Влияние Индустрии 4.0 на CNC-обработку: возможности и вызовы

Четвертая промышленная революция на самом деле началась и называется Индустрия 4.0. Как и ранние крупные промышленные революции, Индустрия 4.0 обещает реорганизовать методы производства и типы должностей сотрудников, необходимых для поддержки изменений. Промышленная революция (3.0) использовала технологии для достижения более высокой производительности. 4.0 — об использовании технологий и эффективных процессов на более умных платформах. Вещи вроде Интернета вещей, искусственного интеллекта, машинного обучения и больших данных используются для расширения и усиления производственного сектора. Постепенно CNC-обрабатывающий цех должен быть готов к внедрению перехода для конкуренции на текущих и будущих рынках.

Интернет вещей ведет упорное развитие Индустрии 4.0, поэтому неудивительно, что CNC (компьютерное числовое управление) обработка занимает доминирующую позицию в токарной, фрезерной и шлифовальной обработке металлических продуктов. Как и все производственные отрасли, обработка также движется к более упрощенным, более связанным и более умным станкам, оборудованию и системным сетям. Связанный процесс полностью заменит традиционный станок, или подключенное устройство будет синхронизировано со старой системой для обеспечения доступного большого потока данных.

Индустрия 4.0 (также известная как умная промышленность) — горячая тема в производстве. Что это означает для конкретных производственных областей, особенно CNC-обработки? Как Индустрия 4.0 повлияет на CNC-станки и связанные производственные технологии?

Что такое Индустрия 4.0?

Индустрия 4.0 или умная промышленность — отрасль, фокусирующаяся на автоматизации. Определяющая характеристика — (частичная) замена человеческих мыслительных процессов автоматизированными системами. Её называют цифровой революцией не зря. Из-за подъема интернета и быстрого развития так называемого Интернета вещей сегодня связь между людьми и технологиями становится теснее. Ядром этого процесса является беспроводное совместное использование и сбор данных.

Индустрия 4.0 — четвертая промышленная революция. Эта революция использует данные и облачные вычисления в производстве и мануфактуринге. Интернет вещей, особенно Промышленный интернет вещей (IIoT), а также искусственный интеллект и компьютерная интеграция — ключевые компоненты Индустрии 4.0.

Развитие этих новых технологий автоматизирует многие производственные процессы, создавая «умные» объекты. Каждая система может общаться с другими и делиться данными, сокращая время оборота и экономя затраты.

Как Индустрия 4.0 влияет на CNC-обработку

Индустрия 4.0 меняет повседневную работу CNC-обрабатывающих заводов. Со всеми доступными умными технологиями и интегрированным софтом более быстрые времена оборота и сокращенные простои могут повысить производительность.

По последнему отчету Grand View Research, Inc., к 2025 году глобальный рынок CNC-станков ожидается к US$100,9 млрд, растущий со CAGR 6,8% в прогнозный период. Причина роста — растущая потребность в снижении операционных затрат, повышении эффективности и значительном снижении вероятности ошибок компонентов.

С непрерывным развитием технологий металлообрабатывающие объекты по всему миру используют более передовые токарные, фрезерные, шлифовальные, сварочные и лазерные станки. Интеграция CNC-машин и CAM (Компьютерно-помогаемое производство) помогает сократить производственное время и обеспечить производство дефектов-свободных компонентов. Ведущие коммерческие предприятия и крупные производители требуют всё более передовые CNC-аппаратное и программное обеспечение. Оценивается, что к 2025 году промышленные CNC-станки одни будут доминировать на рынке, и их стоимость достигнет 25,17 млрд долларов США.

Преимущества обработки от Индустрии 4.0

1. Непрерывная операция

Традиционные производственные техники и станки не всегда надежны. Простои увеличивают затраты, включая производственные, трудовые и затраты на обслуживание. Индустрия 4.0 вводит новые возможности в форме предупредительного обслуживания. С мощной производительностью и потоком данных в реальном времени, персонал обслуживания может лучше готовиться к отказам или ошибкам оборудования. Начинающиеся проблемы могут быть обнаружены и решены рано, прежде чем рутинные операции остановятся.

