Ny teknik för spårbarhet i stålindustrin

I en värld där precision och effektivitet är nyckeln till framgång, tar stålindustrin ett revolutionerande steg mot Zero-Defect Manufacturing (ZDM). Ett nyskapande projekt inom PiiA, ”Smart märkning för en spårbar process,” riktar sig mot att övervinna dagens utmaningar inom märkning, läsning och IT-stöd för att skapa en process med full spårbarhet genom hela produktionskedjan – från göt till slutlig produkt.

Projektet fokuserar på de specifika steg i stålindustrins process som utgör flaskhalsar för dagens metoder. Exempelvis står märkning och läsning vid extrema temperaturer, som 1200 °C, och spårning mellan olika produktionslinjer i centrum. Utmaningen ligger i att skapa en helhetslösning som möjliggör effektiv kommunikation mellan märkning, läsning och IT-system i miljöer där dagens tekniker inte räcker till.

Potential och kostnadsbesparing
Genom att möjliggöra spårning bakåt i processen öppnar projektet möjligheter för företagen att bättre definiera rotorsaker av t.ex. kvalitetsavvikelser och undvika kostsamma sammanblandningar av material. Detta är särskilt relevant vid hög temperatur och glödskalsbildning. Dessutom ger spårbarhet möjlighet till att optimera produktivitet och utbyte, samt hantera förändringar mot mindre kundordrar med ökad flexibilitet i samkörning av batcher.

Ökat kundvärde och digitalisering
Starka kundkrav på spårbarhet öppnar för ökad konkurrensfördel. Genom att koppla maskindata, processdata och produktdata skapas en djupare förståelse och ökat värde för kunden. Kundupplevelsen förbättras genom detaljerad information om produktens miljöavtryck och dess tillverkningsprocess. Projektet strävar efter att utveckla robust teknik för automatisk inläsning av kod, text eller bild som kan anpassas till olika tillämpningar. Nya tillämpningar, inklusive märkning i svåra miljöer som vid hög temperatur, kommer att utforskas. Leveranserna inkluderar utvecklade modeller för maskininläsning och bildanalys, optiska designmetoder, tester i verklig industriell miljö, tekniska konceptlösningar och förslag på standardiserade gränssnitt för IT-hantering.

Unika aspekter och samarbete med olika aktörer
Projektet utforskar kombinationen av maskininläsning och bildanalys, vilket utnyttjar de senaste årens framsteg inom AI och bildigenkänning. Fokus ligger på att erbjuda en hel systemlösning för märkning, läsning och avkodning. Optiska förhållanden i den industriella processen, kodningsmetoder och IT-arkitektur för spårbarhet, kommer att undersökas och optimeras. Projektet involverar tre stora stålproducenter och forskningsinstitutet Swerim. Deras samverkan och erfarenhetsutbyte kommer att generera ny kunskap och insikt.

Storsatsning inom PiiA
Denna banbrytande satsning inom PiiA vid Digitala Stambanan IndTech öppnar dörren till en framtid där spårbarhet i stålindustrin inte längre är en utmaning utan en etablerad och integrerad del av produktionsprocessen. Genom att kombinera teknologisk innovation, samarbete och djup förståelse för branschens behov stärker projektet stålindustrins ställning och banar vägen för en mer hållbar och effektiv tillverkningsprocess.

 

 

 

Den Digitala Stambanan

Sedan 2016 har Digitala Stambanan varit en banbrytare för att främja kommunikation och samarbete inom och mellan industrier. En stambana, som symbol för effektiv kommunikation, har fått en digital makeover genom projektet Digitala Stambanan IndTech (DS IndTech) som nu 2024 avslutar senaste etappen. Med åtta industricase och stort stöd från Vinnova och industrideltagarna har detta projekt blivit en nyckelspelare för att stärka den svenska industrins konkurrenskraft inom industriella värdekedjor.

