JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.
 ETN.fi  Annonsera Utgivningsplan Månadsmagasinet Prenumerera Konsultguide Om oss  About / Advertise
måndag 27 januari 2020 VECKA 05

När planerna för 5G drogs upp var ett av målen att den nya radiostandarden ska kunna användas för att koppla upp industrin på ett tillförlitligt och kostnadseffektivt sätt. Ericssons fabrik i Tallinn testar nu den egna medicinen för att effektivisera tillverkningen av 5G-produkter.

Prototyper och nya produkter

Fabriken som ligger i utkanten av Tallinn byggdes ursprungligen av den finska kontraktstillverkaren Elcoteq men förvärvades av Ericsson år 2009, efter att Elcoteq gått i konkurs.

Vid övertagandet låg fokus på volymproduktion. Idag handlar det om prototyper och att köra igång serieproduktion av nya produkter, ofta kallat NPI. Det är samma uppdrag som för Ericssons fabrik i kinesiska Nanjing och den blivande fabriken utanför Dallas. När det övergår till volymproduktion tar olika kontraktstillverkare med fabriker närmare slutmarknaden över.

Uppgiften innebär att det kommer ut åtminstone 100 olika produkter per månad vilket kräver snabba omställningar och stor flexibilitet.

Fabriken utvecklar och bygger all utrustning för produktionstest som används inom koncernen.
Det finns lite drygt 2 000 anställda, ungefär hälften är kvinnor. Räknar man antalet nationaliteter landar siffran på 47.

Golvytan är på 23 000 kvadratmeter och tillverkningen pågår dygnets alla timmar. Bara på nyårsdagen står maskinerna stilla.

Det finns ett mindre lager av komponenter i fabriken som räcker i två till tre dagar. Större volymer finns i ett outsourcat lager några kilometer bort, med leveranser ungefär varannan timme.
I princip allt som tillverkas lämnar landet vilket gör att fabriken står för ungefär 5 procent av Estlands export.

– Vi har många kundbesök från stora operatörer. Idag är de huvudsakligen intresserade av smart tillverkning, de frågar vad vi tycker. De ser potentialen och vill prata med någon som kommer från golvet, säger Lars Ottosson som är chef för Ericssons fabrik i Tallinn.

Företaget har investerat en halv miljard kronor i fabriken de senaste två åren. Dels för att öka automatiseringsgraden och digitalisera processerna, och dels för att kunna testa nya lösningar inklusive uppkoppling via mobilnätet.

– För mig som ansvarig för produktionen handlar det i första hand om att effektivisera produktionen. Samtidigt blir jag en kund till Ericsson.

Utmaningen för fabriken är densamma som för resten av industrin. Produktcyklerna blir allt kortare samtidigt som antalet varianter blir fler och uppstartsfasen hela tiden måste gå snabbare.

– Koncept som Industri 4.0 är inte supernytt. Vi har hållit på med det ovanpå allt annat men det tog för lång tid.

För att öka takten anställdes Tähve Lõpp med en bakgrund från IT-sektorn. Han började i april och har fått en plats i ledningsgruppen för att ge tyngd åt uppdraget.

– Så brukar det inte vara. Normalt är det någon som har det som ett sekundärt ansvarsområde, säger Lars Ottosson.

Digitalisering är inget som sker över en natt i en befintlig fabrik. Processen får ske i små steg som inte stör tillverkningen.

Dessutom finns inget facit för hur man ska göra. Mycket av det arbete som startade i Tallinn för ungefär två år sedan har handlat om att prova sig fram i liten skala.

– Vi har fokuserat på att få de grundläggande delarna på plats i år, säger Tähve Lõpp.

Det handlar om uppkopplingen, att automatisera delar av tillverkningen, men också om att fundera på hur all data som laddas upp till molnet kan användas för att trimma tillverkningen.

 

Samtidigt måste alla grundläggande funktioner ses över. Det handlar bland annat om hur man hanterar säkerheten vilket gäller för hela kedjan från hur man adderar nya noder till hur man transporterar och lagrar data på ett säkert sätt.

– Vi kan inte bara koppla upp 100 paddor, det är inte OK. Vi måste ha ett godkännande från alla nivåer inom företaget på lösningen för hur vi gör det, säger Lars Ottosson.

Dessutom måste den vara gemensam för hela koncernen, annars blir det svårt att överföra lyckade lösningar från en fabrik till en annan.

