Прогнозы умного производства из зала заседаний совета директоров AeroDef

Интеллектуальное производство трансформирует производство A&D, поскольку все больше компаний внедряют автоматизацию, искусственный интеллект и робототехнику. Некоторые производители также сосредотачиваются на устранении так называемых островков автоматизации и интеграции технологии во все процессы. Но даже когда производители внедряют новейшие цифровые технологии, многие по-прежнему сосредоточены на разработке новых материалов, и это правильно. Композитные материалы и материалы, используемые в гиперзвуке, остаются критически важными. Также важно:обеспечить надежный поток талантов и/или развернуть технологии, которые могут смягчить проблему нехватки кадров.

Поскольку мы все работаем над тем, чтобы выйти из пандемии, руководители и рабочие производственных предприятий стали более уверенными в использовании удаленных технологий; задача будет состоять в том, чтобы сбалансировать удаленную и личную работу. Здесь мы предоставляем доступ членам исполнительного комитета к мероприятию SME AeroDef. Мы попросили их привести примеры дискуссий, происходящих в залах заседаний совета директоров компании A&D.

Вывод:сейчас самое подходящее время для участия в производстве A&D.

Билл Биго, вице-президент по развитию бизнеса, JR Automation

Какие уроки, проблемы и улучшения были извлечены из пандемии?

Кто знает, будет ли следующей вещью пандемия? Любое событие, которое вызывает неоправданную нехватку ресурсов или неспособность должным образом укомплектовать ресурсы, является проблемой. Мы подвергаем наши процессы строгой проверке того, насколько хорошо люди работают из дома. К сожалению, для производства почти все наши процессы должны выполняться внутри здания. Мы делаем хорошую работу, анализируя происходящее и думая о том, как обойтись меньшим количеством людей.

С какими проблемами сталкивается аэрокосмическая отрасль?

Он наращивает производство, но, возможно, без такого же количества рабочих, или их навыки могут значительно снизиться, когда они не работают. Желающих занять эти должности меньше.

Производители испытывают трудности с удовлетворением ожидаемого спроса. Они также должны найти способы поддерживать социальную дистанцию. Восемнадцать месяцев назад у производителей в маленькой ячейке могло быть шесть человек. Теперь вы не можете этого сделать.

Вы должны найти способы поддерживать людей и помогать им работать продуктивнее, когда работает меньше людей и меньше взаимодействий.

Мы решаем эту проблему с помощью большого количества робототехники и автоматизированных транспортных систем. В прошлом кто-то мог подойти и схватить часть. Теперь эту работу может выполнять транспортная система.

Мы видим больше совместных роботов (коботов), работающих с людьми на фабрике. Пандемия ускорила этот переход к производству большего количества продукции с меньшими затратами. Мы не пытаемся ликвидировать рабочие места, а пытаемся увеличить количество рабочих мест и сделать людей более продуктивными.

Какие возможности есть в аэрокосмической отрасли?

Машины также становятся умнее и способны самостоятельно контролировать свои потребности в обслуживании, а не человек, наблюдающий за состоянием машины. Машина дает вам знать:«Мне понадобится техническое обслуживание в ближайшие две недели». Затем вы можете запланировать техническое обслуживание на удобное время, а не просто так, когда очередь останавливается.

Что, по вашему мнению, происходит по другую сторону пандемии?

COVID действительно встряхнул всю производственную отрасль. К сожалению, понадобилась пандемия, чтобы вывести некоторые из этих вещей на передний план.

Производители теперь внимательно изучают схему пути, который продукт проходит через фабрику — сколько человеческих взаимодействий он имеет? Инженеры уделяют ему много внимания.

Об этом говорили годами, но COVID выдвинул это на первый план. Внезапно производители начали замечать несоответствия и трудности в своих процессах, как больной палец.

Где автоматизация набирает обороты?

Для производителей уровня 3 автоматизация определенно полезна; мы видим это немного меньше у поставщиков уровня 1. Уровень 2 определенно является лучшим местом.

Автоматизация действительно эффективна, когда у вас высокая пропускная способность, большие объемы, множество вариантов и много потенциальных вариаций во времени и качестве.