Projektet Digitala Stambanan inleddes ursprungligen för åtta år sedan och tog form genom samarbetet mellan de strategiska innovationsprogrammen PiiA och P2030. Efter framgången med den första etappen insåg man behovet av två separata projekt för att hantera olika inriktningar. Det resulterade i DS Produktion och DS IndTech, den sistnämnda blev en fortsättning som nu omfattar åtta industricase, vilket är en imponerande ökning från de ursprungliga fyra. Denna utveckling har möjliggjorts genom ökat kunskapsutbyte och erfarenheter, samtidigt som samarbetet med andra projekt som t.ex. Trace4Value har berikat dess strategiska perspektiv. 

En föregångare för digitalisering inom industrisektorn
DS IndTech har ett övergripande syfte – att stärka konkurrenskraften inom svensk råvaru- och processindustri. Genom att bygga vidare på resultaten från Digitala Stambanan strävar projektet efter att öka värdet av råvaror och produkter i de industriella värdekedjorna. Med en total budget på nästan 45 miljoner svenska kronor och betydande stöd från Vinnova, förväntas projektet bli en föregångare för digitalisering av värdedkedjor inom industrisektorn.

Affärsmodeller, effektivitet och samarbete
Projektet riktar in sig på att omsätta digitalisering till konkreta affärsmöjligheter. Genom att utmana svensk industri att utforska datadrivna affärsmodeller, agera testbädd för effektivt nyttjande av data i samarbete, och utforska möjligheter till effektivisering, strävar DS IndTech efter att skapa en plattform för innovation inom industrisektorn. Genom utvecklingen av IndTech Lab strävar projektet också efter att skapa och dela kunskap för ökad konkurrenskraft.

En katalysator för förändring och innovation
DS IndTech är inte bara ett projekt – det är en resa mot framtidens industriella landskap. Genom att stärka samarbetet inom processindustrins ekosystem och dra nytta av digitaliseringens kraft, positionerar sig projektet som en katalysator för förändring och innovation. Den digitala stambanan fortsätter att vara en symbol för framsteg och effektiv kommunikation, och DS IndTech är på väg att forma en framtid där svensk industri blomstrar i det digitala landskapet.

Digitala Stambanan Produktion – Digital plattform för ökad leveranssäkerhet – en demonstrator från WP1

I projektet Digitala Stambanan utvecklar vi demonstratorer av den här typen för att testa funktionalitet, men även för att sprida kunskaper och erfarenheter från projektet vidare till andra företag och organisationer.

I projektet Digitala Stambanan Produktion är arbetet indelat i olika arbetspaket. I det första arbetspaketet (WP1) arbetar vi med en värdekedja inom stålindustrin där stål från SSAB tillsammans med C-artiklar (till exempel skruvar och muttrar) från Bufab levereras till Nitator som bearbetar, svetsar, målar och monterar produkter till fordonsindustrin. I fokus för WP1 ligger logistikflöden, förmåga att möta kundernas tidsramar och spårbarhet på produkter och material i värdekedjan. För att påvisa funktionalitet i tekniska lösningar som tas fram utvecklas i projektet olika demonstratorer. Tillsammans i WP1 har fyra fokusområden inom datadelning för värdekedjan valts ut:

  • Produktdata
  • Leveranssäkerhet
  • Förståelse för kundens krav
  • Visualisering av klimatpåverkan

Av dessa områden har två olika demonstratorer börjat utvecklas. Den ena handlar om att påvisa möjligheter med användning av digitala plattformar för hållbarhet och den andra för leveranssäkerhet. Två av teknikleverantörerna i projektet tillhandahåller lösningar för utvecklingen av demonstratorerna. Demonstratorn för hållbarhet byggs på ChainTraceds plattform för produktpass som ger spårbarhet genom en värdekedja. För demonstratorn kring leveranssäkerhet används Rockwell Automations visualiseringsplattform FTOpitx som är en användargränssnittsbaserad spårbarhetslösning.