– Nästa år ska vi titta mer på tillämpningarna, säger Tähve Lõpp.

Här ser Lars Ottosson en analogi med smartmobilerna. När man har en produkt med kraftfull processor, mycket minne och kamera som dessutom är uppkopplad med 100 Mbit/s eller mer finns fundamentet.

– Sen laddar man ner appar. För mig är smart tillverkning det samma, man måste skapa apparna.

Artikeln är tidigare publicerad i magasinet Elektroniktidningen.
Prenumerera kostnadsfritt!

Ett exempel kan vara digitala tvillingar som kan användas för att trimma fabriken i realtid.

– Du får komma tillbaka om ett år. Då kommer vi att ha mycket mer att visa, säger Tähve Lõpp.

 

Självkörande fordon, AR och miljösensorer

Tre tillämpningar som testas i Tallinn är självkörande robotar som transporterar komponenter, ett över­vakningssystem för miljön i fabriken och AR-teknik för att korta reparationstiderna.

Under rundvandringen i fabriken möter vi Lovisa. Den självkörande roboten piper och vinglar lite hit och dit innan den försvinner in i nästa hall. Porten mellan hallarna råkar stå öppen men roboten kan öppna den på egen hand genom att skicka ett kommando via det privata mobilnätet.

Från början nyttjades wifi men då hände det alldeles för ofta att roboten inte fick kontakt med porten och blev stående.

De tre självkörande robotarna som används idag ­transporterar komponenter från lagret till beredningsstationerna vid ytmonteringslinorna. Planen är att de även ska hämta färdig kort från slutet av linan men ställningen blir för bred för den aktuella modellen så just nu överväger man att byta till en lite större robot som också kan röra sig i alla riktningar, vilket dagens modell inte kan.

En annan tillämpning som testats i fabriken är förstärkt verklighet, ofta kallat AR eller Augmentet Reality.

Nu dyker demonstrationsdjävulen upp. När vi kommer till reparationsstationen där en surfplatta används för att visa överlagrad information om kortet som ska repareras fungerar den inte. Wifi-nätet vill inte ansluta till servern.

Hade det fungerat skulle plattan kunnat hämta information som underlättat för reparatören att lokalisera felet. Det kan vara beskrivningar av komponenter, scheman, lagrade testresultat från fungerade kort och på sikt även data från testningen som visar vad det är för fel på kortet.

Dessutom ska personer som finns på helt andra platser kunna se samma bild som reparatören och därmed hjälpa till med felsökningen. Det kan vara någon som varit med och utvecklat kortet men också personer i andra fabriker som är mer erfarna eller haft liknande problem.

Framöver är planen att använda maskininlärning för att skapa funktioner som kan tala om för reparatören vad som brukar vara fel.

Rundvandringen fortsätter sedan till en automatiserad teststation som ännu inte är riktigt klar. Här ska industrirobotar ta hand om hantering av radioprodukterna som kan väga upp till cirka 70 kilo. Dessutom finns alla testinstrument i en gemensam pool som delas av teststationerna. Data från testerna levereras via kabel eftersom testlinan kommer att stå där den står ett antal år framöver och dessutom körs automatiskt.

Däremot kan man tänka sig att koppla upp de kameror och andra sensorer som används för att övervaka testerna trådlöst eftersom de då blir enklare att flytta runt.

Ytterligare ett exempel på en automatiseringsåtgärd som pågår är den slutmonteringslina som ska installeras i slutet av året. Den bestyckas med industrirobotar från ABB som klarar att hantera de förhållandevis tunga produkterna. Att man inte valt en kollaborativ och samtidigt ofarliga roboten som Yumi beror på att den inte klarar av att lyfta så tunga föremål.

Även om uppkopplingen kommer att kunna automatisera och effektivisera tillverkningen ser Lars Ottosson ingen risk för att antalet anställda kommer att minska.

– Vi kommer fortfarande att ha 2000 anställda men det kommer delvis att vara nya typer av jobb, mer IT och färre på golvet.

 

För köpcentra, kontor, arenor och industrier

Radio Dot presenterades hösten 2013 som ett enkelt sätt att förbättra mobiltäckningen i större inomhusanläggningar. Volymtillverkningen kom igång i november 2014 och i januari 2018 lanserades den andra generationen som klarar 5G.

