Давайте смело идти туда, куда еще не ступал ни один робот

FIELD INTELLIGENCE:интеллектуальные процессы, решения и стратегии

COVID-19 высветил хрупкость производственной цепочки поставок в США. Реагирование на кризисы многих типов требует, по крайней мере, способности быстро ремонтировать или перестраивать машины, которые составляют основу нашей экономики.
Ремесленник с разными навыками или производитель инструментов и штампов представляет собой идеал того, к чему мы можем стремиться в будущем.

Изготовитель инструментов и штампов может получить доступ ко многим процессам (механическая обработка, формование, сварка, термообработка и т. д.) и может импровизировать на основе доступных материалов и неизбежных сюрпризов.

Недостатком ремесленников-людей является то, что они далеко не так воспроизводимы, точны и сильны, как машины. Они также не могут работать без света, 24/7.
Многие сотрудники и я формировали видение будущего, в котором автономные системы могут в основном действовать как квалифицированные мастера и использовать новые инструменты для вычитающей, аддитивной обработки, соединения и деформации для изготовления и проверки компонентов гарантированного качества.

Чтобы достичь этого будущего, необходимы две вещи:общее видение пути к гибридному автономному производству и новые инструменты для реализации этого подхода:

Видение

Вдохновленный стандартом SAE J3016, определяющим уровни автономии вождения, предлагаются уровни автономности производства.

Уровень 0 означает отсутствие автоматизации. Уровень 1 включает отслеживание траектории ЧПУ. Уровень 2 включает коррекцию ошибок с обратной связью. Уровень 3 включает в себя элементы Индустрии 4.0 для сбора общесистемных данных для принятия решений.

Уровни 4 и 5 включают несколько процессов (сложение, вычитание, объединение, приведение и т. д.) в интегрированной среде. На уровне 4 система может автоматически закреплять и передавать компонент из одного процесса в другой.

Самый высокий уровень — 5 — имитирует беседу с квалифицированным мастером, где можно обсудить компромиссы между стоимостью, производительностью и сроками поставки, а после выбора выполнить их без вмешательства человека, при этом записывая важные данные, обеспечивающие качество компонентов, и делясь опытом с другими. производственные ячейки.

Новые инструменты и процессы

Это видение освобождает нас от очень больших инструментов, штампов и прессов, которые часто определяют время выполнения заказа и капитальные затраты.

Вместо этого мы можем представить несколько небольших инструментов для добавления, деформации и вырезания, одновременно работающих над одной деталью — так же, как несколько роботов-муравьев, выполняющих различные работы, но с точным контролем размеров.

В то время как ученые-инженеры сосредоточились на анализе высокопроизводительных производственных процессов, есть много возможностей в менее масштабных, строго контролируемых процессах.

Многие производственные процессы, основанные на простых и легких инструментах, могли бы быть весьма эффективными в этой парадигме.

Например, моя группа разрабатывает локальные, высокоскоростные, твердотельные, ударные процессы сварки, в которых используется очень легкое оборудование.

Поскольку они не нагревают материал, не происходит термической деформации или деградации материалов, и они могут соединять очень прочные и разнородные металлы.

Эти и подобные процессы, основанные на легких и гибких инструментах, будут играть центральную роль в этой новой автоматизированной мастерской.

С быстрым прогрессом в области датчиков, вычислений, робототехники и процессов кажется неизбежным, что эти технологические инновации будут дополнять наше существующее очень эффективное массовое производство для создания сложных высококачественных продуктов, когда и где они необходимы.