Чем крупнее детали, тем меньше их вариантов. Производители уровня 2 производят множество мелких деталей в количестве сотен тысяч.

В Боинге 737 более 25 000 пластин с гайками. На каждую пластину с гайками надевается от трех с половиной до шести минут. Установка пластин с гайками на самолеты занимает много времени.

Моя компания работает над продуктом, на который можно положить ореховую тарелку за 20–30 секунд.

Одна из вещей, которую люди привносят в производство, — это изменчивость производительности. Рабочий A может производить 2000 деталей в день, а рабочий B — только 1500.

У людей также есть утренний перерыв, обеденный перерыв и выходные дни. Роботы не обладают такими характеристиками.

Участие человека в этом процессе по-прежнему имеет решающее значение. Люди могут контролировать автоматизацию и улучшать качество.

Что ждет автоматизация производства для аэрокосмической обороны?

Процессы производства самолетов, как известно, были ручными. Затем люди сказали:«Мы должны автоматизировать», и построили автоматическую ячейку как автономную единицу. Другие процессы до и после этой ячейки по-прежнему выполнялись вручную. Со временем еще три-четыре ячейки были переведены с ручного управления на автоматику. Теперь мы всегда переходим от одной ячейки к другой, причем каждая ячейка разрабатывается независимо.

Теперь производители ищут, как спроектировать компонент и производственный процесс, чтобы автоматизация продолжалась на протяжении всего процесса. Производители также работают над созданием интеллектуальных приспособлений для приспособления, позволяющих адаптироваться к нескольким этапам процесса и перемещать деталь по всей сборке.

Теперь, например, грузовая дверь может входить и выходить из приспособления для инструментов в каждой ячейке. Риск повреждения возрастает каждый раз, когда вам приходится прикасаться к этой детали, перемещая ее в приспособление для инструмента и извлекая из него. Умная ячейка, однако, делает четыре вещи в одной ячейке. Раньше рабочие понимали только одну задачу в своей камере. Если кто-то из их коллег заболевает, этот человек не очень хорошо справляется с другими камерами. Уничтожая островки автоматизации, вы обеспечиваете более гибкую рабочую силу. Если человек знает, как управлять ячейкой, и эта ячейка занимается тремя вещами, теперь набор навыков этого человека повысился. У них есть возможность быть более гибкими и обрабатывать больше частей производственного процесса.

Джон Рассел, начальник отдела технологий структур исследовательской лаборатории ВВС

Какие уроки, проблемы и улучшения были извлечены из пандемии?

Первый месяц пандемии был шатким. Наша ИТ-инфраструктура еще не адаптировалась к такой нагрузке. В течение первого месяца наши ИТ-специалисты добавили инструменты — Microsoft Teams, правительственную учетную запись Zoom, — которые позволили нам работать в сети Air Force из дома.

Я был действительно впечатлен способностью наших сотрудников справляться с работой из дома. Поскольку мы разобрались со всеми протоколами работы в этой среде, мы приближаемся к норме.

Меня больше всего беспокоит отсутствие случайных разговоров в коридоре и отсутствие встреч с внешними партнерами. Я очень надеюсь, что мы сможем снова начать путешествовать. Возможность участвовать в конференциях и встречаться с промышленными партнерами будет иметь большое значение для понимания потребностей производства.

С какими проблемами сталкивается аэрокосмическая отрасль?

Тридцать лет назад композитные материалы были горячей темой. Сегодня это ИИ, квантовые вычисления, назовите свое модное слово в технологическом пространстве. Вот где люди должны и должны делать инвестиции.

Но наша работа заключается в том, чтобы продолжать уделять внимание материалам и производству. Мы по-прежнему будем летать на самолетах и ​​делать все возможное, чтобы конструкции были легче, летели дальше и несли больше полезной нагрузки. Композиты остаются важными. Люди увидели успех композитов, использованных в 787-м (который на 50% состоит из композитов по весу). Всегда будет потребность в улучшенных структурах.

Каковы возможности аэрокосмической отрасли?

