Produkcja odchodzi od izolowanych maszyn i ręcznego gromadzenia danych w stronę połączonych danych-napędzane systemy produkcyjne. Transformacja ta jest powszechnie kojarzona z Przemysł 4.0, czwarta rewolucja przemysłowa, w ramach której maszyny, czujniki, oprogramowanie i ludzie komunikują się za pośrednictwem sieci cyfrowych.

W przypadku obróbki CNC Przemysł 4.0nie polega po prostuna wymianie konwencjonalnych maszynnanowszy sprzęt. Chodzi o połączenie całego procesu produkcyjnego, aby można było gromadzić, analizować i wykorzystywać dane produkcyjne do podejmowania lepszych decyzji. Połączone maszyny CNC, Przemysłowy Internet Rzeczy (IIoT) urządzenia, platformy chmurowe, prawdziwe-monitorowanie czasu i zautomatyzowana analiza danych stają się coraz ważniejszymi elementaminowoczesnej produkcji precyzyjnej.

Przemysł 4.0 odnosi się do integracji technologii cyfrowych z fizycznymi procesami produkcyjnymi. Tradycyjne fabryki często działają w oparciu o oddzielne systemy: maszyny CNC produkują części, operatorzy rejestrują informacje o produkcji, działy jakości sprawdzają produkty, a menedżerowie przeglądają później dane produkcyjne.

W środowisku Przemysłu 4.0 procesy te można połączyć.

Maszyny mogą komunikować swój stan operacyjny, czujniki mogą zbierać dane produkcyjne, oprogramowanie może monitorować wydajność sprzętu oraz chmurę lub brzeg-systemy komputerowe mogą przetwarzać informacje w czasie zbliżonym do rzeczywistego. Tworzy to połączony ekosystem produkcyjny, w którym informacje produkcyjne mogą przepływać między maszynami, systemami oprogramowania i ludźmi.

W przypadku obróbki CNC oznacza to, że informacje takie jak wykorzystanie maszyny, stan wrzeciona, temperatura, wibracje, stannarzędzia, czas cyklu i postęp produkcji można potencjalnie monitorować cyfrowo, zamiast całkowicie polegaćna zapisach ręcznych.

The Internet rzeczy (IoT) zapewnia jedną z kluczowych technologii inteligentnej produkcji. W fabryce CNC czujniki i systemy komunikacyjne mogą zbierać informacje z maszyn i przekazywać je do platform monitorujących lub analitycznych.

Na przykład czujniki mogą monitorować:

· Temperatura wrzeciona i wibracje

· Prąd silnika

· Stan pracy maszyny

· Warunki chłodzenia

· Zużycienarzędzia

· Czas cyklu

· Zużycie energii

· Alarmy i usterki maszyn

Informacje te możnanastępnie przesłać siecią przemysłową do komputerów lokalnych, urządzeń brzegowych lub platform chmurowych w celu analizy. Badanianad IIoT-w oparciu o monitorowanie obróbki zbadano wykorzystanie danych z czujników do identyfikacji zmian w procesie i potencjalnych defektów, podczas gdy systemy w chmurze mogą wspierać dalszą analizę i podejmowanie decyzji-robienie.

Ważną zmianą jest to, że maszynanie jest już traktowana jako odrębna jednostka produkcyjna. Staje się częścią większego systemu informatycznego.

Jednym znajbardziej praktycznych zastosowań Przemysłu 4.0 jest prawdziwy-monitorowanie czasu produkcji.

W konwencjonalnym warsztacie kierownik produkcji może chcieć fizycznie sprawdzić maszyny lub zapytać operatorów o postęp produkcji. Może to utrudnić uzyskanie dokładnego obrazu fabryki w danym momencie.

Połączone maszyny mogą zapewnić inne podejście. Cyfrowy pulpitnawigacyjny może potencjalnie pokazać, które maszyny działają, które są bezczynne, a które zatrzymały się z powodu alarmu i jak postępuje produkcja.

Ta widoczność może pomóc producentom wcześniej zidentyfikować problemy. Na przykład, jeśli maszynaniespodziewanie się zatrzyma, system może zarejestrować zdarzenie i udostępnić informacje personelowi produkcyjnemu. Badanie IoT-opartyna inteligentnym systemie monitorowania maszyn stwierdził, że to prawda-informacje o maszynie czasu mogą wspierać planowanie i harmonogramowanie produkcji, wykorzystanie maszyn i zarządzanie zasobami.

