5 технологий, которые мы увидим на заводах будущего

0
31

Мир меняется прямо на наших глазах, и темпы технологического развития бьют новые рекорды. С момента подачи патента на лампочку Томаса Эдисона прошло всего 139 лет. За этот короткий период было создано больше прорывных изобретений, чем за все прошедшее тысячелетие. В самой отрасли произошли три революции, вызванные электрификацией и компьютеризацией. Последний, включающий в себя глубокую оцифровку и автоматизацию процессов, идет полным ходом, и эксперты, пораженные темпами перемен, пытаются ответить на вопрос, какую форму примет промышленное производство в ближайшем будущем?

Содержание
Передовая автоматизация 3D-печати Виртуальная и дополненная реальность Блокчейн в ERP Интеллектуальные датчики

По мнению аналитиков CB Insights , в течение следующих двух десятилетий отрасль 4.0 будет в основном опираться на базовую оцифровку. Также будут машины, лучше приспособленные для работы в цифровой среде. Лишь позднее реальный потенциал для сохранения и прогнозного интеллекта откроется перед нами. Однако есть компании, которые растут быстрее в этом отношении, чем другие. Вот 5 тенденций, которые могут изменить лицо отрасли, с которой лидеры цифровой трансформации уже экспериментируют.

Продвинутая автоматизация

Люди подвержены ошибкам и непредсказуемы, и когда дело доходит до утомительного повторения действий, эти особенности оказываются весьма проблематичными. Неудивительно, что производители пытаются заменить штатных сотрудников машинами. Уоррен Беннис, исследователь проблем лидерства и производственных отношений, прогнозирует:

На фабрике будущего будет только два сотрудника: мужчина и собака. Человеческая задача будет кормить собаку. Собака будет там, чтобы отвлечь людей от прикосновения к оборудованию

Промышленные производители из различных секторов, производящие лекарства, автомобили, электронику и другие материалы, сосредоточены на роботизации, чтобы оставаться конкурентоспособными и ускорить производство. На заводах будущего коботы будут работать вместе с людьми — простыми в использовании машинами, которые благодаря алгоритмам искусственного интеллекта отлично работают. Коботы могут выполнять большинство задач, подражая человеку, без необходимости дополнительного программирования. Важно отметить, что они были спроектированы таким образом, чтобы взаимодействие с работниками было безопасным, а их присутствие в производственном цехе никоим образом не угрожало здоровью работающих там людей. Продвинутая автоматизация, вероятно, сократит количество рабочих мест на предприятиях, занятых полный рабочий день, особенно на самых современных, но на данный момент работающий полный рабочий день является основной единицей, выполняющей работу на производственных предприятиях. Повторяющиеся действия, безусловно, будут приходиться на машины, в то время как люди будут заниматься творчеством, требующим критического мышления. , прогноз и чувствительность.

3D печать

3D печать все чаще используется. По мнению экспертов, ведущим получателем этой технологии станет промышленный сектор. Это может улучшить краткосрочное производство или по требованию, но это еще не все. Это также поможет сократить расходы на хранение и транспортировку. Недавно появившиеся на рынке 3D-принтеры оснащены более быстрыми и лучше подключенными автоматическими системами. Благодаря этим улучшениям предварительная обработка и последующая обработка были сокращены. Мы знаем от наших клиентов, что именно длительная обработка была основным фактором, который не позволил им инвестировать в эту технологию, — говорит специалист. Отчет о состоянии 3D-печати за 2018 год показывает, что ускорение разработки продукта является главным приоритетом для компаний, внедряющих 3D-печать. Целых 93 процента опрошенные компании хвастаются, что таким образом они могут получить конкурентное преимущество, сократить время выхода на рынок и повысить гибкость за счет внедрения более коротких серий продукции. Не удивительно, что 20 процентов по оценкам Gartner, к 2021 году крупнейшие корпорации должны создать специальные отделы для пространственной печати. У Johnson & Johnson, Boeing и Rolls Royce такие центры уже есть.

3D-печать бьет рекорды в авиационной отрасли. Он был использован, среди прочего в производстве двигателя GE ATP турбовинтовой . Целых 35% компонентов устройства происходят от него. Новый «печатный» двигатель дает на 10% больше мощности при меньшем расходе топлива на 20%. Время и затраты, связанные с подготовкой и внедрением двигателя компанией GE Aviation, также были ниже, чем в случае традиционных решений.

Виртуальная и дополненная реальность

Большинство прототипов в обрабатывающей промышленности создаются с использованием методологии САПР , то есть автоматизированного проектирования. Популярное программное обеспечение этого класса должно быть заменено решениями, основанными на виртуальной и дополненной реальности. В некоторых случаях виртуальные проекты могут устранить необходимость печати физических 3D-моделей. Это больше, чем удобство. После внедрения такого решения компании могут ожидать снижения затрат и более быстрого запуска продукта. Крупнейшие игроки борются за лидерство на рынке решений VR и AR для промышленности. Одной из них является Autodesk — компания, которой мы обязаны популярной дизайнерской программой AutoCAD . Из информации, предоставленной CB Insights, известно, что Apple также работает над аналогичным решением. Купертино-гигант зарегистрировал патент на программное обеспечение, которое применяет виртуальные слои к объектам в реальном мире. Это позволяет промышленным дизайнерам вносить пространственно напечатанные изменения в уже существующие или незаконченные объекты.