Сейчас в ВВС много дорогих самолетов стоимостью в несколько миллиардов долларов, которые трудно заменить в случае сбития. Мы думаем о новом классе самолетов, который переворачивает уравнение стоимости. Летающие самолеты (термин, описывающий обычно беспилотные самолеты, предназначенные для одноразового использования и значительно меньшего количества летных часов) меняют долгосрочное использование на резкое снижение затрат. Мы изучаем технологии, появившиеся в автомобильной и морской отраслях, чтобы посмотреть, сможем ли мы использовать эти процессы в аэрокосмической отрасли. Атрибутируемые самолеты стоят меньше, рассчитаны на меньшее количество часов полета и их легко заменить. Одним из примеров является беспилотный демонстратор XQ-58A Valkyrie. Другой — Boeing Loyal Wingman. Если они собьются или сломаются, их легко заменить. Мы могли бы жить с истощением и просто строить больше. Эта новая концепция открывает дверь к новому способу мышления о том, как вы проектируете самолеты. Нам нужно будет переосмыслить процесс сертификации, основанный на проектировании самолетов, основанных только на тысячах часов полезной нагрузки, а не на годы и годы. Если самолету предстоит налетать 40 000 часов, усталость станет проблемой. Вам, вероятно, не нужно беспокоиться об усталости самолета, если он собирается налетать всего 2000 часов. Программа сертификации самолетов может быть более гибкой для самолетов с малым налетом.

Каковы другие революционные и революционные технологические разработки?

Приложения для оптимизации топологии (проектирование деталей с размещением несущего материала только там, где будет восприниматься нагрузка) расширяются. В прошлом оптимизация топологии была сосредоточена на небольших деталях. Мы берем эту концепцию и масштабируем ее на весь самолет. Если все сделано правильно, это может значительно снизить вес конструкции самолета. Нам еще предстоит выяснить, как объединить эти различные конструктивные схемы с практической компоновкой самолета. Концепция также должна быть технологичной:задача состоит в том, как интегрировать эту идею в реальную конструкцию самолета.

Что, по вашему мнению, происходит по другую сторону пандемии?

Моя собственная рабочая сила, вероятно, будет смесью офисной и дистанционной работы. Если кто-то может быть эффективен дома, мы можем относиться к нему как к взрослому и привлекать его, только если у него проблемы с компьютером. Деловые поездки будут набирать обороты медленно, отчасти потому, что видео-инструменты намного лучше, а также потому, что появятся рекомендации по расстановке приоритетов для критически важных поездок. Возможно, конференции не вернутся в полную силу до 2022 года. Нет смысла ехать к промышленному партнеру, если он все еще работает из дома.

В каких областях аэрокосмической и оборонной промышленности автоматизация набирает обороты?

В производстве будет так много самолетов, что люди будут бороться друг с другом, чтобы получить квалифицированную рабочую силу на свои объекты. Производители будут думать о том, как более эффективно использовать роботов.

Мик Махер, президент компании Maher &Associates, ранее работавшей в DARPA и Исследовательской лаборатории армии США

Какие уроки, проблемы и улучшения были извлечены из пандемии?

Одной из задач была работа над всеми рабочими платформами и платформами для видеоконференций — Zoom, Teams, Webex, BlueJeans, Google Meet, Go-to-Meeting — отслеживание направления правительства с помощью всего программного обеспечения для совещаний и попытка не отставать. . Когда пандемия только началась, разгорелся спор о том, что она сделает с нашим бизнесом. Мы искали новые области для участия. Одной из областей, на которой мы сосредоточились, была экспертная свидетельская/консультационная работа в дополнение к нашим передовым материалам и производственному бизнесу. Мы заранее предприняли решительные шаги. Начиная с марта 2020 года, мы приложили все усилия, чтобы проникнуть в разные смежные области. Мы расширились до управленческого консалтинга, производительности брони, тестовых программ, разработки предложений и помощи стартапам. В предыдущие годы мы наблюдали 15-процентный рост. Во время пандемии мы выросли на 30 процентов в результате паники и расширения рынков, на которых мы работали. Без этого расширения мы, вероятно, столкнулись бы со снижением выручки на 10-20 процентов. На самом деле, наши традиционные направления консалтинга в нашем бизнесе действительно снизились на 10 процентов.

