Pembuatan bergerak daripada mesin terpencil dan pengumpulan data manual ke arah data yang bersambung-sistem pengeluaran terdorong. Transformasi ini biasanya dikaitkan dengan Industri 4.0, revolusi perindustrian keempat, di mana mesin, penderia, perisian dan orang berkomunikasi melalui rangkaian digital.

Untuk pemesinan CNC, Industri 4.0 bukan sekadar menggantikan mesin konvensional dengan peralatan yang lebih baharu. Ia adalah mengenai menghubungkan keseluruhan proses pembuatan supaya data pengeluaran boleh dikumpul, dianalisis dan digunakan untuk membuat keputusan yang lebih baik. Mesin CNC yang disambungkan, Internet Perkara Industri (IIoT) peranti, platform awan, sebenar-pemantauan masa, dan analisis data automatik semakin menjadi bahagian penting dalam pembuatan ketepatan moden.

Industri 4.0 merujuk kepada penyepaduan teknologi digital dengan proses pembuatan fizikal. Kilang tradisional sering beroperasi melalui sistem berasingan: Mesin CNC menghasilkan alat ganti, pengendali merekod maklumat pengeluaran, jabatan kualiti memeriksa produk dan pengurus menyemak data pengeluaran selepas itu.

Dalam persekitaran Industri 4.0, proses ini boleh disambungkan.

Mesin boleh menyampaikan status operasinya, penderia boleh mengumpul data pengeluaran, perisian boleh memantau prestasi peralatan dan awan atau tepi-sistem pengkomputeran boleh memproses maklumat dalam hampir masanyata. Ini mewujudkan ekosistem pembuatan yang bersambung di mana maklumat pengeluaran boleh bergerak antara mesin, sistem perisian dan manusia.

Untuk pemesinan CNC, ini bermakna maklumat seperti penggunaan mesin, status gelendong, suhu, getaran, keadaan alat, masa kitaran dan kemajuan pengeluaran berpotensi boleh dipantau secara digital dan bukannya bergantung sepenuhnya pada rekod manual.

The Internet Perkara (IoT) menyediakan salah satu teknologi utama di sebalik pembuatan pintar. Di kilang CNC, penderia dan sistem komunikasi boleh mengumpul maklumat daripada mesin dan memindahkannya ke platform pemantauan atau analitik.

Sebagai contoh, penderia boleh memantau:

· Suhu gelendong dan getaran

· Arus motor

· Status operasi mesin

· Keadaan penyejuk

· Kehausan alatan

· Masa kitaran

· Penggunaan tenaga

· Penggera mesin dan kerosakan

Maklumat ini kemudiannya boleh dihantar melalui rangkaian perindustrian ke komputer tempatan, peranti tepi atau platform awan untuk analisis. Penyelidikan mengenai IIoT-pemantauan pemesinan berasaskan telah meneroka menggunakan data sensor untuk mengenal pasti variasi proses dan potensi kecacatan, manakala sistem awan boleh menyokong analisis dan keputusan lanjut-membuat.

Perubahan penting ialah mesin tidak lagi dianggap sebagai unit pengeluaran terpencil. Ia menjadi sebahagian daripada sistem maklumat yang lebih besar.

Salah satu aplikasi paling praktikal Industri 4.0 ialah sebenar-pemantauan pengeluaran masa.

Dalam bengkel konvensional, pengurus pengeluaran mungkin perlu memeriksa mesin secara fizikal atau bertanya kepada operator tentang kemajuan pengeluaran. Ini boleh menyukarkan untuk mendapatkan gambaran yang tepat tentang kilang pada masa tertentu.

Mesin yang disambungkan boleh memberikan pendekatan yang berbeza. Papan pemuka digital berpotensi menunjukkan mesin yang sedang berjalan, yang melahu, yang telah berhenti kerana penggera dan cara pengeluaran sedang berjalan.

Keterlihatan ini boleh membantu pengeluar mengenal pasti masalah lebih awal. Sebagai contoh, jika mesin berhenti tanpa diduga, sistem boleh merekodkan acara dan menyediakan maklumat kepada kakitangan pengeluaran. Kajian tentang IoT-sistem pemantauan mesin pintar berasaskan mendapati bahawa sebenar-maklumat mesin masa boleh menyokong perancangan pengeluaran, penjadualan, penggunaan mesin dan pengurusan sumber.

