Inteligentna produkcja
| Historia technologii |
|---|
Inteligentna produkcja to szeroka kategoria produkcji , która wykorzystuje produkcję zintegrowaną z komputerem , wysoki poziom zdolności adaptacyjnych i szybkich zmian projektowych, cyfrową technologię informacyjną i bardziej elastyczne szkolenia personelu technicznego. Inne cele obejmują czasem szybkie zmiany poziomów produkcji w oparciu o popyt, optymalizację łańcucha dostaw , wydajną produkcję i możliwość recyklingu. W koncepcji tej inteligentna fabryka posiada interoperacyjne systemy, wieloskalowe dynamiczne modelowanie i symulacje, inteligentną automatyzację , silne zabezpieczenia cybernetyczne i czujniki sieciowe.
Szeroka definicja inteligentnej produkcji obejmuje wiele różnych technologii. Niektóre z kluczowych technologii w ruchu inteligentnej produkcji obejmują możliwości przetwarzania dużych zbiorów danych, urządzenia i usługi łączności przemysłowej oraz zaawansowaną robotykę.
Przetwarzanie dużych danych
Inteligentna produkcja wykorzystuje analizę dużych zbiorów danych do udoskonalania skomplikowanych procesów [ wymagane wyjaśnienie ] i zarządzania łańcuchami dostaw . Analiza dużych zbiorów danych odnosi się do metody gromadzenia i rozumienia dużych zbiorów danych pod kątem tak zwanych trzech V, prędkości, różnorodności i objętości. Prędkość informuje o częstotliwości akwizycji danych, która może być zbieżna z zastosowaniem poprzednich danych. Różnorodność opisuje różne typy danych, które mogą być obsługiwane. Wolumen reprezentuje ilość danych. Analiza dużych zbiorów danych pozwala przedsiębiorstwu na wykorzystanie inteligentnej produkcji do przewidywania popytu i potrzeby zmian projektowych zamiast reagowania na składane zamówienia.
Niektóre produkty mają wbudowane czujniki, które wytwarzają duże ilości danych, które można wykorzystać do zrozumienia zachowań konsumentów i ulepszenia przyszłych wersji produktu.
Zaawansowana robotyka
Zaawansowane roboty przemysłowe , znane również jako inteligentne maszyny, działają autonomicznie i mogą komunikować się bezpośrednio z systemami produkcyjnymi. W niektórych zaawansowanych kontekstach produkcyjnych mogą współpracować z ludźmi przy zadaniach wspólnego montażu. Oceniając bodźce sensoryczne i rozróżniając różne konfiguracje produktów, maszyny te są w stanie rozwiązywać problemy i podejmować decyzje niezależnie od ludzi. Te roboty są w stanie wykonać pracę wykraczającą poza to, do czego zostały pierwotnie zaprogramowane, i mają sztuczną inteligencję, która pozwala im uczyć się na podstawie doświadczenia. Maszyny te można elastycznie konfigurować i zmieniać ich przeznaczenie. Daje im to możliwość szybkiego reagowania na zmiany projektowe i innowacje, co stanowi przewagę konkurencyjną nad bardziej tradycyjnymi procesami produkcyjnymi. Obszarem zainteresowania związanym z zaawansowaną robotyką jest bezpieczeństwo i dobre samopoczucie pracowników, którzy wchodzą w interakcję z systemami robotów. Tradycyjnie podejmowano środki w celu oddzielenia robotów od ludzkiej siły roboczej, ale postęp w zdolnościach poznawczych robotów otworzył nowe możliwości, takie jak coboty , czyli roboty współpracujące z ludźmi.
Przetwarzanie w chmurze umożliwia szybkie zastosowanie dużych ilości danych lub mocy obliczeniowej w produkcji oraz umożliwia gromadzenie dużej ilości danych na temat wydajności maszyn i jakości danych wyjściowych. Może to poprawić konfigurację maszyny, konserwację zapobiegawczą i analizę usterek. Lepsze prognozy mogą ułatwić lepsze strategie zamawiania surowców lub planowania serii produkcyjnych.
drukowanie 3d
Od 2019 roku druk 3D jest wykorzystywany głównie do szybkiego prototypowania, iteracji projektu i produkcji na małą skalę. Ulepszenia w szybkości, jakości i materiałach mogą sprawić, że będzie przydatny w masowej produkcji i masowym dostosowywaniu .
Jednak druk 3D rozwinął się tak bardzo w ostatnich latach, że nie jest już używany tylko jako technologia do prototypowania. Sektor druku 3D wychodzi poza prototypowanie, zwłaszcza w łańcuchach dostaw. Branże, w których produkcja cyfrowa z wykorzystaniem druku 3D jest najbardziej widoczna, to motoryzacja, przemysł i medycyna. W przemyśle motoryzacyjnym druk 3D jest wykorzystywany nie tylko do prototypowania, ale także do pełnej produkcji finalnych części i produktów. Druk 3D był również wykorzystywany przez dostawców i producentów cyfrowych, którzy wspólnie pomagali w walce z COVID-19.
Druk 3D pozwala skuteczniej tworzyć prototypy, dzięki czemu firmy oszczędzają czas i pieniądze, ponieważ w krótkim czasie można wyprodukować znaczne ilości części. Druk 3D ma ogromny potencjał do zrewolucjonizowania łańcuchów dostaw, dlatego korzysta z niego coraz więcej firm. Głównym wyzwaniem stojącym przed drukiem 3D jest zmiana sposobu myślenia ludzi. Co więcej, niektórzy pracownicy będą musieli ponownie nauczyć się zestawu nowych umiejętności, aby zarządzać technologią druku 3D.
