Как Интернет вещей трансформирует дизайн и производство продукции

Впервые представленная немецкими учеными в 2011 году концепция промышленности 4.0, или Четвертая промышленная революция, была задумана как стратегия правительства.

Приоритетом было гибкое массовое производство, которое включало гибкую настройку продуктов, координацию людей, машин, устройств и датчиков, прозрачность информации и возможность принимать решения в децентрализованных точках производства.

Содействие Индустрии 4.0 потребовало новых производственных процессов, технологий, обучения и систем. Промышленный Интернет вещей (IloT) играет ключевую роль в соединении частей и обеспечении децентрализации процессов и принятия решений.

Теперь, 10 лет спустя, компании добились успехов в автоматизации производства, интеллектуальных технологиях и инновациях, которые очевидны повсюду в непрерывных производственных процессах.

Давайте посмотрим.

Разработка и проектирование продуктов для Интернета вещей и цифрового двойника

Придумать новый продукт, затем создать его и протестировать, как он работает, - это разные вещи.

Слишком часто инженерные отделы выпускают дизайн продукта, а затем отдельная группа инженеров просматривает дизайн и запрашивает изменения продукта в зависимости от того, как продукт работает на самом деле. Хотя такой итеративный дизайн может улучшить качество продукта, внесение изменений требует времени и денег.

Теперь с виртуальными цифровыми двойниками IIoT дизайнеры продуктов могут выполнять виртуальные представления «что, если», чтобы увидеть, как продукты работают в различных сценариях. Цифровой двойник, представляющий собой компьютерную программу, вводит данные реального мира о физическом объекте или системе, а затем выводит прогнозы или моделирование того, как этот объект или система будет работать.

Моделирование цифровых двойников улучшает и пересматривает продукты. Поскольку цифровые двойники представляют собой моделирование продуктов, их использование может сократить время, потерянное в производственном цехе при обнаружении дефектов, и их устранение обходится дороже.

«Данные цифрового двойника в реальном времени позволяют дизайнеру« видеть »в реальном времени, как функции [продукта] используются или игнорируются, а также закономерности неправильного использования, которые могут быть вызваны плохой документацией», - сказал У. Дэвид Стивенсон, руководитель отдела Stephenson Strategies, консалтинговая компания в области Интернета вещей. «Часто продукт можно обновлять в цифровом виде с помощью обновлений программного обеспечения, что сокращает проблемы с обслуживанием и повышает удовлетворенность и лояльность клиентов.

Tesla, например, делает это с помощью беспроводных обновлений программного обеспечения ».

Автоматизация, видимость производственных цехов в реальном времени

Центральная предпосылка Индустрии 4.0 - децентрализованное производство.

С точки зрения ИТ это означает, что больше вычислений выполняется удаленно на периферии предприятия и за пределами центральных центров обработки данных. Технологии IIoT, такие как датчики, робототехника, автоматизация и потоковое видео, облегчают периферийное производство.

В производственном цехе основное внимание уделяется автоматизации производственных процессов и обеспечению прозрачности этого процесса для повышения эффективности и экономии средств. В частности, в средах серийного производства, когда один предмет, такой как коробка хлопьев для завтрака или рулон бумажного полотенца, изготавливается неоднократно, робототехника IIoT автоматизирует сборочные линии, точно выполняя одни и те же операции снова и снова, без отклонений, которые могут привести к ошибкам.

Эта автоматизация ускоряет процессы и может снизить производственные затраты, но предостережение заключается в том, что люди должны иметь возможность вмешиваться, когда это необходимо.

Именно здесь на помощь приходит видимость в реальном времени.

Датчики, встроенные в робототехнику и другое автоматизированное производственное оборудование, выдают предупреждения, когда конкретный процесс или часть оборудования сигнализируют о возможности отказа. Поскольку предупреждения предсказывают проблему еще до ее возникновения, может быть выполнено превентивное обслуживание, предотвращающее сбой.

Видимость IIoT, обеспечиваемая датчиками и видеопотоками, играет критически важную роль, поскольку средняя стоимость простоя для серийного производства оценивается в 6000 долларов в час.

Производственные предприятия также оснащены камерами, которые транслируют видео с точек на каждом предприятии. Начальник производства, если он / она находится вдали от пола, может со своего смартфона наблюдать за производственным процессом, в котором могут возникнуть проблемы, и немедленно отреагировать. Оборудование, продукты и другие корпоративные активы в производственном цехе и в защищенных отсеках для оборудования также могут постоянно контролироваться с помощью потоковой передачи видео с камеры в целях безопасности.

«Недостаточно просто провести автономный анализ, потому что цель состоит в том, чтобы заранее определить проблему ниже по потоку, что требует мониторинга информации о событиях для критических компонентов в реальном времени», - сказал Эван Гуарначча, архитектор решений SAS в SAS, « Это может быть небольшой электродвигатель, который в случае неисправности вызовет более серьезный сбой в работе, или это может быть очень дорогой компонент ».

Проактивный Интернет вещей с помощью потокового видео

Ранний IIoT был построен на датчиках, робототехнике и автоматизации. Эти технологии IIoT будут продолжать играть решающую роль по мере того, как все больше производства будет выполняться на децентрализованных предприятиях.

В будущем мы можем ожидать большего количества потокового видео, которое позволит руководителям и менеджерам наблюдать за работой на предприятиях, где они физически не могут присутствовать, и активно реагировать на то, что они видят.

Исторически сложилось так, что инженеры-технологи сталкивались с проблемами, когда пытались обсудить друг с другом дизайн продукта. Сегодня инженер-технолог может транслировать видеопоток инженеру-конструктору, который может быть на другом конце света. На практике инженер-технолог может продемонстрировать инженеру-конструктору сложность продукта в реальном времени.

Это способствует более своевременному и эффективному пересмотру продукта, а также усиливает возможности цифрового двойника, который дает инженерам, занимающимся как проектированием, так и производством, виртуальный тур по продукту, прежде чем приступить к единой микросхеме, болту, двигателю или пользователю. интерфейс установлен.