С какими проблемами сталкивается аэрокосмическая отрасль?

Возвращение людей в физическое рабочее пространство. В начале пандемии все пытались понять, как работать удаленно. Люди привыкли работать по 16 часов в день из дома, и к середине пандемии компании, похоже, заметили повышение производительности. Ближе к концу люди начинают немного выгорать. Когда мы попытаемся вернуться к работе, я думаю, что люди предпочтут гибридный метод с некоторым количеством удаленного и некоторого времени в офисе. Но делать это надо честно. На некоторых работах нужно присутствовать лично. Для людей, у которых нет гибкости, чтобы работать из дома, возможно, это компенсация в виде сокращенной рабочей недели, 35 часов вместо 40. возможность стать наставником.

Двигаясь вперед, перед отраслью встанет задача найти нужные им таланты. Я знаю много студентов, которые брали годичный отпуск. Добавьте к этому университеты, которые уже испытывали финансовые затруднения, и у нас есть целый класс, а может быть, и несколько, где образовательный опыт и исследовательские возможности были уменьшены. Мы уже знаем, что в крупных школах число учащихся снижается, даже когда мы выходим из пандемии.

В каких областях аэрокосмической и оборонной промышленности автоматизация набирает обороты?

В то время как дела шли медленно и медленно, многие заводы были модернизированы. У вас есть линия, которая не работает:это прекрасная возможность модернизировать ее, а не пытаться модернизировать линию во время работы вашего производства. Производители предвидят дефицит квалификации кадров, и автоматизация поможет восполнить этот пробел.

Где аэрокосмическая/оборонная промышленность должна стать более гибкой?

Политика тестирования, сертификации и качества. Они в значительной степени зависят от процесса и, как правило, находятся в самом конце — после того, как были понесены все затраты либо на дизайн, либо на компонент.

Передняя часть производства проделала действительно большую работу, чтобы быстрее создавать вещи и реагировать на изменения. Когда вы дойдете до тестирования и обеспечения качества в конце, вы не увидите той эффективности, которая существует в начале и середине процесса. Сообщество тестировщиков только начинает пользоваться вычислительными инструментами, моделями и симуляциями, которые помогают повысить производительность и снизить затраты.

Что, по вашему мнению, происходит по другую сторону пандемии?

Когда мы выйдем из пандемии, я думаю, мы готовы к большему росту. Есть много вещей, которые стимулируют рост, в том числе государственная политика. Меня беспокоит то, что в зависимости от политики, которая будет принята, рост может быть остановлен. Налоговая политика будет проблемой. Я беспокоюсь о том, что инфляция повлияет на продвижение бизнеса. Изменится ли то, как мы привлекаем новых людей на борт? Будут ли введены правила для бизнеса, которые помешают нашей работе?

Лесли Коэн, лидер в области использования композитов в аэрокосмической отрасли, ныне старший советник Maher &Associates, ранее работавший в McDonnell Douglas и HITCO.

Какие уроки/проблемы/улучшения были извлечены из пандемии?

Многие компании перешли на сокращенную рабочую неделю и закрылись. Это постоянная проблема в цепочке поставок для первых уровней и OEM-производителей, которые пытаются поставлять оборудование. Теперь, когда мы снова появляемся и медленно возвращаемся к работе, будут сбои при запуске. Мы должны установить наши темпы сборки таким образом, чтобы распознать это. Это почти как написать свою первую статью. Мы также должны признать, что многие из наших поставщиков разорились, потому что они не могли выжить в экономической реальности, оставшись с небольшим бизнесом или вообще без него. У нас будет поврежденная цепочка поставок. Другие проблемы включают потребность в более качественных эластомерных материалах и уплотнениях в аддитивном производстве, потребность в более быстроотверждаемой пленке и/или клеях, чувствительных к давлению, устойчивых к авиационным жидкостям и лучшему сцеплению с очищаемыми поверхностями, высокотемпературных износостойких покрытиях и покрытиях, которые устойчив к монометиловому эфиру диэтиленгликоля (DiEGME) без силикона.

Каковы возможности аэрокосмической отрасли?