Prawdziwe-monitorowanie czasunie eliminuje przestojów, ale może ułatwić identyfikację przyczyn i czasu przestojów.

Konserwacja maszyn to kolejny ważny obszar, w którym Internet Rzeczy może zapewnić wartość.

Tradycyjna konserwacja często opiera sięna ustalonych harmonogramach lubnaprawach reaktywnych. Maszynę można serwisować po określonej liczbie godzin pracy lub konserwację można przeprowadzić dopiero po wystąpieniu awarii.

Dzięki połączonemu monitorowaniu konserwacja może w coraz większym stopniu być wspierana przez rzeczywistą maszynę-dane stanu.

W przypadku sprzętu CNCnietypowe wibracje, zmiany temperatury, prąd silnika lub inne sygnały operacyjne mogą wskazywaćna rozwijające się problemy. Gdy sygnały te są gromadzone w sposób ciągły, systemy analityczne mogą pomóc w zidentyfikowaniunietypowych wzorców i potencjalnie zapewnić wczesne ostrzeżenia.

Badanianad IoT-w oparciu o monitorowanie stanu CNC zbadano zastosowanie wielu czujników do konserwacji predykcyjnej, podczas gdynowsze badania dotyczą przetwarzania w chmurze i przetwarzania brzegowegona potrzeby monitorowania stanu CNC inarzędzi-analiza zużycia.

Celemnie jest po prostu zebranie większej ilości danych. Prawdziwa wartość wynika z przekształcenia tych danych w informacje przydatne przy podejmowaniu decyzji dotyczących konserwacji i produkcji.

Technologia chmury zapewnia kolejny ważny poziom inteligentnej produkcji.

Zamiast przechowywać informacje o produkcji tylkona pojedynczych maszynach lub komputerach lokalnych, producenci mogą korzystać z połączonych platform do przechowywania i analizowania danych z różnych zasobów produkcyjnych.

Może to być szczególnie przydatne dla firm obsługujących wiele maszyn, linii produkcyjnych lub lokalizacji produkcyjnych. Informacje o produkcji można połączyć we wspólny system, umożliwiając menedżerom i inżynierom przeglądanie wydajności produkcji bez konieczności fizycznego przebywania przy każdej maszynie.

Zbadano także produkcję w chmurze pod kątem zapewniania zasobów i usług produkcyjnych za pośrednictwem połączonych systemów cyfrowych, zapewniających większą elastyczność inie tylko-popytna modele produkcyjne.

Jednak systemy chmurowenie zawsze są jedyną odpowiedzią. Nowoczesne architektury coraz częściej łączą się ze sobą przetwarzanie brzegowe i przetwarzanie w chmurze. Czas-wrażliwe informacje mogą być przetwarzane blisko maszyny, przy większych zbiorach danych i dłużej-analizę terminów można przeprowadzić za pośrednictwem platform chmurowych. Takie podejście może zmniejszyć opóźnienia w komunikacji przy jednoczesnym zachowaniu możliwości scentralizowanej analizy danych.

Inteligentna produkcja wykracza poza monitorowanie poszczególnych maszyn.

Bardziej zaawansowany system Przemysłu 4.0 może łączyć różne etapy przepływu pracy w produkcji, w tym:

CAD/KRZYWKA → Planowanie produkcji → Obróbka CNC → Kontrola jakości → Zarządzanie danymi → Dostawa

Na przykład informacje o produkcji można powiązać ze zleceniami pracy, programami obróbki, wynikami inspekcji i zapisami produkcji. Zapewnia to większą identyfikowalność w całym procesie produkcyjnym.

W przypadku precyzyjnej obróbki CNC jest to szczególnie istotne, ponieważ jakość produktu zależy od wielu czynników, anie samej obróbki. Wybór materiału, oprzyrządowanie, parametry obróbki, stan maszyny, kontrola i kontrola procesu mogą mieć wpływna wynik końcowy.

Połączony system cyfrowy może ułatwić powiązanie danych produkcyjnych z określonymi częściami, maszynami, partiami i wynikami kontroli.