Eliminowanie nieefektywności i zagrożeń w miejscu pracy
Inteligentną produkcję można również przypisać badaniu nieefektywności w miejscu pracy i pomaganiu w zapewnianiu bezpieczeństwa pracowników. Optymalizacja wydajności jest ogromnym celem dla użytkowników „inteligentnych” systemów, co odbywa się poprzez badanie danych i inteligentną automatyzację uczenia się. Na przykład operatorzy mogą otrzymać osobiste karty dostępu z wbudowanym Wi-Fi i Bluetooth, które mogą łączyć się z maszynami i platformą Cloud, aby określić, który operator pracuje na której maszynie w czasie rzeczywistym. Inteligentny, połączony „inteligentny” system można ustanowić w celu wyznaczenia docelowej wydajności, określenia, czy cel jest możliwy do osiągnięcia, oraz zidentyfikowania nieefektywności poprzez nieudane lub opóźnione cele dotyczące wydajności. Ogólnie rzecz biorąc, automatyzacja może złagodzić nieefektywność wynikającą z błędu ludzkiego. Ogólnie rzecz biorąc, rozwijająca się sztuczna inteligencja eliminuje nieefektywność swoich poprzedników.
Ponieważ roboty przejmują więcej fizycznych zadań produkcyjnych, pracownicy nie muszą już być obecni i są narażeni na mniej zagrożeń.
Wpływ Przemysłu 4.0
Przemysł 4.0 to projekt w ramach strategii high-tech rządu niemieckiego, który promuje informatyzację tradycyjnych gałęzi przemysłu, takich jak produkcja. Celem jest inteligentna fabryka (Smart Factory), która charakteryzuje się zdolnością adaptacji, wydajnością zasobów i ergonomią, a także integracją klientów i partnerów biznesowych w procesach biznesowych i wartościowych. Jego technologiczną podstawę stanowią systemy cyberfizyczne i Internet Rzeczy.
Ten rodzaj „inteligentnej produkcji” doskonale wykorzystuje:
- Połączenia bezprzewodowe, zarówno podczas montażu produktów, jak i interakcji z nimi na duże odległości;
- Czujniki ostatniej generacji, rozmieszczone wzdłuż łańcucha dostaw i tych samych produktów ( Internet rzeczy )
- Opracowanie dużej ilości danych do kontrolowania wszystkich faz budowy, dystrybucji i użytkowania towaru.
Europejska mapa drogowa „ Factories of the Future” i niemiecka „ Industrie 4.0” ilustrują kilka kierunków działań, które należy podjąć, oraz związane z nimi korzyści. Niektóre przykłady to:
- Zaawansowane procesy produkcyjne i szybkie prototypowanie sprawią, że każdy klient będzie mógł zamówić jedyny w swoim rodzaju produkt bez znacznego wzrostu kosztów.
- Platformy Collaborative Virtual Factory (VF) drastycznie obniżą koszty i czas związane z projektowaniem nowych produktów i inżynierią procesu produkcyjnego, wykorzystując pełną symulację i wirtualne testy w całym cyklu życia produktu.
- Zaawansowane urządzenia do interakcji człowiek-maszyna (HMI) i rozszerzona rzeczywistość (AR) pomogą zwiększyć bezpieczeństwo w zakładach produkcyjnych i zmniejszyć zapotrzebowanie fizyczne na pracowników (których wiek ma tendencję wzrostową).
- Uczenie maszynowe będzie miało fundamentalne znaczenie dla optymalizacji procesów produkcyjnych, zarówno w celu skrócenia czasu realizacji, jak i zmniejszenia zużycia energii.
- Systemy cyberfizyczne i komunikacja maszyna-maszyna (M2M) pozwolą na gromadzenie i udostępnianie danych w czasie rzeczywistym z hali produkcyjnej w celu ograniczenia przestojów i czasu bezczynności poprzez prowadzenie niezwykle skutecznej konserwacji zapobiegawczej .
Statystyka
Ministerstwo Gospodarki, Handlu i Przemysłu w Korei Południowej ogłosiło 10 marca 2016 r., że wsparło budowę inteligentnych fabryk w 1240 małych i średnich przedsiębiorstwach , co według niego zaowocowało średnio 27,6% spadkiem wadliwych produktów, 7,1% szybszą produkcją prototypów i 29,2% niższy koszt.
Zobacz też
Linki zewnętrzne
- CESMII – Amerykański Narodowy Instytut Inteligentnej Produkcji
- Fabryki przyszłości
- Agnieszka Radziwon , Arne Bilberg, Marcel Bogers, Erik Skov Madsen. The Smart Factory: Exploring Adaptive and Flexible Manufacturing Solutions – Proceedings of the 24th DAAAM International Symposium on Intelligent Manufacturing and Automation, 23-26 października 2013 r., Zadar , Chorwacja . – Elsevier , Procedia Engineering, ISSN 1877-7058, 69 (2014), 1184–1190
- Agnieszka Radziwon, Marcel Bogers, Arne Bilberg. Inteligentna fabryka: odkrywanie otwartego, innowacyjnego rozwiązania dla ekosystemów produkcyjnych Data napisania: 28 maja 2014 r. Dostępny pod adresem SSRN , 11 stron. Wysłano: 1 października 2014 r
- GE uruchamia „mikrofabrykę”, aby współtworzyć przyszłość produkcji