Ericsson har paketerat ”radiopucken” med alla andra komponenter som behövs för att bygga ett mobilnät i en fabrik eller lager i ett erbjudande kallat Ericsson Industry Connect. Basversionen klarar 6 000 kvadratmeter med hjälp av åtta Radio Dots.

Den första generationen av Radio Dot var inte mycket större än en brandvarnare och anslöts med vanlig Ethernetkabel (Cat 6a) för både datatrafiken och strömförsörjningen. Förutom antenn har ”pucken” integrerade lågbrusförstärkare för mottagning och effektförstärkare för sändning, liksom en AD- och DA-del.

Kopplingen mellan radiopuck och basstation sker via en så kallad Indoor Radio Unit, IRU, som kan liknas vid en korskopplingsenhet i ett Ethernetnät. Varje IRU kan hantera upp till åtta radiopuckar eller andra antennenheter på avstånd upp till 200 meter. IRU:erna är i sin tur kopplade med fiber till basstationen.

Rent praktisk kan man se signalerna från de åtta enheterna som är kopplade till en IRU som åtta olika signalvägar i luften, vilka basbandet kan hantera. När man rör sig mellan två puckar som är anslutna till olika IRU:er motsvarar det att röra sig mellan två sektorer (antenner) som är anslutna till samma basstation.

Upp till 96 radiopuckar kan vara kopplade till samma basstation.

Beroende av hur lokalen ser ut täcker en radiopuck mellan 500 och 1 000 kvadratmeter. Det betyder att de behöver placeras ut med ett avstånd på 20 till 25 meter. Golv och tak dämpar signalen mer än väggar, därför bygger man normalt näten våningsplan för våningsplan.

 

 

Inte bara mobiluppkoppling

För att koppla upp fabriken har man testat allt från mobilnät, wifi och Bluetooth till kablar.

Ta ytmonteringslinan som exempel. Maskinerna i den har väldigt länge levererat data via kabel, och linan möbleras väldigt sällan om, så det finns ingen anledning att byta ut något som fungerar.
Däremot är de miljösensorer som installerats i fabriken det senaste året och som levererar data om bland annat temperatur, fukt, ljud- och ljusnivå liksom koldioxidhalt uppkopplade via mobilnätet.

Valet av uppkoppling föll på den smalbandiga och energisnåla tekniken NB-IoT. Noderna levererar data ungefär en gång per minut, men det finns tankar på att öka det till var femte minut. Systemet är så trögt att det räcker.
Vid start användes en lite äldre LTE-lösning med distribuerade antenner, även kallad DAS. Det ger vad som kan beskrivas som en lightversion av ett privat nät.

För att få bättre täckning och dessutom skapa ett helt privat nät har man installerar 46 stycken ”radiopuckar”, av Ericsson benämnda Radio Dots. Installationen är gjord i samarbete med Telia (se ruta intill).
Än finns det bara tio noder uppkoppade till det privata nätet. De har speciella SIM-kort som gör att de bara fungerar i det nätet, och inte i det publika som också täcker fabriken.

Men planerna framöver är betydligt större.

– Vi har diskuterat det och vi tror det blir en uppkopplad nod varannan kvadratmeter, säger Lars Ottosson.

Det skulle i så fall innebära ungefär 12 000 uppkopplade noder i den 25 000 kvadratmeter stora fabriken.
Varje robotcell skulle exempelvis ha 10 till 20 noder med kameror och andra sensorer som registrerar arbetet.
För positioneringen har man använt ett system som utvecklats av företagets kontor i Ungern. Det ger en noggrannhet på ungefär tio centimeter. Man har också testat en UWB-lösning från företaget Eliko som är en extern leverantör.

 

 

MER LÄSNING:
 
Branschens egen tidning
För dig i branschen kostar det inget att prenumerera på vårt snygga pappers­magasin.

Klicka här!
SENASTE KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus

Vi gör Elektroniktidningen

Anne-Charlotte Sparrvik

Anne-Charlotte
Sparrvik

+46(0)734-171099 ac@etn.se
(sälj och marknads­föring)
Per Henricsson

Per
Henricsson
+46(0)734-171303 per@etn.se
(redaktion)

Anna Wennberg

Anna
Wennberg
+46(0)734-171311 anna@etn.se
(redaktion)

Jan Tångring

Jan
Tångring
+46(0)734-171309 jan@etn.se
(redaktion)