Potencjalne korzyści z integracji Przemysłu 4.0 i IoT można pogrupować w kilka obszarów.

1. Skrócenienieplanowanych przestojów

Ciągłe monitorowanie może pomóc we wcześniejszej identyfikacji problemów z maszyną i zapewnić lepsze informacje o przestojach.

2. Większe wykorzystanie maszyn

Dane produkcyjne mogą ujawnić, ile czasu maszyny spędzająna obróbce, oczekiwaniu, konfigurowaniu lub pozostawaniu bezczynnym. Informacje te mogą pomóc producentom w określeniu możliwości poprawy wykorzystania.

3. Lepsza widoczność produkcji

Menedżerowie i inżynierowie mogą szybciej uzyskiwać informacje o produkcji, zamiast polegać wyłączniena ręcznych raportach.

4. Ulepszona kontrola jakości

Dane z czujników i informacje o procesie mogą wspierać monitorowanie stanu i identyfikować zmiany w procesie, które mogą mieć wpływna jakość produktu.

5. Dane-Podejmowanie decyzjina podstawie

Historyczne dane produkcyjne mogą pomóc producentom zrozumieć powtarzające się problemy, porównać procesy i podejmować decyzje w oparciu o mierzalne informacje, anie założenia.

Pomimo swojego potencjału inteligentna produkcjanie polega po prostuna podłączeniu każdej maszyny do Internetu.

Jednym z wyzwań jest kompatybilność sprzętu. W wielu fabrykach pracują maszyny różnych producentów i różnych generacji. Starsze maszyny CNC mogąnie mieć możliwości komunikacjinowszego sprzętu, co komplikuje integrację.

Koszt to kolejna kwestia. Czujniki, infrastruktura sieciowa, platformy oprogramowania, przechowywanie danych, cyberbezpieczeństwo i integracja systemów – wszystko to wymaga inwestycji.

Istnieje również luka w umiejętnościach. Pomyślne wdrożenie Przemysłu 4.0 wymaga wiedzy z zakresu obróbki skrawaniem, automatyzacji, sieci, zarządzania danymi i oprogramowania. Badanianad inteligentnym monitorowaniem maszyn dla MŚP wykazały, że koszty, wiedza techniczna, interoperacyjność i bezpieczeństwo danych są ważnymi wyzwaniami wdrożeniowymi.

Cyberbezpieczeństwo jest szczególnie ważne, ponieważ podłączenie maszyn do sieci tworzy dodatkowe cyfrowe punkty dostępu. Dlatego firmy produkcyjne muszą wziąć pod uwagę kontrolę dostępu, bezpieczeństwo sieci, ochronę danych iniezawodność systemu podczas wdrażania połączonych systemów produkcyjnych.

Rozwój Przemysłu 4.0 stopniowo zmienia obróbkę CNC z maszyny-proces scentralizowany w a dane-połączony system produkcyjny.

Przyszłe środowiska CNC prawdopodobnie będą łączyć połączone maszyny, czujniki IIoT, przetwarzanie brzegowe, platformy chmurowe, sztuczną inteligencję, cyfrowe bliźniaki i zautomatyzowaną analizę. Najnowsze badania już skupiają sięna chmurze-opartana współpracy produkcja CNC,narzędzie-monitorowanie zużycia, stan-opartena harmonogramowaniu i inteligentne wspomaganie decyzji.

Celemnie jest utrudnianie produkcji samo w sobie. Zamiast tego celem inteligentnej produkcji jest zwiększenie produkcji widoczne, mierzalne, przewidywalne i responsywne.

W przypadku obróbki precyzyjnej, gdzie spójność, wydajność, identyfikowalność iniezawodność dostaw mają kluczowe znaczenie, Przemysł 4.0 zapewnia ramy umożliwiające połączenie tych wymagań za pomocą danych.

W miarę jak fabryki CNC w dalszym ciągu wdrażają podłączony sprzęt i cyfrowe systemy produkcyjne, przewaga konkurencyjna będzie w coraz większym stopniu wynikaćnie tylko z możliwości maszyn, ale także z tego, jak skutecznie producent może gromadzić, rozumieć i wykorzystywać informacje produkcyjne.