Как подключенные устройства меняют разработку, производство и доставку продукта
Растущая взаимосвязанность устройств и обширные потоки данных, которыми обмениваются друг с другом машины, меняют заводские цеха по всем миру. От роботов, которые могут работать вместе с людьми до следящих устройств в логистических системах, интернет вещей (IoT) преобразует способы разработки и производства продукта – и меняет роль людей в производстве.
Коботы
В отличие от традиционных промышленных роботов, спрятанных за ограждениями, и знамающихся, к примеру, сваркой кузова автомобиля, коллаборативные роботы – или коботы- работают плечом к плечу с людьми и рассредоточены по всем линиям производства.
Они обычно меньше, гибче и мобильнее, а также дешевле своих старших братьев. Они также и медленнее, но коботы хорошо приспосабливаются к новым условиям и могут быть назначены для исполнения разных задач.
«Коботы могут учиться через имитацию. Обычно у них есть камера с программами по распознаванию образов. Вы можете двигать рукой робота и совершать действия, и через несколько минут робот запрограммирован» - говорит Джонатан Коен, портфельный управляющий фонда RoboCap с активами в $90 млн. Для промышленного робота программирование действия занимает от 50 до 200 часов, добавляет он для сравнения.
Один из крупнейших производителей коботов – датская Universal Robots, приобретенная в 2015 году за $285 млн компанией Teradyne, американским поставщиком оборудования для промышленной автоматизации. Ее машины предназначены, в частности, для расклдывания кондитерских изделий по коробкам, полирования предметов и завинчивания.
Хотя многие беспокоятся, что роботы отнимут работу у людей, сторонники роботизации говорят, что коботы могут улучшить условия работы людей с точки зрения здоровья и безопасности, поскольку будут выполнять вместо них повторяющиеся задачи, требующие некомфортных движений, таких как повороты или подъем тяжелых предметов.
Аддитивное производство
Больше известно как 3D-печать, так как включает в себя создание предметов слой за слоем из полимерных или металлических субстратов. Оно позволяет с минимальной затратой материалов и за минимальное количество этапов создавать сложные структуры, основанные на цифровом дизайне, которые с помощью традиционных промышленных технологий произвести невозможно.
Аддитивное производство существует уже более трех десятилетий, но его применение было ограничено из-за больших затрат и невысокой скорости. Однако появляется все больше его применений в реальном мире.
«Оно определенно начинает расти. - говорит Тим Лоуренс, мировой руководитель промышленного направления в PA Consulting. - Одна из областей его применения – оснастка станков и инструментов. 3D-печать сэкономит компаниям массу времени, сделав ненужным походы в магазины инструментов».
Прототипирование долгое время было популярным применением 3D-печати, поскольку она позволяет быстро менять дизайн изделия. Но она становится также частью инструментария для конечного производства.
Мировой рынок товаров и услуг для аддитивного производства, по подсчетам консультационной фирмы Wohlers Associates, за 2016 г. вырос на 17,4% до $6,1 млрд. Около 60% этой суммы было потрачено на товары и услуги, связанные с промышленным применением, тогда как годом ранее эта доля была около 50%.
Две отрасли, расширяющих сейчас применение трехмерной печати – это здравоохранение и космос. Трехмерная печать слуховых аппаратов и зубных имплантов стала мейнстримом, говорит исследовательская группа из Gartner.
Аддитивное производство применяется даже в космосе, чтобы производить запчасти и инструменты. Кроме того есть проекты по пробной 3D-печати в условиях низкой гравитации искусственных человеческих тканей и органов из стволовых клеток.
Цифровые двойники
Это словосочетание означает виртуальную модель процесса, продукта или услуги и иногда о нем говорят как о мосте между физическим и цифровым мирами. Данные сенсоров поступают от физического оборудования виртуальному представлению, чтобы создать замкнутый повторяющийся цикл.
«В прошлом вам нужно было создать прототип кузова машины, а затем подвергать его различным испытаниям на прочность и деформацию, чтобы понять, соответствует ли он спецификациям. - объясняет Ян Мросик, гендиректор подразделения цифровых фабрик немецкой группы Siemens. – С цифровыми двойниками мы берем данные компьютерного проектирования и проводим симуляцию столкновения и деформации – все что касается механической части продукта».
Это может сделать процесс разработки более быстрым и менее затратным, сократив число необходимых физических прототипов и искоренив проблемы дефектов или ошибок в проектировке.
Концепция цифровых двойников может быть применена и в цехах, чтобы дать возможность создать симулятор станка прежде чем строить его. В прошлом производственные линии нужно было выключать, чтобы подготовить производство нового продукта, теперь этого можно избежать.
Данные от конечных продуктов, используемых в реальном мире и от промышленных предприятий могут быть загружены в их цифровые двойники, чтобы подправить дизайн и улучшить производительность.
Однако для широкого применения технологии есть ограничения, говорят промышленные специалисты. Хотя цифровые двойники привлекательны для проектирования массово производимых и дорогих продуктов, сложнее будет масштабировать технологию на средства производства из-за их различающихся конфигураций и использования оборудования от разных поставщиков.
Контроль цепочки поставок
Благодаря тому, что стоимость оборудования падает, а компьютерные мощности растут, сегодня можно все более детально проследить за товаром, посланным поставщиком - от фуры до корабля, от поезда до склада или даже производственной линии.
Подключенные грузы и логистические системы уже использовались для контроля кораблей или фур, но сегодня сенсоры можно поместить на каждый поддон для грузов. Отдельные сенсоры внутри грузовиков и на фабриках, куда следуют товары, отслеживают их перемещения.
Данные этих сенсоров собираются и обрабатываются компьютерами, отслеживающими не только местоположение груза, но и другие факторы, влияющие на товары в течение перевозки.
«Товар может быть чувствителен к температуре, влажности или вибрациям, или его нельзя кантовать. – объясняет Скотт Оверсон, главный менеджер группы, занимающейся в Intel отраслевыми решениями. – Все эти параметры могут быть измерены, переданы и проанализированы».
Оверсон приводит пример, когда водители рефрижераторов выключают двигатели, находясь в глухой пробке. При этом отключается также и охлаждающая система, но поскольку к концу пути рефрижератор вновь работает, температурные отклонения не всегда очевидны.
Системы подключенных грузов в таких ситуациях могут автоматически корректировать работу холодильника или посылать сообщения операторам, чтобы исключить вмешательство человеческого фактора.
Источник: FT - https://www.ft.com/content/51092eee-962c-11e7-8c5c-c8d8fa6961bb