Nyata-pemantauan masa tidak menghapuskan masa henti, tetapi ia boleh menjadikan punca dan masa masa henti lebih mudah dikenal pasti.

Penyelenggaraan mesin adalah satu lagi bidang penting di mana IoT boleh memberikannilai.

Penyelenggaraan tradisional selalunya berdasarkan jadual tetap atau pembaikan reaktif. Mesin mungkin diservis selepas beberapa waktu operasi, atau penyelenggaraan hanya boleh berlaku selepas kegagalan berlaku.

Dengan pemantauan bersambung, penyelenggaraan semakin boleh disokong oleh mesin sebenar-data keadaan.

Untuk peralatan CNC, getaran yang tidaknormal, perubahan suhu, arus motor, atau isyarat pengendalian lain mungkin memberikan petunjuk tentang masalah yang timbul. Apabila isyarat ini dikumpulkan secara berterusan, sistem analisis boleh membantu mengenal pasti corak luar biasa dan berpotensi memberikan amaran awal.

Penyelidikan ke dalam IoT-pemantauan keadaan CNC berasaskan telah mengkaji penggunaan berbilang sensor untuk penyelenggaraan ramalan, manakala penyelidikan yang lebih terkini sedang meneroka pengkomputeran awan dan tepi untuk pemantauan dan alat keadaan CNC-analisis memakai.

Matlamatnya bukan semata-mata untuk mengumpul lebih banyak data. Nilai sebenar datang daripada menukar data tersebut menjadi maklumat berguna untuk keputusan penyelenggaraan dan pengeluaran.

Teknologi awan menyediakan satu lagi lapisan penting pembuatan pintar.

Daripada menyimpan maklumat pengeluaran hanya pada mesin individu atau komputer tempatan, pengeluar boleh menggunakan platform yang disambungkan untuk menyimpan dan menganalisis data merentas sumber pengeluaran yang berbeza.

Ini amat berguna untuk syarikat yang mengendalikan berbilang mesin, barisan pengeluaran atau lokasi pembuatan. Maklumat pengeluaran boleh disatukan ke dalam sistem yang sama, membolehkan pengurus dan jurutera melihat prestasi pengeluaran tanpa berada di sebelah setiap mesin secara fizikal.

Pembuatan awan juga telah dikaji sebagai satu cara untuk menyediakan sumber dan perkhidmatan pembuatan melalui sistem digital yang bersambung, menyokong lebih fleksibel dan terus-permintaan model pengeluaran.

Walau bagaimanapun, sistem awan bukanlah satu-satunya jawapan. Seni bina moden semakin digabungkan pengkomputeran tepi dan pengkomputeran awan. Masa-maklumat sensitif boleh diproses dekat dengan mesin, manakala set data yang lebih besar dan lebih lama-analisis istilah boleh dikendalikan melalui platform awan. Pendekatan ini boleh mengurangkan kelewatan komunikasi sambil mengekalkan keupayaan analisis data berpusat.

Pembuatan pintar melangkaui pemantauan mesin individu.

Sistem Industri 4.0 yang lebih maju boleh menyambungkan pelbagai peringkat aliran kerja pembuatan, termasuk:

CAD/CAM → Perancangan Pengeluaran → Pemesinan CNC → Pemeriksaan Kualiti → Pengurusan Data → Penghantaran

Sebagai contoh, maklumat pengeluaran boleh dihubungkan dengan pesanan kerja, program pemesinan, hasil pemeriksaan dan rekod pengeluaran. Ini mewujudkan kebolehkesanan yang lebih besar di seluruh proses pembuatan.

Untuk pemesinan CNC ketepatan, ini amat relevan kerana kualiti produk bergantung pada pelbagai faktor dan bukannya pemesinan sahaja. Pemilihan bahan, perkakas, parameter pemesinan, keadaan mesin, pemeriksaan dan kawalan proses semuanya boleh mempengaruhi hasil akhir.

Sistem digital yang disambungkan boleh memudahkan untuk mengaitkan data pengeluaran dengan bahagian tertentu, mesin, kelompok dan hasil pemeriksaan.

