Kaip Pramonė 4.0 Revoliucionuoja Gamybą

2023 Autorius: Susan Creighton | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-08-25 03:48

„Industry 4.0“gali atrodyti kaip „SimCity“stiliaus magnatų žaidimas, tačiau tai tikrai yra didžiausias pokytis pasiekus pasaulinę gamybą nuo automatikos. Pagrindinė pažangios robotikos ir automatizavimo, naujų žmogaus ir mašinos sąveikos būdų, daugybė duomenų ir padidėjusio sujungiamumo būdų. „Industry 4.0“yra skirta modernizuoti gamybą ir padidinti Vakarų pramonės konkurencingumą.

Kartu su besiformuojančiu daiktų internetu (IoT), „Industry 4.0“siūlo gamintojams galimybę rinkti, analizuoti ir naudoti didžiulius duomenų rinkinius, kaip niekad anksčiau, ir tada atlikti šiuos veiksmus labai efektyvia, automatizuota robotika. Rezultatas? Aukštesnės kokybės produktas mažesnėmis veiklos sąnaudomis.

Pramonė 4.0, dar vadinama 4.0 gamyba, yra IT ir gamybos operacijų santuoka - skaitmeninių technologijų subrendimas gamybos pramonėje. Markas Holleranas, buvęs „Xplore Technologies“generalinis direktorius, sako, kad tai reiškia „holistinį perėjimą nuo centralizuotos prie decentralizuotos gamybos“, kuriam reikia pritaikyti procesus, talentus, verslo struktūrą ir technologijas.

„Technologija, įskaitant pažangiausią robotiką ir dirbtinį intelektą, modernius jutiklius, debesų kompiuteriją, internetą, duomenų fiksavimą ir analizę bei skaitmeninį gaminimą … yra visa tai, kas padėtų pradėti šią kitą pramonės revoliuciją“, - „Business News Daily“pasakojo Holleranas.

Čia apžvelgsime keletą pagrindinių komponentų, kurie atveria kelią 4.0 gamybos apimčiai ir jų veikimui. Kartu jie sukuria aukštųjų technologijų išmaniųjų įrenginių ekosistemą, kuria pasiekiama optimali ir efektyvi darbo vieta.

Daiktų internetas

Augant išmaniųjų įrenginių skaičiui ir fiksuojamų, analizuojamų ir saugomų duomenų kiekiui, ryšys ir ryšys taps tik svarbesni. Tiek įmonėje, tiek trečiųjų šalių partneriams, įmonėms reikės, kad jų duomenys būtų dalijami ir suderinami, kad būtų galima aukštesnio lygio veikla.

Declanas Keiras-Saksas, „Deskera“direktorius, teigė, kad internetas yra tas tiltas, leidžiantis smulkioms pažangoms, kurias teikia aukštųjų technologijų sprendimai, sujungti į darnų, įmonės lygio vaizdą šiuolaikiniams gamintojams.

„Internetinė gamyba leidžia virtualiai sekti ilgalaikį turtą, procesus, išteklius ir produktus“, - teigė Keir-Saksas. "Tai įmonėms suteikia visišką matomumą, kuris supaprastina verslo procesus ir optimizuoja pasiūlą ir paklausą."

Tinkamai įgyvendinus sprendimus priimantys asmenys turės daugiau ir geresnės informacijos, automatizuotų procesų ir galimybę numatyti ar prevenciškai įsikišti, kad būtų išvengta prastovų ar bet kokių kitų problemų, galinčių paskatinti gamybos rezultatus.

Dirbtinis intelektas ir mašinų mokymasis

Jutiklių ir interneto valdomų sistemų pateikta informacija yra per plati, kad žmonės galėtų pagrįstai išanalizuoti. AI ir mašininio mokymosi algoritmai gali kontekstualizuoti duomenis ir pažymėti anomalijas ar pateikti rekomendacijas.

„[AI ir mašinų mokymasis] gali padėti aptikti ankstyvojo įspėjimo apie turtą, kuris tampa nesveikas, signalus“, - teigė Derick Jose, „Flutura Decision Sciences and Analytics“įkūrėjas ir vyriausiasis duomenų žinovas. "Pvz., Aukščiausių pavarų greičio temperatūros anomalijos gali būti artėjančio gedimo signalas".

Be to, AI padeda pagerinti visos operacijos efektyvumą, sakė Jose. Greitai pateikdami nedidelių pokyčių poveikio prognozes, sprendimų priėmėjai gali suprasti padarinius dar prieš įgyvendindami ką nors naujo.

