AMAG Austria Metall AG:ZwickRoell によるスマートファクトリーにおける自動化された材料試験
ケーススタディー
- お客様: AMAG Austria Metall AG
- 位置: ランスホーフェン、オーストリア
- 産業界:金属、自動車、航空宇宙
- トピック:ツビックローエルによるAMAGスマートファクトリー
AMAG Austria Metall AG
AMAG Austria Metall AGは、オーストリアのランスホーフェンに本社を置き、一次アルミニウム、リサイクルアルミニウム、および圧延アルミニウム製品のサプライヤーです。同社は自社で鋳造工場と圧延工場を運営し、航空宇宙、自動車、機械工学、包装などの業界の国際的な顧客に製品を供給しています。
AMAG Austria Metall AGは、技術革新、品質保証、そして持続可能な生産プロセスを重視しています。アルミニウム製品の製造に加えて、同社は新素材の開発と試験にも取り組んでいます。試験プロセスは各業界の要件に密接に適合しており、自動化とデジタル化がますます進んでいます。
タスク
航空宇宙および自動車産業における最高品質基準への適合
AMAG Austria Metall AGの試験ラボは、品質保証の中核を担っています。すべての製品、特に航空宇宙および自動車産業における安全性が極めて重要な用途で使用される製品は、厳格な材料仕様を満たしていることを確認する必要があります。試験要件は複雑です。例えば、航空宇宙産業では、応力腐食割れを検出するために、試験片に数週間にわたる化学処理を施す必要があります。自動車産業では、成形プロセスや、仕上げや熱処理などの出荷条件を、よりリアルにシミュレートする必要があります。さらに、生産量の増加に伴い、効率性、トレーサビリティ、再現性に対する要求が高まっています。
AMAG Austria Metall AGは、メーカーの技術力が許す限り、すべての個別プロセスを自動化することを目指しています。重点は、自動化された製造と試験の統合です。ツビックローエルはこの開発において中心的な役割を果たしています。試験プロセスは、クランプ、再クランプ、測定機器の交換など、完全に手動操作なしで実行できるように設計する必要があります。さらに、機械は24時間365日稼働できるように設計され、高い可用性を確保しながらハンドリングシステムへのアクセスを維持する必要があります。それに伴い、耐摩耗性、材料選定、メンテナンスの容易さに対する要件も高まっています。
具体的には:
ZwickRoell はテストプロセスをさらに開発し、完全に自動化して生産と統合することになります。
ツビックローエルのソリューション
スマートファクトリー:ZwickRoell Z100およびZ250テクノロジーを用いた自動試験プロセス
AMAG Austria Metall AGは、最先端のスマートファクトリーを構築することでこれらの課題に対処しました。その中核となるのは、自律制御の生産設備、統合型自動試験システム、そしてインテリジェントなソフトウェアソリューションによって管理される、完全にデジタル化された試験ラボです。引張試験は、試験片の準備から熱処理後の保管、試験そのものまで、完全に自動化されています。制御システム全体はAMAG Austria Metall AGのIT環境に統合されており、すべての試験データのシームレスなデジタル化を可能にしています。
ZwickRoellは、AllroundlineZ100およびZ250を含む6台の手動式引張試験機と、2台の自動試験システム(合計3台の試験機)を運用しています。試験装置に加えて、硬度試験機、振り子式衝撃試験機、そして圧縮試験、曲げ試験、軸受け試験、ノッチ付き試験用のシステムも備えています。これらのマシンはスマートファクトリーで使用されるだけでなく、従来の製品リリーステストでも中心的な役割を果たします。
結果
材料試験の効率、精度、持続可能性の向上
試験プロセスの自動化により、AMAGの効率は大幅に向上しました。製造から出荷までのリードタイムを大幅に短縮し、同時にキャパシティも向上しました。自動試験システムは、オペレーターの介入を排除するため、手動操作の機械よりもはるかに高精度です。校正や検証から管理図法、ラウンドロビン試験まで、一般的な品質管理手法もすべて適用されています。さらに、定義されたルールを備えた統合型制御・監視システムにより、継続的なプロセス信頼性が確保されています。自動試験システムは、AMAGのIT環境に完全に統合されています。
AMAGスマートファクトリー自体が、ツビックローエルの技術の成功例です。平板引張試験片の自動製造と試験は、すでにここで完全に実装されています。ツビックローエルは、AMAGにおける自動化の推進において引き続き重要な役割を果たしていきます: このシステムは24時間365日稼働するように設計されており、従来の手動操作の材料試験機(通常は週40時間程度しか使用されない)よりもはるかに高い稼働率を実現します。
課題:最高の効率と最高の可用性
自動試験システムを継続的に使用すると、その設計と運用に新たな要求が生じます。望ましいほぼ100%の可用性を達成するには、シールやベルトから材料選定に至るまで、すべてのコンポーネントを連続稼働と最小限の摩耗で設計する必要があります。
将来のビジョン:試験プロセスの完全自動化
次の開発ステップでは、試験プロセスを完全に自動化し、手動による介入を排除することを目指します。以下が含まれます:
- 試験片の自動クランプと再クランプ
- 測定機器の自動交換
- 既存の自動生産システムとのシームレスな統合
この完全な自動化は、効率性を向上させるだけでなく、一貫した試験品質を確保しながら運用コストを削減します。
機械のアクセス性の最適化
もう一つの焦点は、アクセス性を向上させる材料試験機の設計です。システムは、自動ハンドリングシステムが容易にアクセスでき、十分な移動スペースを確保できるように設計する必要があります。これは、製造と試験のシームレスな連携に不可欠です。現在、丸棒引張試験片やK1C試験片の自動製造・試験などのさらなるプロジェクトを計画中です。
画像出典/著作権:©AMAG Austria Metall AG