Faedah potensi integrasi Industri 4.0 dan IoT boleh dikumpulkan ke dalam beberapa bidang.

1. Mengurangkan Masa Henti Tidak Dirancang

Pemantauan berterusan boleh membantu mengenal pasti masalah mesin lebih awal dan memberikan maklumat yang lebih baik tentang peristiwa masa henti.

2. Penggunaan Mesin yang Lebih Tinggi

Data pengeluaran boleh mendedahkan berapa banyak masa yang dihabiskan mesin untuk pemesinan, menunggu, menyediakan atau melahu. Maklumat ini boleh membantu pengeluar mengenal pasti peluang untuk meningkatkan penggunaan.

3. Keterlihatan Pengeluaran yang Lebih Baik

Pengurus dan jurutera boleh mendapatkan maklumat pengeluaran dengan lebih cepat dan bukannya bergantung sepenuhnya pada pelaporan manual.

4. Kawalan Kualiti yang Diperbaiki

Data sensor dan maklumat proses boleh menyokong pemantauan keadaan dan membantu mengenal pasti perubahan proses yang boleh menjejaskan kualiti produk.

5. Data-Pembuatan Keputusan Berasaskan

Data pengeluaran sejarah boleh membantu pengeluar memahami masalah berulang, membandingkan proses dan membuat keputusan berdasarkan maklumat yang boleh diukur dan bukannya andaian.

Walaupun potensinya, pembuatan pintar bukan sekadar masalah menyambungkan setiap mesin ke internet.

Satu cabaran ialah keserasian peralatan. Banyak kilang mengendalikan mesin daripada pengeluar yang berbeza dan generasi yang berbeza. Mesin CNC lama mungkin tidak mempunyai keupayaan komunikasi peralatan yang lebih baru, menjadikan penyepaduan lebih rumit.

Kos adalah satu lagi pertimbangan. Penderia, infrastruktur rangkaian, platform perisian, storan data, keselamatan siber dan penyepaduan sistem semuanya memerlukan pelaburan.

Terdapat juga a jurang kemahiran. Pelaksanaan Industri 4.0 yang berjaya memerlukan pengetahuan tentang pemesinan serta automasi, rangkaian, pengurusan data dan perisian. Penyelidikan mengenai pemantauan mesin pintar untuk PKS telah mengenal pasti kos, kepakaran teknikal, kebolehoperasian dan keselamatan data sebagai cabaran pelaksanaan yang penting.

Keselamatan siber amat penting kerana menyambungkan mesin ke rangkaian mewujudkan titik capaian digital tambahan. Oleh itu, syarikat perkilangan perlu mempertimbangkan kawalan akses, keselamatan rangkaian, perlindungan data dan kebolehpercayaan sistem apabila melaksanakan sistem pengeluaran yang bersambung.

Perkembangan Industri 4.0 secara beransur-ansur mengubah pemesinan CNC daripada mesin-proses berpusat ke dalam a data-sistem pembuatan bersambung.

Persekitaran CNC masa hadapan berkemungkinan menggabungkan mesin yang disambungkan, penderia IIoT, pengkomputeran tepi, platform awan, kecerdasan buatan, kembar digital dan analitik automatik. Penyelidikan terkini sudah pun meneroka awan-berasaskan pembuatan CNC kolaboratif, alat-pemantauan memakai, keadaan-penjadualan berasaskan, dan sokongan keputusan pintar.

Objektifnya adalah untuk tidak membuat pembuatan rumit untuk kepentingannya sendiri. Sebaliknya, tujuan pembuatan pintar adalah untuk membuat pengeluaran lebih banyak boleh dilihat, boleh diukur, boleh diramal dan responsif.

Untuk pemesinan ketepatan, di mana ketekalan, kecekapan, kebolehkesanan dan kebolehpercayaan penghantaran adalah kritikal, Industri 4.0 menyediakan rangka kerja untuk menghubungkan keperluan ini melalui data.

Memandangkan kilang CNC terus mengguna pakai peralatan bersambung dan sistem pengeluaran digital, kelebihan daya saing akan semakin datang bukan sahaja daripada keupayaan mesin, tetapi juga dari sejauh mana keberkesanan pengeluar boleh mengumpul, memahami dan bertindak berdasarkan maklumat pengeluaran.