AI yra ypač naudinga, kai reikia suvirškinti didžiulius informacijos srautus, kuriuos užfiksuoja jutikliai ir IoT palaikantys įrenginiai. Žmogaus operatoriui beveik neįmanoma neįsisavinti šių daugybės duomenų, todėl, jei kompiuteriai tai daro, faktiškai užfiksuoti duomenys tampa vertingi.

Mišri realybė

Mišri realybė taip pat yra pagrindinė „Industry 4.0“sudedamoji dalis. Didelės įmonės jau išleidžia darbuotojams mišrias realybės priemones, tokias kaip šalmai ir akiniai, tikėdamiesi, kad padidėjęs kontekstinis duomenų perdavimas ir vizualizavimas padidins produktyvumą ir sumanų sprendimų priėmimą.

„Mišri realybė yra tikras žaidimų keitiklis gamyboje“, - teigė „Psychsoftpc“generalinis direktorius Timas Lynchas. "Remonto darbuotojams tai leidžia" pamatyti viduje "mašiną, kurią reikia taisyti, arba" pamatyti pro sienas "prie laidų ir vamzdžių, kad tiksliai žinotų, kur gręžti ar pjaustyti."

Sujunkite šias galimybes su numatoma priežiūra, kurią įgalina internetas ir intelekto valdymas, ir gausite aukštųjų technologijų sėkmės receptą. Jei duomenys rodo, kad, pavyzdžiui, mašina perkaista, o mašininio mokymosi algoritmai nurodo, kad ji yra nepakankama, kad būtų būtina atlikti techninę priežiūrą, darbuotojai gali naudoti mišrų realumą, kad nustatytų, ar mašina pradeda perkaisti, ir tiksliai apibūdina, kurie komponentai yra paveikti.

Norėdami žengti dar vieną žingsnį į priekį, įsivaizduokite, kad techninę priežiūrą atliekantis asmuo, diagnozavęs paveiktą aparatą, atpažįsta problemą, tačiau neturi kompetencijos ją išspręsti. Mišrios realybės įrenginiai gali prijungti asmenį, turintį reikiamą kompetenciją, su vietoje esančiu asmeniu, kuris po to, naudodamas skaitmenines perdangas, gali jiems žingsnis po žingsnio parodyti, kaip atlikti remontą.

Mokymo tikslais mišri realybė sukuria aplinką, kurioje darbuotojai gali patirti virtualias situacijas, susijusias su jų darbu, nerizikuodami dėl realios įrangos ar gamindami nenaudojamą laiką.

„Mokydamiesi darbuotojai gali treniruotis prie virtualių gaminių, kad įgytų patirties, kuri bus perduota realiame pasaulyje“, - teigė Lynchas. "Jie gali patekti į modeliuojamas situacijas, su kuriomis jie gali susidurti atlikdami savo darbą, ir išmokti praktiškai su jais elgtis, prieš juos dirbdami."

3D spausdinimas

3D spausdintuvai egzistuoja nuo 1983 m., Nors dažnai buvo tik didelių kompanijų rankose. Tuomet terminas buvo „greitas prototipų kūrimas“, ir jie neabejotinai tai daro ir šiandien. Bet tai jau nėra tik prototipai; 3D spausdintuvai taip pat naudojami nedidelės apimties gamyboje, galbūt, norint išbandyti gaminius ar atnešti pavyzdžių į prekybos parodas.

„Kai mažos įmonės kuria naujus produktus ir joms reikia atlikti 50 dalių, kurias reikia išbandyti, arba tiesiog pristatyti į parodą, įrankiai tradicinei gamybai gali būti labai brangūs“, - teigė „Avid 3D Printing“savininkas Doug Collins. "Jie gali neturėti kapitalo kovoti su [tradicine gamyba]. 3D spausdintuvai leidžia gaminti mažos apimties gaminius be tiek didelių investicijų, kad jie galėtų sutaupyti tą kapitalą kitiems svarbiems dalykams, pavyzdžiui, rinkodarai."

Tobulėjant technologijoms, didesniuose projektuose įprasta rasti 3D spausdintas dalis. Vienas iš pavyzdžių yra „GE Aviation“3D spausdintas kuro purkštukas, kuris yra CFM LEAP lėktuvo variklio dalis. Spausdindami tam tikrus komponentus, gamintojai gali sutaupyti laiko ir pinigų, kad sukurtų tą patį galutinį produktą.

