Освоение производственной автоматизации: стратегии, преимущества и инсайты Индустрии 4.0

Сказать, что последствия пандемии COVID-19 были далеко идущими — это подчеркивание. Мало какие отрасли остались нетронутыми пандемией COVID-19, производственный сектор в том числе. Хотя многие секторы уже принимали преимущества Индустрии 4.0 до пандемии, прошедший год показал драматический рост автоматизации в производстве.

Столкнувшись с пандемией и глобальным дефицитом рабочей силы, многие производители обнаружили у себя пустые заводы или сбивчивые смены из-за локдаунов и протоколов социального дистанцирования. Это заставило их внедрять умные технологии, удаленный мониторинг, сбор данных в реальном времени и автоматизацию в производственные процессы как средство компенсации проблем с наймом, одновременно повышая продуктивность и эффективность их команд.

Преимущества автоматизации в производственном секторе, вероятно, сохранятся даже после окончания пандемии — проницательные производственные партнеры знают, что использование автоматизации везде, где возможно, — ключ к опережению конкуренции и оптимизации бизнес-процессов. Эта статья исследует, как может выглядеть автоматизация в производственной отрасли, и подчеркивает ключевые преимущества партнерства с производственной компанией, знающей силу автоматизации.

Основные формы производственной автоматизации

Три основных типа автоматизации в производстве — фиксированная, гибкая и программируемая.

Фиксированная автоматизация

Фиксированная автоматизация, или «жесткая автоматизация», обычно внедряется в производственных средах с потребностями в высоких объемах и специализированным оборудованием, посвященным заданным задачам. Обычно большинство решений фиксированной автоматизации развертываются на отдельных станках, и последовательность операций, которые выполняют станки, как предварительно установлена, так и конечна.

Фиксированная автоматизация идеальна для производства больших количеств одной и той же детали, потому что высокие объемы производства не позволяют экономически смену оборудования и процессов. Внесение изменений в систему фиксированной автоматизации часто требует остановки станков и ручной смены инструментов инженерами. Этот простой значительно увеличивает производственные затраты и время. Как таковые, низкообъемные производственные партии, детали с меняющимися размерами или характеристиками и те, у кого более короткие жизненные циклы, лучше подходят для систем программируемой автоматизации, а не фиксированной.

Примеры решений фиксированной автоматизации: автоматизированные сборочные машины, линии передачи станков (часто используемые в автопроизводстве), конвейерные системы перемещения материалов, процессы покраски или покрытия и другие.

Программируемая автоматизация

Системы программируемой автоматизации позволяют регулировать конфигурации станков и операции с помощью электронных управлений. Это позволяет командам создавать детали партиями, перепрограммируя станки и последовательности операций. ЧПУ-станки (Computer Numerical Control) — распространенный пример программируемой автоматизации.

Преимущество программируемой автоматизации в том, что оборудование специально спроектировано для производства широкого спектра деталей с минимальной сменой инструментов, что позволяет варьировать объемы партий от десятков деталей до тысяч деталей на партию.

Гибкая автоматизация

Системы гибкой автоматизации — расширения программируемой автоматизации. Эти высокоадаптивные системы имеют четыре компонента — станки обработки деталей (обычно ЧПУ-фрезерные инструменты), систему перемещения материалов, центральную компьютерную систему управления и человеческие входы. Эти системы связывают несколько станков вместе через систему перемещения материалов, и операторы вводят команды через компьютерный код или интерфейс человек-машина (HMI), позволяя им управлять производством и операциями с централизованной панели управления. Одно ключевое различие между фиксированными и гибкими системами в том, что последняя лучше подходит для обработки множества деталей одновременно.

Учитывая, что входы для систем гибкой автоматизации меняются от задания к заданию, эти системы часто работают в сети, что позволяет удаленный мониторинг и управление и устраняет необходимость физической близости между контроллером и станком. Хотя системы гибкой автоматизации могут выполнять смену инструментов автоматически без необходимости ручного вмешательства, вам придется ограничить производство деталей теми, которые могут быть произведены с похожим набором инструментов. Гибкая автоматизация хорошо подходит для низко- до среднеобъемного производства, работ с высоким разнообразием продукции и обстоятельств, где ожидаются изменения спроса.

Системы гибкой автоматизации обычно используются в химической переработке и производстве распространенных металлов, таких как железо, сталь, алюминий и другие.

Преимущества автоматизации в производстве

Автоматизация предлагает производителям широкий спектр преимуществ, которые сказываются на их клиентах и партнерах.

Робототехника и автоматизация могут обеспечить гораздо более высокую эффективность и согласованность между деталями и между заданиями. Автоматизированные решения также помогают снизить затраты на труд, минимизируя необходимость в ручных операциях, одновременно повышая производительность рабочей силы — комбинация, работающая в пользу клиента за счет снижения стоимости деталей и сокращения производственных графиков.

Не только это, более эффективные процессы и более короткие сроки дают командам продуктов больше времени для занятий дизайном продукта и производством, что приводит к более качественным деталям. Автоматизация также может помочь минимизировать материальные отходы и устранить человеческую ошибку из производственного процесса, в конечном итоге улучшая безопасность производственных процессов.

Наконец, некоторые производственные процессы фактически невозможно выполнить вручную. Быстрое прототипирование и интегральная схема производства — примеры многих процессов, зависящих от геометрических и допусковых требований, которые не могут быть достигнуты вручную, делая автоматизацию необходимой в этих случаях.

Начните с производственной автоматизацией сегодня

Учитывая значительные преимущества внедрения систем автоматизации в производство, командам продуктов целесообразно партнерить с производителем, имеющим правильные инструменты и решения для оптимизации дизайна деталей, последовательностей операций станков и других процессов.

В Fast Radius мы верим, что передовая технологическая передовой — ключ к улучшению качества и эффективности нашей работы. У нас есть инструменты, технологии и экспертиза, чтобы обеспечить, что вы получите превосходную деталь каждый раз. Готовы начать? Свяжитесь с нами сегодня.

Чтобы узнать больше о полном спектре производственных услуг Fast Radius, руководствах по дизайну и многом другом, посетите наш центр ресурсов.

Готовы изготовить свои детали с Fast Radius?

Начните расчет стоимости