Умное производство - Smart manufacturing
| История техники |
|---|
Интеллектуальное производство - это широкая категория производства, в которой задействовано производство с компьютерной интеграцией , высокий уровень адаптируемости и быстрые изменения конструкции, цифровые информационные технологии и более гибкое обучение технического персонала. Другие цели иногда включают быстрое изменение уровней производства в зависимости от спроса, оптимизацию цепочки поставок , эффективное производство и возможность вторичной переработки. В этой концепции, поскольку умная фабрика имеет взаимодействующие системы, многомасштабное динамическое моделирование и симуляцию, интеллектуальную автоматизацию, надежную кибербезопасность и сетевые датчики.
Широкое определение интеллектуального производства охватывает множество различных технологий. Некоторые из ключевых технологий в движении интеллектуального производства включают возможности обработки больших данных, промышленные устройства и услуги для подключения к Интернету, а также передовую робототехнику.
Обработка больших данных
Интеллектуальное производство использует аналитику больших данных для уточнения сложных процессов и управления цепочками поставок . Аналитика больших данных относится к методу сбора и понимания больших наборов данных с точки зрения так называемых трех V: скорости, разнообразия и объема. Скорость сообщает частоту сбора данных, которая может быть одновременной с применением предыдущих данных. Разнообразие описывает различные типы данных, которые можно обрабатывать. Объем представляет собой количество данных. Аналитика больших данных позволяет предприятию использовать интеллектуальное производство для прогнозирования спроса и необходимости изменения конструкции, а не для реагирования на размещенные заказы.
Некоторые продукты имеют встроенные датчики, которые выдают большие объемы данных, которые можно использовать для понимания поведения потребителей и улучшения будущих версий продукта.
Продвинутая робототехника
Современные промышленные роботы , также известные как интеллектуальные машины, работают автономно и могут напрямую связываться с производственными системами. В некоторых сложных производственных условиях они могут работать с людьми для совместной сборки. Оценивая сенсорный ввод и различая различные конфигурации продукта, эти машины могут решать проблемы и принимать решения независимо от людей. Эти роботы могут выполнять работу, выходящую за рамки того, на что они были изначально запрограммированы, и имеют искусственный интеллект, который позволяет им учиться на собственном опыте. Эти машины могут быть переконфигурированы и перенаправлены. Это дает им возможность быстро реагировать на конструктивные изменения и инновации, что является конкурентным преимуществом по сравнению с более традиционными производственными процессами. Проблемой, связанной с передовой робототехникой, является безопасность и благополучие людей, которые взаимодействуют с роботизированными системами. Традиционно принимались меры для отделения роботов от человеческих ресурсов, но развитие когнитивных способностей роботов открыло возможности, такие как коботы , для совместной работы роботов с людьми.
Облачные вычисления позволяют быстро применять в производстве большие объемы хранения данных или вычислительную мощность, а также позволяют собирать большой объем данных о производительности машины и качестве продукции. Это может улучшить конфигурацию машины, профилактическое обслуживание и анализ неисправностей. Более точные прогнозы могут способствовать созданию более эффективных стратегий для заказа сырья или планирования производственных циклов.
3D печать
По состоянию на 2019 год 3D-печать в основном используется для быстрого прототипирования, итераций дизайна и мелкосерийного производства. Улучшение скорости, качества и материалов может сделать его полезным в массовом производстве и массовой настройке .
Однако в последние годы 3D-печать настолько сильно развивалась, что больше не используется только как технология для создания прототипов. Сектор 3D-печати выходит за рамки прототипирования, особенно в цепочках поставок. Отрасли, в которых цифровое производство с 3D-печатью наиболее заметно, - это автомобильная, промышленная и медицинская. В автомобильной промышленности 3D-печать используется не только для создания прототипов, но и для полного производства готовых деталей и изделий. 3D-печать также использовалась поставщиками и производителями цифровых технологий, которые объединились для борьбы с COVID-19.