Turėdama tokius milžiniškus pažadus ir pažangiausias technologijas, „Industry 4.0“reikalauja didelių išankstinių investicijų. Pavyzdžiui, remiantis 2017 m. Apklausa, kurioje dalyvavo 1 000 mažų ir vidutinių Kanados gamintojų, skaitmeninių technologijų pritaikytojai investavo vidutiniškai 250 000 USD. Didesnėms įmonėms išlaidos neišvengiamai būtų didesnės. Bet numatomas pelnas - prijungti, išmanieji įrenginiai ir automatizuotas gamybos procesas - žada didelę investicijų grąžą.

„Šios programinės įrangos sistemos daro daugiau nei prekybiniai duomenys“, - sakė Srivatsas Ramaswami, 42Q vadovas. "Jie pašalina didžiąją dalį žmogaus intervencijos, susijusios su jų valdymu. Ši naujos kartos automatizavimas - naudojant didelius duomenis, analizę ir dirbtinį intelektą - yra vienas iš svarbiausių skaitmeninės gamybos ir pramonės 4.0 veiksnių."

„Ramaswami“pridūrė, kad pranašumai, kuriuos gamintojai gali įgyti įgyvendindami šias technologijas, yra šie:

• Padidėjęs konkurencingumas. Anksčiau gamintojams, norintiems išlikti konkurencingiems, būtinas užsakomųjų paslaugų teikimas mažų atlyginimų pasaulio regionams. Tačiau investicijos į technologijas dabar suteikia galimybę turtingesnėms šalims dar kartą konkuruoti. Todėl, „Ramaswami“teigimu, gamintojai dabar gali pasirinkti vietas, remdamiesi „techninėmis galimybėmis ir artumu vartotojų poreikiams, o ne sprendimais, kuriuos pirmiausia lemia atlyginimai“.
• Padidėjęs produktyvumas. Automatizavimo, analizės ir mašininio mokymosi algoritmai didžiąją dalį žingsnio po žingsnio perėmė žmonių operatorių rankas. Tai reiškia greitesnį, efektyvesnį gaminimą visą parą, o operatoriai pirmiausia stebi ir prižiūri sistemas.
• Padidintos pajamos ir pelningumas. „Industry 4.0“ne tik sukuria efektyvesnį ir aukštesnės kokybės gamybos procesą, bet ir įgalina tokius dalykus kaip numatomoji ir prevencinė priežiūra bei atnaujinimai, dėl kurių laikui bėgant sumažėja prastovos ir sumažėja kapitalo išlaidos.
• Gamybos proceso optimizavimas. Turint daugiau jungčių, dalijantis duomenimis ir geresne analitika, tampa įmanoma glaudesnis bendradarbiavimas visoje tiekimo grandinėje, o tai ilgainiui gali padidinti efektyvumą, optimizavimą ir naujoves visoje apdirbamojoje pramonėje.

„Ryšiai tarp mašinų ir integruotos sistemos paskatins glaudesnį gamintojų, tiekėjų ir kitų suinteresuotųjų šalių bendradarbiavimą vertės grandinėje“, - teigė Ramaswami.

Sklandus apskaitos tvarkymas ir atsekamumas. Didžiulis duomenų kaupimas ir analizė taip pat reiškia geresnes archyvavimo ir paieškos galimybes. Tai turi įtakos nuo vyriausybės normų laikymosi iki klientų pasitenkinimo

„Priešingai nei tradiciniai santykiai, kai atsiliepimams apie produktus ir paslaugas reikia surinkti laiko, automatizuota uždara grįžtamojo ryšio kilpa yra neatsiejama„ Industry 4.0 “sudedamoji dalis“, - teigė Ramaswami. "Sklandus apskaitos tvarkymas, kurį įgalina skaitmeninės sistemos, paspartins atsekamumą, tuo pačiu apribodamas įsipareigojimus, garantines išlaidas ir atšaukimus."

Nepaisant šių pranašumų, pamaina vis dar yra pradinėje stadijoje. Remiantis „Capgemini“tyrimais, tik 6 procentai gamintojų yra laikomi „skaitmeniniais meistrais“, pasiekusiais pažangų gamybos proceso skaitmeninimo etapą.

Vis dėlto judėjimas yra tikras; „Capgemini“skaičiavimais, 76 procentai gamintojų jau turi išmaniosios gamyklos iniciatyvą darbuose arba šiuo metu rengiami. Akivaizdu, kad „Industry 4.0“ir pažangios skaitmeninės technologijos netrukus taps gamybos norma visame pasaulyje. Tie, kurie įsivaikina anksti, turi daugiau galimybių ateityje palankiai vertinti savo pozicijas.