Материалы, задействованные в гиперзвуке. Нам нужно убедиться, что мы можем перехватывать гиперзвуковые угрозы, исходящие от других стран, и уничтожать/перехватывать/уничтожать эти угрозы. Эти угрозы могут прийти к нам на скорости 5 Маха. Из-за таких скоростей нам необходимо разработать больше материалов, которые могут держаться вместе при более высоких температурах и давлениях. У нас есть много материалов на выбор, пока мы не доберемся до 2500 F. Затем это более ограничено до 5000 F. Нам нужно приложить больше усилий для разработки технологии материалов для этих более высоких температур. Нам нужно инвестировать в сверхвысокотемпературную керамику. Но не так уж много компаний могут выполнять эту работу.

Другие возможности включают вакуумную упаковку для сокращения трудозатрат и разнообразия производства, нагрев вне автоклава для нагрева сложных деталей, автоматические машины для укладки ленты и волокна для повышения производительности, а также виртуальные фабричные методы, включая цифровой контроль.

Где аэрокосмическое и оборонное производство должно стать более гибким?

Сокращение времени проверки при сохранении гарантии качества. Проверка высокопроизводительного крыла военного самолета может занять у техника 2-го уровня от 8 до 10 часов, а у техника 3-го уровня еще от 8 до 10 часов, чтобы интерпретировать результаты. Вы имеете дело с 5 процентами от стоимости. Федеральное правительство инвестирует в технологию автоматического распознавания дефектов. Техасская компания TRI-Austin разрабатывает программное обеспечение для моделирования, позволяющее осмотреть крыло самолета за 10–12 минут. В одном тесте, включавшем 160 крыльев, программное обеспечение для моделирования проверило крыло за 5-10 минут. Цифровой двойник пришел к выводу, что большая часть крыла в порядке, но обнаружил одну проблему в правом верхнем углу, выходящую за рамки его возможностей, и порекомендовал техническому специалисту 3-го уровня проверить эту проблему. Результаты были идентичны результатам осмотра человеком, но время сократилось на 80 процентов. Это снижает затраты вдвое.

Келли Доддс, директор по передовым производственным технологиям, Raytheon Space and Airborne Systems

Какие уроки, проблемы и улучшения были извлечены из пандемии?

Когда разразилась пандемия, мы завершали слияние с United Technologies Corp, и я был в окопах руководства.

То, что я наблюдал, было невероятным. Как отрасль, мы невероятным образом адаптировались, чтобы поддерживать производительность и отдачу для наших клиентов во время COVID. В настоящее время промышленность с ускорением выходит из глубины пандемии с новыми инструментами, новой эффективностью и новыми методами, изученными во время пандемии.

Мы разработали новые технологии, новые процессы и новые процедуры. Мы изменили то, как мы собираемся работать в будущем, с помощью удаленной работы и борьбы с COVID. Мы попали в мир Zoom.

Промышленность выяснила, как бороться с COVID с помощью таких процедур, как температурное сканирование и социальное дистанцирование. Переход к гибкому графику работы, вызванный пандемией COVID, позволит аэрокосмической отрасли задействовать географически более разнообразные кадровые резервы, ранее недоступные, и даст многим из наших нынешних сотрудников гибкость, необходимую им для более эффективной работы и личной жизни.

Каковы возможности аэрокосмической и оборонной промышленности?

Темпы инноваций и создания продуктов для удовлетворения потребностей клиентов набирают скорость.

Что касается защиты, то я думаю, что мы ускоряем темпы внедрения инноваций и внедрения продуктов, чтобы быть уверенными, что мы предоставляем клиентам возможности со скоростью актуальности.

За 20 лет работы в аэрокосмической и оборонной промышленности я никогда не видел, чтобы мы уделяли больше внимания совершенствованию методов проектирования, разработки и производства продукции.

Это изменение направлено на удовлетворение потребностей наших клиентов, а также на повышение конкурентоспособности и акционерной стоимости.

Цифровая трансформация инженерии, а также цифровые и автоматизированные аспекты Индустрии 4.0 меняют способы проектирования продуктов и их перехода к прототипированию и производству.

