Концепция четвертой промышленной революции («Индустрии 4.0»), подразумевающей внедрение «киберфизических систем» в заводские процессы, – одна из главных тенденций развития мировой экономики в ближайшие годы. Сегодня крупные предприятия инвестируют в беспилотную технику (например, агроходинги, интернет-магазины), в решения в области роботизации производственных линий и Интернета вещей.
И это вполне понятно. Любой производитель на конкурентном рынке ставит перед собой две важные задачи: максимально снизить себестоимость выпускаемой продукции и увеличить прибыльность своего бизнеса, поддерживая качество производства на неизменно высоком уровне. Цифровизация производства позволяет обе эти задачи реализовать, поскольку процесс изготовления продукции становится полностью управляемым и прозрачным на всех этапах. На предприятии создается единое информационное пространство, в котором высокотехнологичное оборудование, аналитические и управленческие IT-системы постоянно обмениваются данными. Это позволяет нарастить объемы выпускаемых изделий, поэтапно контролировать качество их производства, а также влиять на цепочку формирования их конечной стоимости. В результате покупатель получает в ожидаемый срок качественный и доступный по цене продукт, а владелец бизнеса – лояльного постоянного партнера и высокий доход. Таким образом, цифровизация производства – позволяет формировать конкурентное преимущество предприятия при масштабировании производства.
По данным различных исследований, порядка четверти предприятий уже оснастили свои производства автоматизированными и роботизированными линиями. В качестве одного из ярких примеров хотелось бы привести российское Научно-производственное объединение СтарЛайн, цифровизация производства которого сегодня превышает 90%.
От идеи до готового продукта
НПО СтарЛайн (бренд StarLine) более 30 лет осуществляет разработку и производство охранно-телематического оборудования для защиты автомобилей от угона, являясь лидером российского рынка автобезопасности, а также направления транспортной телематики (разработка технологий для дистанционного управления опциями защиты и комфорта автомобиля) и GPS+ГЛОНАСС мониторинга транспорта. С 2016 года компания успешно реализует научно-исследовательский эксперимент по разработке беспилотного автомобиля.
Умное охранно-телематическое оборудование StarLine производится на базе высокотехнологичного производственного комплекса, расположенного в Ленинградской области. Его площадь составляет 75 000 м². Производство НПО СтарЛайн оснащено оборудованием ведущих компаний США, Австрии, Германии, Японии и т.д. На автоматизированных и роботизированных линиях, аналогов некоторым из которых сегодня нет в России, изготавливаются электронная, кабельная, пластиковая продукции и пресс-формы для литья изделий из пластика.
Большинство производственных процессов осуществляется в полностью автоматическом режиме. Участие человека при серийном выпуске продукции – минимальное: настроить, отладить, откалибровать параметры работы оборудования. Максимальная автоматизация и применение новейших технологий обеспечивают 100% контроль качества изделий на каждом этапе их изготовления и высокий уровень производительности. Что позволяет компании как осуществлять выпуск собственной продукции, так и выполнять контрактные заказы для других предприятий. А благодаря эффекту масштаба производства компании удается предоставлять доступные цены.
Контрактное производство НПО СтарЛайн во многом можно назвать уникальным для российского рынка. Оно работает по принципу «одного окна». Что это значит? Например, вам нужно произвести готовое изделие. Как это обычно происходит? За изготовлением электроники вы обратитесь в одну организацию, пластикового корпуса – в другую, провода и кабели приобретаете у третьего поставщика и упаковку для готового продукта – в отдельной организации. Затем изделие нужно собрать, протестировать. Если хотя бы у одного поставщика высокий уровень загрузки, ваш заказ может достаточно долго ожидать своей очереди. Следовательно, из-за одной детали выпуск целого изделия затягивается.
Производство полного цикла, работающего по принципу «одного окна» подразумевает, что все этапы изготовления изделия – от идеи до готового продукта – осуществляется на одном предприятии. Координатор проекта прорабатывает весь заказ: редизайн печатной платы, подбор компонентов и полимерных материалов, изготовление прототипа, подготовка к серийному производству и само производство, а также разработка упаковки и сборка готовой продукции — все взаимодействие осуществляется через одного человека, что экономит время и снимает вопросы сложности коммуникации при разработке сложного многосоставного продукта. Комплексность производства и всех ему сопутствующих организационных процессов помогает экономить время заказчика, обеспечивать высокий уровень качества продукции, сокращать затраты на ее хранение и логистику.
Когда к процессам литья из пластика подключены роботы
В данной статье мы сосредоточим внимание на пластиковом производстве компании, позволяющем изготавливать изделия любого уровня сложности. Например, ударопрочные, жаро- и морозоустойчивые (от +105 до -40°C), негорючие, светорассеивающие, дугостойкие, ESD пластики (защищенные от статического электричества), а также изделия из силикона, сложные конструкции из пластмасс с металлическими и керамическими вставками.