Исследователи из Корнелльского университета в Нью-Йорке недавно продемонстрировали, какой потенциал заложен в сочетании технологии дополненной реальности и 3D-печати. В своем эксперименте дизайнер использует специальные очки и ручные контроллеры для создания виртуальной модели слой за слоем. После того, как каждый элемент закончен, рука робота применяет его к фактическому прототипу. Хуаишу Пенг, аспирант факультета компьютерных наук Корнелльского университета, резюмирует:

Самое приятное, что робот печатает дизайн пользователя одновременно и в одном месте. Таким образом, создатель получает ощутимую обратную связь на ранней стадии проектирования и может эффективно вносить исправления. Комбинация AR и печатного робота позволяет использовать уже напечатанную деталь для проектирования следующего элемента.

В будущем команды R & D будут использовать AR и VR в сочетании с 3D-печатью и традиционными прототипами, преодолевая разрыв между дизайном и производственными процессами. Это не далекое будущее. — Уже в первом квартале 2019 года мы начнем пилотные испытания очков Konica Minolta AIReLens, с которыми мы сотрудничаем с 2016 года, чтобы представить очки AR на европейском рынке, — говорит Гжегож Павловски, менеджер по маркетингу DSR.

Блокчейн в ERP

Система планирования ресурсов предприятия отслеживает распределение средств, начиная от заказов на сырье и заканчивая инструментами управления взаимоотношениями с клиентами. Между тем, у некоторых компаний может быть так много ERP-систем, что вместо упрощенной циркуляции данных они запутывают запутанное программное обеспечение. Отчет PwC показывает, что многие из крупнейших промышленных производителей даже имеют 100 различных систем ERP .

Блокчейн и технология распределенного регистра должны быть рецептом для этой проблемы. В последнее время появилось много проектов, объединяющих данные различных процессов компании и заинтересованных сторон в универсальную структуру. Как сообщает CB Insights , многие корпоративные гиганты уже реализуют проекты на основе блокчейна, чтобы уменьшить сложность и несоответствие в базах данных. В прошлом году British Airways протестировала решение с использованием технологии блокчейна, создав тем самым единую базу данных о рейсах. Целью проекта было устранить противоречивую информацию, которая часто появлялась в воротах, на мониторах аэропортов, сайтах авиакомпаний и в мобильных приложениях.

Когда дело доходит до отслеживания запасных частей и сырья, децентрализованная документация не имеет себе равных. Поскольку товары передаются из рук в руки в цепочке поставок, их легко откладывать, дополнительные расходы, человеческие ошибки и даже мошенничество. Как объясняет Петр Роек из DSR :

Технология Blockchain может улучшить прозрачность и проблемы идентификации в цепочке поставок с помощью защищенной от мошенничества распределенной базы данных. Он будет собирать информацию о происхождении и миграции каждого отдельного ингредиента, используемого в процессе производства. Это новый уровень прозрачности и безопасности

Интеллектуальные Датчики

Предположительно, фабрики будущего будут выглядеть как крупные самодостаточные кибер-физические организмы, которые иногда требуют вмешательства человека. Однако нам еще предстоит пройти долгий путь, прежде чем это амбициозное видение приблизится к реальности. Согласно показателям бережливого производства (измеряемым общей эффективностью оборудования или OEE), производственные мощности мирового класса работают на 85% своей теоретической эффективности. Между тем средний завод работает на 60 процентов. ваши способности. Это означает, что производители имеют значительные возможности для улучшения своих процессов и оптимизации операций. Ни для кого не секрет, что наиболее эффективная технология — это «Промышленный Интернет вещей» ( IIoT ). Ян Сковронски, менеджер по исследованиям и разработкам в DSR, добавляет: «Мы можем уменьшить или даже полностью устранить явления, которые снижают качество продукции и увеличивают производственные затраты. Это возможно благодаря измерению и анализу в реальном времени многих технологических параметров. Прогнозная аналитика работает аналогичным образом, когда использование, например, специальных датчиков вибраций гармоник и анализа потока данных дает широкие возможности для обнаружения и идентификации конкретных неисправностей до того, как вся машина будет повреждена, и, следовательно, процесс производства остановлен

Компьютерные вычисления, выполненные в устройствах мониторинга, являются новым, многообещающим трендом в архитектуре IIOT. Питер Левин из a16z предсказывает полный конец облачных вычислений для многих устройств, включая беспилотники и усовершенствованные датчики IOT. Есть два подхода к этой теме. Первый представлен, например, компанией Saguna Networks , специализирующейся на пограничных вычислениях . Это предполагает выполнение расчетов на небольшом расстоянии от точки сбора данных. Между тем, Foghorn Systems предлагает своим клиентам так называемые противотуманные вычисления . Это не что иное, как «низко висящее облако», т. Е. Расположенное в непосредственной близости от машин, которое в философии работы напоминает локальную сеть. Оба метода характеризуются высокой пропускной способностью и устраняют задержки, возникающие при отправке информации в классическое облако.

Благодаря таким решениям и прогрессу в развитии искусственного интеллекта, в ближайшем будущем инфраструктура IOT будет функционировать независимо от централизованного облака. Это означает, что отправка тысяч сообщений между компьютерами станет ненужной, и многие решения будут приниматься автоматически.

Статья основана на аналитическом издании CB Insights «Фабрика будущего: как технологии преобразуют производство».