilaisia variaatioita samasta tuotteesta pyritään tuottamaan kysynnän mukaan samoilla tuotantolinjoilla. Tämä johtaa kappale- tai varianttikohtaisten mittalaitteiden määrän kasvuun ja sen myötä kustannustehokkuuden putoamiseen.

Joustavilla tuotantolinjoilla on siis huutava puute joustavista 100 % tarkastukseen kykenevistä laitteista. Mikäli ratkaisua ei löydy, ei automaattisia tuotantolinjoja saada riittävän joustaviksi nykyaikaisen asikaskohtaisen valmistuksen vaatimukseen nähden.

Maailman suurin valmistavan teollisuuden ala, autoteollisuus, on suurin markkinapotentiaali erityisesti siksi, että asiakaskohtaisuuden vaatiman joustavuuden, automaation tuoman taloudellisuuden ja tuotevastuun merkitys korostuvat autoteollisuudessa.

Autoteollisuuden potentiaalia kuvaa se, että globaalisti vuosittain käynnistyy n. 200 uutta kokoonpanolinjaa, joita jokaista syöttää n. 15 erilaista hitsattujen komponenttien tuotantolinjaa. Jokaisella näistä linjoista on tarve joustavaan 100% laadunvarmistukseen. Näin ollen kokonaispotentiaali on noin 3000 laitetta vuosittain. Yksittäisen laitteen hinta on  200 000 – 500 000 euron haarukassa. Näistä lähtöarvoista laskettaessa vuosittainen markkinapotentiaali on noin 1 miljardia euroa. Jos asetamme tavoitteeksi 10 % markkinoista, muodostuu autoteollisuuden hitsattujen kokoonpanojen liikevaihtotavoitteeksi 100 miljoonaa euroa. Tämän lisäksi on huomioitava se, että autoteollisuuden lisäksi Mapvision-teknologiaa voidaan helposti hyödyntää myös muilla valmistavan teollisuuden aloilla.

 

Ratkaisu

Kuva 1. Mapvision Quality Gate -laite ja siihen liittyvien Result Viewer -ohjelmistojen hyödyt ja tehtävät hitsauslinjalla

Mapvision Quality Gate -tuote tarjoaa asiakkaalle mahdollisuuden hyödyntää 100 % suoraan tuotannosta saatuja mittaustuloksia ja konenäköhavaintoja kolmella eri tavalla:

1)     Perinteinen laaduntarkistus: Yhtään huonoa osaa ei pääse toimitukseen.

2)     Tehokas korjaus: Jokainen korjattavissa oleva osa palautetaan tuotantoon.

3)     Saadulla tiedolla ohjataan tuotannon parametreja niin, että automaattinen tuotanto asettuu toleranssialueiden keskelle. Näin vältetään huonojen osien tuottaminen. Tällä samalla takaisinkytkennällä Mapvision myös mahdollistaa joustavat tuotevaihdot ja uusien tuotteiden nopeat tuotannon käynnistykset.

Mapvision tuote pohjautuu fotogrammetrian, 3-ulotteiseen tuotemallin ja konenäön yhdistelmään.
Tuote on itsessän pääosin ohjelmistotuote, joka tarvitsee toimiakseen kiinteän kamerarungon reaalimaailman havaintojen keräämiseen tuotantoympäristössä.

Mapvision Quality Gate on tällä hetkellä markkinoiden ainoa laite, joka kykenee 100 % mittaukseen joustavan massatuotannon vaatimassa jaksonajassa.

 

Hyöty

Laatukustannus on suhteellisen helposti laskettava suure: Huonon osan valmistamisen todennäköisyydellä kerrotaan huonon osan aiheuttamat kustannukset.

Kuva 2. Esimerkkilaskelma laatukustannuksista, jotka muodostavat asiakkaalle tulevan kustannussäästön.

Kuvan 2. mukaisesti asiakkaalle syntyy hyötyä, joka on tyypillisesti niin suuri, että laite maksaa itsensä jo yhden vuoden säästöillä. Hinnoittelussa on kuitenkin huomioitava ns. perinnetekijä: aiemminkin tuotantoa on tehty perinteisin laittein ja menetelmin, joten uuteen laitteistoon budjetoitu investointi on samaa luokkaa kuin aiemminkin. Tämä näyttää muodostuneen hinnoittelun lähtökohdaksi, joka johtaa 200-500 keur hintahaarukkaan.