Мощности оборудования, которым оснащено пластиковое производство НПО СтарЛайн, рассчитаны на круглосуточную работу семь дней в неделю. Сегодня оно работает в одну 12-часовую смену в сутки. Высокий уровень автоматизации производственных процессов позволяет в среднем изготавливать 10 000 готовых пластиковых изделий в 12 часовую смену как для нужд предприятия, так и для контрактных заказчиков. Сейчас в НПО СтарЛайн ведется работа по наращиванию объемов и темпов производства.
Вместе с тем, использование уникального оборудования, узкая и специфичная сфера производства вызывают необходимость обучать собственные кадры. Ведь именно человек является «дирижером» этого оркестра технологий. Как отмечают в НПО СтарЛайн, сегодня проблема большинства высокотехнологичных предприятий – недостаточность компетенций производственного персонала. Поэтому, по всем направлениям деятельности компании реализуется программа по повышению квалификации сотрудников, проводятся регулярные обучения, семинары, конференции, осуществляется обмен опытом с российскими и зарубежными коллегами.
На площадке НПО СтарЛайн расположены цех литья под давлением и декорирования, цех по изготовлению пресс-форм, испытательный центр и группа по автоматизации производственных процессов.
Цех литья под давлением оснащен автоматизированным и роботизированным оборудованием ведущего мирового производителя Engel (Австрия), являющегося лидером данной области. Такое высокопроизводительное оборудование позволяет получать детали с точностью 0,1 мм.
Все оборудование цеха оснащено антропоморфными и линейными роботами, а также периферийным оборудованием, обеспечивающим полную автоматизацию с момента загрузки сырья до укладки готового изделия в тару.
Высокая технологическая оснащенность производства делает его универсальным. На площадке цеха можно увидеть как однокомпонентные термопластавтоматы с усилием смыкания 50 т, так и двух-, трехкомпонентные, работающие с усилием смыкания 160 и 220 т, на которых за один цикл производятся изделия из двух и трех различных материалов. То есть, могут быть использованы как материалы разного цвета, для получения многоцветных изделий, так и имеющие разные физические характеристики. Например, пластики с разным уровнем твердости. Или наполненные материалы с содержанием армирующих наполнителей до 40%, делающее материал высокопрочным. Сложность работы с такими смесями заключается в том, что содержащийся в них наполнитель, как абразив, может создавать коррозию или повышать степень износа производственного оборудования. Поэтому, предварительно требуется подготовка материального цилиндра машины для работы с подобными материалами.
Уникальные и сложные изделия – на автомате
НПО СтарЛайн – единственное в России предприятие, где имеется набор термопластавтоматов, обеспечивающих литье любых деталей и компонентов, используемых в электронной продукции. Объясняется это тем, что компания 31 год специализируется в области радиоэлектроники. В НПО СтарЛайн разработаны собственные формулы пластиковых смесей, обладающих антистатическими – ESD – свойствами. Здесь производят радиоэлектронные детали из пластика с металлическими и керамическими вставками. Например, на вертикальном инжекционном термопластавтомате получают пластмассовые детали с металлическими закладными.
Летом 2019 года на производстве появилась вакуум-формовочная машина Comi SpA (Италия). В первую очередь она была необходима для нужд электронного производства самой компании – требовались ESD-ложементы, в которых можно хранить и транспортировать электронные изделия. Антистатические свойства таких ложементов должны быть безупречными, ведь малейший статический заряд может вывести из строя целую партию электронной продукции. Ранее ложементы из материалов, изготовленных по рецептуре НПО СтарЛайн, производились на стороннем предприятии. Однако потребность в них постоянно увеличивалась, требовалось, чтобы продукция изготавливалась в самые короткие сроки. Нередко ложементам требовалось задать уникальную форму. Изготавливать их на собственном производстве оказалось сподручнее. Теперь и для контрактных заказчиков компании доступна возможность заказать и получить в быстрые сроки высококачественные ESD-ложементы, цена которых ниже средней по рынку, а изготовление занимает всего три дня (в других компаниях в среднем – 10 дней). Также на установке Comi SpA изготавливают блистерные упаковки.
Трехкомпонентная машина для литья жидкого силикона позволяет производить изделия с переменной жесткостью, а также многоцветные. Силиконы – кремнийорганические соединения – обладают уникальным сочетанием свойств. Они нетоксичны, эластичны, длительно работают при температурах от -115 до +350°C, обладают прекрасной стойкостью к растворителям и минимальной абсорбционной способностью. Производство силиконов не зависит от нефти, открывая для многих отраслей большие перспективы. А поскольку кремний составляет 27-28% биосферы, а содержание сырья для изготовления силиконов – кремнезема – составляет 12%, можно смело назвать его неисчерпаемым источником сырья.
Продолжение следует.
Материал подготовлен при поддержке НПО СтарЛайн