VIRO ondersteunt machinebouwer bij ontwerpkeuzes door simulatie van geavanceerde inpaktechnologie voor avocado’s

Inleiding

Nature’s Pride, gevestigd in Maasdijk, is Europees marktleider als importeur van 230 groente- en fruitsoorten uit 58 landen. Om de toenemende vraag naar avocado’s bij te benen en het verpakkingsproces te optimaliseren, heeft het bedrijf machinebouwer Selo de opdracht gegeven de Speedpacker te ontwikkelen. Deze innovatieve machine maakt het mogelijk om avocado’s op een efficiënte en zorgvuldige manier te verpakken zonder de avocado's bij de handling te beschadigen. Vooral de kwetsbaarheid van het product en de systeemeis dat 240 avocado's per minuut verpakt moeten worden, maakten het project een uitdaging. Een cruciale rol in de ontwikkeling van de Speedpacker was weggelegd voor de simulatie-experts van VIRO. Door middel van logistieke simulatie werd de time-to-market aanzienlijk verkort en hoefden er minder kostbare praktijktests te worden uitgevoerd.

Uitdagingen in het Engineeringproces

De avocado’s worden aangevoerd via een sorteermachine, die een continu variërende productmix aanbiedt aan de Speedpacker. De variatie in productafmetingen, productmix en het feit dat enkel volle trays met avocado's de Speedpacker mogen verlaten, brachten enkele uitdagingen met zich mee:

• Capaciteitsbepaling: De machine wordt verkocht met een totale capaciteit die gebaseerd is op de capaciteit per robot vermenigvuldigd met het aantal robots en een veiligheidsfactor. Deze berekening diende gevalideerd te worden.
• Validatie tussenafstand meenemers transportband: De initiële steek tussen de dozen was te groot om ook grotere dozen te kunnen verwerken, wat leidde tot een inefficiënte benutting van de transportband.
• Optimalisatie van de regels voor toewijzing van robots: De toewijzingsregels voor robots per productaanvoertransportband zijn geoptimaliseerd op basis van het aanbod om een efficiënte lijnbesturing te realiseren.

Oplossing: Simulatie en Parametrische Modellering

Om de efficiëntie van de Speedpacker te verbeteren, ontwikkelde VIRO een parametrisch model in Tecnomatix Plant Simulation (Siemens). Dit model bood de mogelijkheid om verschillende scenario’s te analyseren en optimalisaties door te voeren. Belangrijke kenmerken van het model zijn:

• Variabele productafmetingen en aantallen per doos: In het model kunnen verschillende doosformaten verwerkt worden zonder extra moeite.
• Dynamische simulatie van productaanvoer: Fluctuaties in de aanvoer worden meegenomen in de simulatie, waardoor realistische situaties kunnen worden geanalyseerd.
• Aanpasbare transportstrategieën: De snelheid en versnelling van de transportbanden kunnen afzonderlijk worden geoptimaliseerd.

Door deze simulaties kon vooraf de optimale strategie voor de robots worden bepaald, wat resulteerde in een robuust en efficiënt procesontwerp. Dit heeft niet alleen de ontwikkelingstijd verkort, maar ook het aantal fysieke tests drastisch verminderd.

Resultaten en Implementatie

De Speedpacker is inmiddels operationeel in de verpakkingsruimte van Nature’s Pride in Maasdijk. Dankzij de geavanceerde cameratechnologie detecteren de grijpers de exacte positie van de avocado’s, waardoor ze zorgvuldig kunnen worden opgepakt en in de dozen geplaatst. De toegevoegde waarde van het toepassen van simulatie gedurende de engineering zijn:

• Optimalisatie van de regels voor toewijzing van robots per productaanvoertransportband op basis van aanbod, wat resulteerde in een consistentere output.
• Efficiëntere benutting van robotcapaciteit, waardoor de totale verwerkingscapaciteit nauwkeuriger kon worden bepaald en onderbouwd.
• Optimale benutting van de transportbanden met trays: De transportband wordt optimaal benut zonder dat het ontwerp hoefde te worden gewijzigd. Uit simulatie volgde dat deze oplossing effectief functioneert voor alle verschillende productmaten.

Conclusie

Dankzij de simulatie-expertise van VIRO en de parametrische modellering konden tijdens het engineeringproces de juiste ontwerpkeuzes gemaakt worden, gebaseerd op werkelijke getallen. Selo is zeer tevreden met de resultaten. Ook eindklant Nature's Pride is erg content met het eindresultaat: „We zijn trots op deze robot, waarmee we op een ergonomische en efficiëntere wijze onze avocado’s kunnen inpakken”, aldus de Operations Manager van Nature’s Pride. „Hiermee kunnen we onze productiviteit verbeteren en de afnemende beschikbaarheid van medewerkers voor blijven.”