 

Mapvision tuotekehitys

Mapvisionilla on laadittu neljän vuoden tuotekehityssuunnitelma, joka on vaiheistettu kahteen noin 18kk kokonaisuuteen. Tuotekehityksen tavoitteena on kehittää laitteistoon uusia ominaisuuksia, parantaa käytettävyyttä ja luotettavuutta, ja lopulta mahdollistaa reaaliaikaisen MAP (Measurement Aided Production) järjestelmän toteutumisen.

Ensimmäinen osuus päättyi 31.12.2012 ja jälkimmäinen alkaa välittömästi sen jatkeeksi.

Mapvisionin emoyhtiöllä on mahdollisuus rahoittaa konserniavustuksella ja pääomalainoilla.

 

Kilpailutilanne

Mapvisionilla on käytännössä kolme erilaista kilpailijaryhmää:

1)     Perinteiset kappaletta koskettavat tulkit, joita valmistavat paikalliset pienyhtiöt, joilla on historiallinen suhde asiakkaisiin. Mittauksen nopeudessa ovat tasoissa Mapvisionin kanssa, mutta kyvyssä käsitellä erilaisia variantteja, luotettavuudessa ja muutosten nopeudessa ovat auttamattomasti jäljessä nyt ja tulevaisuudessa.

2)     Kiinteään runkoon asennetut koskettamattomat anturit, joita valmistavat Perceptron, LMI ja ISRA. Nämä ovat melko laajalti käytössä autoteollisuudessa, mutta eivät pysty kilpailemaan Mapvisionin kanssa kyvyssä käsitellä erilaisia variantteja, luotettavuudessa, eivätkä muutosten nopeudessa.

3)     Robotin tai robottiryhmän liikuttamat optiset anturit. Näitä edustavat myös Perceptron, LMI ja ISRA.
Nämä ovat uutena sukupolvena korvaamassa kiinteään runkoon asennetut anturit. Mapvision on kuitenkin selkeästi parempi mittausnopeudessa, luotettavuudessa ja muutosten ohjelmoinnin nopeudessa. Joustavuudessa tilanne on aika lailla tasan. On kuitenkin huomattava, ettei robottien nopeutta voida juurikaan enää kasvattaa, koska massojen dynamiikka estää suurilla nopeuksilla pääsyn riittäviin tarkkuuksiin.

 

Julkaisut

Projektin aikana on tuloksista julkaistu seuraavat artikkelit:

  • Virtual Clamping in Automotive Production Line Measurement: Expert Systems with Applications, volume 38, Issue 12, November/December 2012, ISSN0957-4174
  • Cost Modeling of Inspection Strategies in Automotice Quality Control: Engineering Management Research; Vol 1, No. 2: 2012, ISSN 1927-7318 E-ISSN 1927-7326, Published by Canadian Center of Science end Education
  • Measurement Aided Manufacturing System and Welding - Sight to the blind! Artikkeli julkaistaan tammi-maaliskuussa 2013. Pdf tiedosto saatavana.
Kansainvälinen yhteistyö

BMW AG, Munchen Saksa

BMW:n sisäinen kehitysprojekti ”Multicell” toimi Mapvisionin hitsaussauman laadunvalvontaominaisuuksien pilottina. Ensimmäinen projektin aikana toteutettu hitsaussolu lähtee tuotentoon keväällä 2013.

Itse projekti on muilta osin salassapitosopimuksella suojattu, eikä Mapvisionilla näin ollen ole oikeutta julkistaa yksityiskohtaisia tuloksia. Tulosten puolesta puhuu kuitenkin se, että BMW on ostanut kolme Mapvision Quality Gate laitetta vuoden 2012 aikana.

 

Yritysyhteistyö

CAD-CAM Kehitys Oy , Pori toimi alihankkijana projektissa.

Yhtiön vastuulla oli  ”3D CAD ohjattu mittalaitteen ohjelmointi” -osuuteen liittyvä ohjelmistokehitys. Työssä tehtiin Siemens NX ohjelmistoon tarvittavat rutiinit, joilla Mapvisionin ohjelmointi voidaan suorittaa suoraan virtuaalisen CAD mallin avulla.

 

Yhteyshenkilö
 
Antti Knuuttila
Mapvision Oy Ltd