Som part i en värdekedja är du ofta beroende av någon annan för att kunna planera och utföra din del av värdeskapandet. Att då kunna veta så mycket som möjligt om när saker förväntas levereras skapar förutsättningar för att planera och optimera det egna arbetet. I projektet Digitala Stambanan skapas nu en första version av en demonstrator för att visualisera och prognostisera när olika leveranser kommer att ske i en värdekedja, något vi kallar för leveranssäkerhet.

Demonstratorn för ’leveranssäkerhet’ har planerats att genomföras i tre faser. I den första fasen kommer data att extraheras från ChainTraced till FTOptix-plattformen (Figur 1) för att tillhandahålla lättförståelig datavisualisering som ger insikter och ett proaktivt arbetssätt för operatörer. FT Optix och API:er kommer att användas i form av Sankey-grafer (för hållbarhetsrelaterade insatser) eller skärmar (för att visualisera produktionsdata). I fas 2 kommer en bredare syn på värdekedjan att övervägas där projektet kommer att kombinera insikterna från fas 1 till en DataOps-plattform för gemensamma vyer. IT/OT och ingenjörsfunktioner kommer att ha förenklad åtkomst till komplexa och stora mängder industriell data som genereras och hanteras i produktionssystemen. Detta gör data tillgänglig, meningsfull och användbar vilket möjliggör att tillverkande organisationer får värde på ett mer effektivt sätt. Fas 3 kommer att inkludera MES- och QMS-funktionalitet. Faserna 2 och 3 har ännu inte detaljplanerats och kräver ytterligare diskussioner kring omfattningen efter det att fas 1 av demo-utvecklingen är slutförd.

Möjligheter med användning av digitala plattformar för leveranssäkerhet:

Det finns en rad fördelar med att visualisera och dela leveransdata i en värdekedja:

  • Det kommer möjliggöra samarbete för varje intressent i värdekedjan, var som helst inom och utanför företaget och i värdekedjan. Plattformen håller reda på utförda uppgifter och ökar spårbarhet och processeffektivitet.
  • Genom olika operatörsgränssnitt samlas data på ett ställe och skapar på så sätt en datakälla till maskininlärning och AI som används för att skapa leveransprognosen.
  • Plattformen hjälper till att skapa transparens i värdekedjan när produktens väg visualiseras.
  • Operatörer i värdekedjan kan uppdatera status för produkten om något oväntat skulle inträffa i tillverkningen.
  • Plattformen ger nästkommande steg i värdekedjan möjlighet att göra beställningar baserat på tillgänglighet för leverans (indikeras i demonstratorn med färgerna röd, gul och grön). Om likvärdiga produkter finns att beställa kan operatörer ges vägledning för att beställa dessa och på så sätt hålla ett leveransmål gentemot sin kund.

Figur 1 FTOptix HMI visualiseringsplattform (Källa: Rockwell)

Utmaningar:

De främsta utmaningarna så här långt i utvecklingen av denna demonstrator har varit att förstå vad värdekedjans aktörer vill visualisera i sin vyer och hur den extraherade datan från värdekedjan kan sparas i molnet. Datan från värdekedjans olika parter kommer att sparas i molnet (Microsoft Azure) tillsammans med en installation för IoT-anslutningar.

Arpita Chari – WP-ledare, Chalmers Tekniska Högskola.

Vår strävan efter att förbättra leveranssäkerheten genom digitalisering har lett oss genom utmanande, men väldigt givande innovativa diskussioner. Att arbeta med den här plattformen har inte bara stärkt vår tekniska kapacitet utan också vår förmåga att förutse och uppfylla kundernas behov på ett mer exakt och effektivt sätt. Dessutom kommer plattformen visualisera den CO2-data som ChainTraced samlat in för den första demonstratorn.

Läs mer om arbetspaket 1 här.

Digitala Stambanan stärker svensk industri genom digitalisering av värdekedjor. Projektet är ett samverkansprojekt finansierat av Vinnova och medverkande bolag. Arbetet pågår nu i två spår genom de strategiska innovationsprogrammen PiiA (Processindustriell IT & Automation) som driver projektet Digitala Stambanan IndTech och Produktion2030 som driver projektet Digitala Stambanan Produktion.