С какими проблемами сталкивается аэрокосмическая и оборонная промышленность?

Поскольку мое внимание сосредоточено на Индустрии 4.0 и передовом производстве, я скажу, что разработка и развитие талантов в технических областях производства — это важнейшая задача, вокруг которой мы все должны объединиться.

Как вы формируете новое поколение производственных технических и инженерных кадров?

Мы работаем над развитием кадрового резерва, чтобы через пять, 10, 20 лет у нас была надежная производственная и инженерная база, а также развитие передовых навыков на заводе.

Инновации и изменения не исходят от машин; это исходит от людей.

Кибербезопасность — еще одна проблема. Каждый раз, когда вы упоминаете слово «цифровой», вам лучше упомянуть слово «кибербезопасность».

Поверхность атаки, создаваемая каждым устройством, а также быстрый рост и внедрение подключенных устройств создают проблему.

Нам нужна надежная кибербезопасность, которая защищает критически важные элементы, а также технологии кибербезопасности, архитектура, человеческие процессы и методологии, которые обеспечивают быстрые инновации и быструю окупаемость.

Компании одновременно должны иметь возможность использовать подключенные устройства, быстро двигаться и оставаться защищенными.

Какие преобразующие/подрывные разработки происходят в настоящее время?

Пять лет назад, когда я занял свою должность в области передового производства, цифровая инженерия, цифровые потоки и Индустрия 4.0 были модными словечками на периферии разговоров технологов.

Сегодня у нас есть корпоративная организация под названием «Индустрия 4.0».

И без того быстрый темп цифровых достижений ускоряется. COVID и новая рабочая среда изменят характер социальных и коммуникационных сетей — одни будут созданы, другие утеряны, другие укреплены.

Будет важно использовать преимущества, которые расширяют возможности инноваций, сводя к минимуму любые препятствия для инноваций, используя как технологические методы и инструменты, так и человеческие/социальные соображения.

Какие области становятся более гибкими и гибкими, а какие должны стать более гибкими?

После того, как мы подключим производственные устройства, и их будет легко безопасно подключить, мы должны достичь точки, в которой производственный цех станет умной экосистемой — с легко подключаемыми, киберзащищенными устройствами, такими как ваш умный дом, но гораздо более безопасными — так, чтобы это не было специализированный набор навыков, выполняющий всю работу по индивидуальной реализации.

Нам необходимо демократизировать способность к инновациям с помощью Индустрии 4.0.

Что, по вашему мнению, происходит по ту сторону турбулентности пандемии?

Мы возвращаемся к новым нормам с очень разнообразной рабочей средой и новым набором инструментов для совместной работы, и мы ускоряем выход из пандемии с этими новыми инструментами, эффективностью и методами для удовлетворения рыночного спроса.

В каких областях аэрокосмической и оборонной промышленности автоматизация набирает обороты?

Слияние Индустрии 4.0 и цифровой инженерии с проверенными философиями и методами производства, такими как бережливое производство, меняет производственный ландшафт.

Заводской цех превратился в систему киберфизических систем:трудно обсуждать физическое без цифрового и наоборот. По мере того, как стоимость индивидуальной автоматизации снижается, а возможности разработки этих решений быстро возрастают, мы будем видеть все больше и больше внедрений в областях, которые ранее не приносили рентабельности и, следовательно, еще не рассматривались для цифровой или физической автоматизации.

Есть какие-нибудь заключительные мысли?

В своей жизни я никогда не видел лучшего времени для производства аэрокосмической обороны. Сочетание технологии, продуктов, потока новых талантов, потребности и сосредоточенности на создании уникального опыта в производстве. Возвращаясь более чем на 20 лет назад, когда я учился в школе, дисциплины, известные большинству студентов, были типичными машиностроением и электротехникой. Сейчас существует много программ STEM, связанных с производством, и их список растет. Этот рост имеет решающее значение для поддержки будущего производства. Все эти программы выросли и стали более сложными и более заметными. Ключевым изменением в учебной программе является междисциплинарный подход, рассматривающий цифровые, электрические, физические, элементы управления и робототехнику, и все это в контексте строительных материалов — материалов производства.