Smart Forge – Hållbar produktion med AI-styrd tillverkning
Projektet Smart Forge undersöker hur AI kan automatisera smidestillverkning av stål för att spara resurser. Med Smart Forge tar smidesindustrin de första stegen mot industri 4.0 och en digitaliserad tillverkning.
Smart Forge är den första AI-satsningen inom smidestillverkning i Sverige. Smidestillverkaren Bharat Forge Kilsta, forskningsinstitutet RISE, Viking Analytics och Karlstad universitet utvecklar ett AI-protokoll för att automatisera smidestillverkning av stål inom projektet Smart Forge.
Bharat Forge Kilsta i Karlskoga är ett av världens största smidesbolagoch de levererar produkter till några av de största fordonstillverkarna som Volvo, Scania, Renault Trucks. De tillverkar smidesdetaljer i stål till fordonsindustrin, framför allt tunga smidesdetaljer så som vevaxlar till lastbilsmotorer men också framvagnsbalkar till lastbilar och bussar.
Ståltillverkning behöver nya metoder för att möta klimatmålen
Bharat Forge Kilsta vill nyttja AI-teknikens fördelar för att sänka kostnader, energiförbrukning och minska miljöpåverkan. Förhoppningen är att projektet Smart Forge ska hjälpa till med det. Nu utvecklas och testas ett AI-baserat prototypsystem för automatisk kontroll av smideslinjen.
– Smart Forge kan bidra till att vi får färre kassationer och därmed sänkta stålkostnader. Det kan också hjälpa oss att frigöra personalresurser och att få en mer hållbar produktion, säger Hans Lindbäck, styrsystemsspecialist på Bharat Forge Kilsta.
Därför behövs AI: kostsamma produktionsstopp och spill
Digitaliseringen av tillverkningsindustrin är redan i gång men metallindustrin har inte kommit lika långt. Smidesprocesser i tung metallindustri består av många manuella processer där ett fel kan innebära kostsamma produktionsstopp.
Ståltillverkning är en temperaturkänslig process. Stålet värms upp i en induktionsugn men materialet är känsligt för temperaturförändringar. Om stålet blir för varmt eller kallt måste det kasseras och ersättas, vilket både kostar energi och material men även produktionstid. Idag styrs ugnarna manuellt och temperaturen är helt beroende av operatören. Men det finns goda förutsättningar att automatiskt reglera ugnstemperaturen med AI. Med maskininlärning blir tillverkningsprocesser bättre, med besparingar som följd.
– Det långsiktiga målet är full digitalisering och automation av Bharat Forge Kilstas produktion. AI-styrningen kommer även kunna användas inom processtillverkning och andra områden av tillverkningsindustrin, för att helt digitalisera och automatisera produktionsprocesser. Vi hoppas att projektet kan bidra till att Sverige hamnar i framkant i övergången till industri 4.0, säger Andreas Thore, projektledare på RISE.
Hållbar produktion med AI-styrd smidesugn
Målet med Smart Forge är att skapa en prototyp av ett AI-baserat system för processtyrning som kan styra en smideslinje och automatiskt reglera temperatur för att optimera den smidda komponentens kvalité. Det kommer att innebära en reduktion av kassationer vilket leder till en minskad energiförbrukning och miljöpåverkan
I projektets första fas har data samlats in från Bharat Forge Kilstas produktionslinje.
Utifrån datan har en simulator, även kallat en digital tvilling, skapats och där testas AI-algoritmerna. Simulatorn speglar verkliga scenarier som kan uppstå under tillverkningsprocessen, till exempel produktionsstopp, som AI-algoritmen lär sig av. När algoritmen behåller rätt temperaturintervall oavsett situationer är det dags att använda den i en verklig miljön – i Bharat Forge Kilstas tillverkning.
Projektet koordineras av RISE Research Institutes of Sweden och drivs tillsammans med Karlstad universitet, Bharat Forge Kilsta och Viking Analytics. Smart Forge är finansierat av PiiA.
RISE Research Institutes of Sweden
RISE är Sveriges forskningsinstitut och innovationspartner. I internationell samverkan med företag, akademi och offentlig sektor bidrar vi till ett konkurrenskraftigt näringsliv och ett hållbart samhälle. Våra 2 800 medarbetare driver och stöder alla typer av innovationsprocesser. RISE är ett oberoende, statligt forskningsinstitut som erbjuder unik expertis och ett 100-tal test- och demonstrationsmiljöer för framtidssäkra teknologier, produkter och tjänster.