3D-печать позволяет более успешно создавать прототипы, что позволяет компаниям экономить время и деньги, поскольку за короткий период можно производить значительные объемы деталей. У 3D-печати есть большой потенциал для революции в цепочках поставок, поэтому ее используют все больше компаний. Основная проблема, с которой сталкивается 3D-печать, - это изменение мышления людей. Более того, некоторым сотрудникам потребуется заново освоить набор новых навыков для управления технологией 3D-печати.
Устранение неэффективности и опасностей на рабочем месте
Интеллектуальное производство также можно отнести к исследованию неэффективности рабочих мест и оказанию помощи в обеспечении безопасности работников. Оптимизация эффективности - это огромное внимание для приверженцев «умных» систем, что достигается путем исследования данных и интеллектуальной автоматизации обучения. Например, операторам могут быть предоставлены персональные карты доступа со встроенными Wi-Fi и Bluetooth, которые могут подключаться к машинам и облачной платформе, чтобы определять, какой оператор работает на какой машине в режиме реального времени. Интеллектуальная взаимосвязанная «умная» система может быть создана для установки целевого показателя производительности, определения достижимости этой цели и выявления неэффективности из-за невыполненных или отложенных целевых показателей производительности. В целом автоматизация может снизить неэффективность из-за человеческой ошибки. И в целом развитие ИИ устраняет неэффективность его предшественников.
По мере того как роботы берут на себя все больше физических задач производства, рабочие больше не нуждаются в присутствии и подвергаются меньшему риску.
Влияние Индустрии 4.0
Индустрия 4.0 - это проект в рамках стратегии правительства Германии в области высоких технологий, который способствует компьютеризации традиционных отраслей, таких как производство. Целью является интеллектуальная фабрика (Smart Factory), которая отличается адаптируемостью, эффективностью использования ресурсов и эргономикой, а также интеграцией клиентов и деловых партнеров в бизнес-процессы и процессы создания ценности. Его технологическая основа состоит из киберфизических систем и Интернета вещей.
В этом виде «интеллектуального производства» широко используются:
- Беспроводные соединения, как при сборке изделия, так и при удаленном взаимодействии с ним;
- Датчики последнего поколения, распределенные по цепочке поставок и одинаковые продукты ( Интернет вещей )
- Разработка большого количества данных для контроля всех этапов строительства, распространения и использования товара.
Европейская дорожная карта « Фабрики будущего» и немецкая « Индустрия 4.0» иллюстрируют несколько направлений действий и связанных с ними преимуществ. Вот некоторые примеры:
- Передовые производственные процессы и быстрое создание прототипов позволят каждому клиенту заказать единственный в своем роде продукт без значительного увеличения стоимости.
- Платформы Collaborative Virtual Factory (VF) значительно сократят затраты и время, связанные с разработкой нового продукта и разработкой производственного процесса, за счет использования полного моделирования и виртуального тестирования на протяжении всего жизненного цикла продукта.
- Усовершенствованное человеко-машинное взаимодействие (HMI) и устройства дополненной реальности (AR) помогут повысить безопасность на производственных предприятиях и снизить физическую нагрузку на работников (возраст которых имеет тенденцию к увеличению).
- Машинное обучение будет иметь фундаментальное значение для оптимизации производственных процессов, как для сокращения времени выполнения заказа, так и для снижения потребления энергии.
- Cyber-физические системы и машина-машина (M2M) связь позволит собирать данные и доли в режиме реального времени из цеха в целях сокращения времени простоя и времени простоя путем проведения чрезвычайно эффективное профилактического обслуживания .
Статистика
Министерство экономики, торговли и промышленности в Южной Корее объявлен 10 марта 2016 , что оно способствовало созданию умных заводов в 1240 малых и средних предприятий , которые он сказал , привело к среднему снижению бракованной продукции 27,6%, 7,1% быстрее производства прототипов и на 29,2% дешевле.