Решения на основе больших данных даже позволяют строить предсказательные модели и алгоритмы, которые можно использовать для выявления потенциальных точек отказа, иначе невидимых невооруженным глазом. Все это приводит к непрерывной работе станков и оборудования без сбоев и более высокой эффективности, чем когда-либо.

2. Энергетическая и операционная экономия

Не секрет, что станки и оборудование потребляют много энергии. Они — пожиратели энергии, даже когда выключены и просто в режиме ожидания. С решениями Индустрии 4.0 можно лучше управлять использованием ресурсов.

Входящие данные, собранные IoT-сенсорами и платформами, могут использоваться для лучшего информирования операций. Умные счетчики могут быть размещены для эффективного управления энергопотоком. Оборудование может быть автоматизировано или соответствующим образом питанием для снижения влияния на окружающую среду и ресурсы.

3. QA в реальном времени

Контроль качества — важная работа в производственной сфере, и имеет больше отношения к используемым станкам и оборудованию, чем воображают люди. Когда оборудование выходит из строя, эффективность падает или становится полностью неточной, результатом будет потеря продукта.

Поэтому производители всегда имеют процесс контроля качества для проверки продуктов или компонентов на дефекты или незначительные ошибки. Однако проблема многих таких процессов — они вызывают задержки производства.

Индустрия 4.0 и связанные технологии революционизируют этот процесс через QA в реальном времени, такие как системы автоматического виртуального измерения (AVM). По сути, данные об условиях, качестве и статусе собираются и комбинируются с информацией о станках и процессах. Это дает более полный обзор операций и предоставляет элементы реального времени для качественного контроля.

4. Лучшие человек-машинные интерфейсы

Улучшение текущей версии станков и производственного оборудования — не только производительность и нормальная работа. То же относится к стандартам коммуникации человек-машинного интерфейса. Большинство рабочих будут выполнять ежедневные операции с роботами и станками (часто называемыми коллаборативными роботами).

Будущий механический цех или цех завода будет очень эффективным, потому что люди, станки и роботы смогут работать рядом в стабильной и безопасной среде. Для достижения этой цели нужны много улучшений человека-машинного интерфейса. Техники смогут удаленно управлять оборудованием и мгновенно посылать команды. Система отчетов будет предоставлять оповещения и инсайты в реальном времени операторам, где бы они ни находились.

Примите Индустрию 4.0 в вашем CNC-заводе

Технологии Индустрии 4.0 разрушают производственное пространство. IIoT приносит связность и сбор данных на первый план, повышая продуктивность и улучшая общую удовлетворенность клиентов. Чтобы ваш CNC-цех быстро адаптировался и внедрял эти изменения, потребуются обучение, время и терпение.

Обучение существующих сотрудников на этих новых системах и инструментах поможет им легко перейти. Эти новые компьютерные системы требуют мониторинга и ручной операции. Поэтому при принятии этой новой цифровой трансформации образование и обучение сотрудников должны быть приоритетом. Поставьте всех сотрудников на одну страницу и проведите адекватное обучение для правильного использования этих новых технологий.

Заключение

Индустрия 4.0 — последняя волна изменений в производстве и коммерции в целом. Интеграция новых технологий и принятие данных могут создавать более эффективные процессы для производителей и CNC-обрабатывающих заводов.

Индустрия 4.0 не беспокоит об этом изменении из-за устаревания рабочих, а приносит новую эффективность и возможности улучшения существующих процессов. Эти новые станки все еще нуждаются в персонале для мониторинга и эксплуатации системы — фактически, вам может понадобиться нанять IT-команду для разрешения любых программных проблем, которые возникают. Индустрия 4.0 — продолжающаяся промышленная революция. Это революция, которую CNC-обрабатывающие мастерские могут использовать для достижения и превышения своих целей.

В эпоху Индустрии 4.0 ваш станок сможет бесшовно коммуницировать с решениями автоматизации и будет непрерывно сообщать свой статус. Это относится и к краткосрочному («Что я произвожу сейчас?») и к долгосрочному («Какие детали показывают признаки износа?»). Короче, результат — высокооптимизированный, предсказуемый и поэтому более прибыльный производственный процесс.