Så kan AI automatisera smidestillverkning av stål

Smart Forge heter en AI-satsning inom smidestillverkning i Sverige, där smidestillverkaren Bharat Forge Kilsta, forskningsinstitutet RISE, Viking Analytics och Karlstad universitet till utvecklar ett AI-protokoll för att automatisera smidestillverkning av stål. AI-styrningen ska även kunna användas inom processtillverkning och andra områden av tillverkningsindustrin, för att helt digitalisera och automatisera produktionsprocesser.

Bharat Forge Kilsta i Karlskoga levererar produkter till 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.

Företaget vill nyttja AI-teknikens fördelar för att sänka kostnader, energiförbrukning och minska miljöpåverkan. Förhoppningen är att projektet Smart Forge ska hjälpa dem med det.

– 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, i ett pressmeddelande.

Enligt RISE halkar metallindustrin efter inom digitalisering. Smidesprocesser i tung metallindustri består av många manuella processer där ett fel kan innebära kostsamma produktionsstopp.

Temperaturkänslig process

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 enligt RISE finns goda förutsättningar att automatiskt reglera ugnstemperaturen med AI. Med maskininlärning blir tillverkningsprocesser bättre, med besparingar som följd, menar de.

– 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.

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 förhoppningsvis leda till 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.