Výhody Průmyslu 4.0, které ve vedení vaší firmy nemůžete ignorovat
Gary McCormick je zkušený strojírenský inženýr s 35 lety zkušeností v oblasti konstruování, výroby a testování. V článku věnovaném Průmyslu 4.0 se zamýšlí nad technologickými trendy a nad základy a příležitostmi této průmyslové revoluce.
Průmysl 4.0 - ten termín jste určitě slyšeli, i mediální cvrkot, který jej doprovází, ale co to vlastně je? Samotný termín je zkratkou pro "Čtvrtou průmyslovou revoluci", poslední vlnu série technologických inovací, které transformovaly výrobní průmysl během posledních 250 let.
Pro průmyslové podniky znamená Průmysl 4.0 vyšší efektivitu a flexibilitu - a dokonce i příchod dříve nedosažitelných schopností. Schopnost ekonomicky vyrábět malosériovými "jednorázovými" výrobními metodami, bez ohledu na úspory z velkovýroby, je ale jen jedním z přínosů, které plynou z nového řádu.
Počínaje zhruba rokem 1760 započala první průmyslová revoluce transformaci lidské společnosti ze svaly poháněného, převážně agrárního způsobu života do vysoce mechanizovaného světa, v němž nyní žijeme. Tehdy voda a pára nahrazovala lidskou a zvířecí energii a umožnila mechanizaci, která nastartovala transformaci průmyslu. Druhá vlna - to byla elektrická energie, pak přišla třetí vlna s počítači a automatizací - a nyní je to průmyslové využití mocné kombinace shromažďování dat, interpretace dat, manipulace s daty, komunikace mezi stroji a revolučních nových výrobních metod.
V době, kdy se interdisciplinární týmy stávají čím dál důležitější složkou modelu integrovaného navrhování a výroby, naplňuje Průmysl 4.0 příslib nejvyšší týmové spolupráce napříč funkčními hranicemi mezi konstruováním, nákupem, výrobou a poprodejním servisem.
Takzvaných "Devět pilířů technologického pokroku" tvoří rámec Průmyslu 4.0 a společně automatizují, integrují a optimalizují výrobní technologie. Co je oněmi "Devíti pilíři"? Zde jsou:
- Velká data (Big Data) a jejich analýza
- Autonomní roboty
- Simulace
- Horizontální a vertikální systémová integrace
- Průmyslový internet věcí (IIoT)
- Kybernetická bezpečnost
- Cloud služby (Cloud Computing)
- Aditivní výroba
- Rozšířená realita (AR)
Někteří lidé si pletou pojmy Průmysl 4.0 a IIoT. Stejně jako internet a World Wide Web odkazují na propojení milionů počítačových uzlů po celém světě, IIoT - průmyslový internet věcí odkazuje ve svém vztahu k Průmyslu 4.0 na lokální nebo alespoň podnikově-omezené propojení průmyslových strojů a systémů (v protikladu se spotřebitelskými objekty neprůmyslového IoT, jako jsou náramky pro sledování kondice, domácí otopné a bezpečnostní systémy nebo malé spotřebiče). Zabudované výpočetní schopnosti umožní rozšířit mezistrojovou komunikaci nad rámec konvenční konektivity k centrální řídicí jednotce, zahrnout decentralizované analýzy a rozhodovací procesy s cílem urychlit okamžité reakce na měnící se potřeby nebo podmínky ve výrobním prostředí.
Představte si komunikující, propojené stroje, které sledují svůj vlastní stav a provoz, a mohou samy naplánovat potřebné operace údržby. Na základě této schopnosti lze pracovní zatížení automaticky přesunout ze stroje v prostoji na jiné stroje nebo výrobny, eliminovat nebo alespoň minimalizovat časy prostojů a přerušení výroby.
Spojení a komunikace s širší průmyslovou infrastrukturou prostřednictvím technologie IIoT přináší také výhody. Oznámení nebo zjištění snížení kapacity dodávek elektrické energie umožní odstavit nepodstatná zařízení, snížit spotřebu elektrické energie a omezit nebezpečí poklesů nebo výpadků elektřiny, včetně rizika přerušení životně důležitý operací. Tato schopnost se může rozšířit i na další poskytované dodávky, jako je voda, zemní plyn nebo jiná paliva.
Ostatní "pilíře" Průmyslu 4.0 přispívají vlastními výhodami. Rozšířený a zdokonalený přístup k informacím díky velkým datům, analytickým funkcím a cloudovým funkcím zlepší užitečnost informací, které jsou získávány ze zařízení podporujících technologii IIoT, a to tím, že umožní širší využití dostupných dat. Zvýšené simulační schopnosti využívající data získávaná v reálném čase zlepší modelování scénářů - to umožní prediktivní testování výkonu a zvýšenou schopnost optimalizace CAD návrhu, aniž by bylo nutné vyrábět prototypy a podrobovat je testům v reálném světě.
Vylepšená komunikace a přístup do cloudu umožní komplexnější vertikální a horizontální systémovou integraci. Komunikace a vertikální integrace v rámci společnosti, od konstrukčního oddělení, přes dílnu až po prodej, budou rozšířena a posílena, stejně jako horizontální integrace, která se rozkročí oběma směry - k dodavatelům i k zákazníkům.
Schopnosti přímé výroby součástí se zlepší díky použití autonomních robotů a nejmodernějších technologií aditivní výroby, známých také jako 3D tisk. Roboti s vícenásobnými schopnostmi přinášejí do výroby flexibilitu a kooperativní "chování", mají schopnost se učit od sebe a pracovat bezpečně vedle lidí. Aditivní výroba přináší schopnost přejít přímo z počítačových 3D modelů nejen na prototypy, ale i na koncové výrobky. Díky schopnostem, které se nyní nacházejí daleko za hranice raných, spíše laboratorních, prototypových 3D tiskáren, je současná generace aditivních výrobních systémů schopna vyrábět struktury, které jsou větší než ony samy, a mohou vytvářet tvary, které jsou složitější než jaké lze snadno dosáhnout současnými výrobními metodami.
Samozřejmě, pokud se takové množství informací - i vyhrazených - přenáší sem a tam, je potřeba postarat se o jejich bezpečnost. Kybernetická bezpečnost je devátý pilíř, který pomáhá ochránit ostatní osm, a půjde o stále větší a důležitější aspekt nového světového řádu Průmyslu 4.0.
Vzájemně provázaný, propojený a učící se výrobní svět Průmyslu 4.0 má schopnost přinést do průmyslu 21. století nevídanou úroveň efektivity, v každém smyslu tohoto slova. Takže proč je tak důležitý pro vedení současných výrobních společností? Jeho význam lze shrnout do tohoto jediného slova - efektivita.
Konstruktéři jsou známí uctíváním "velkého boha" h nebo eta - symbolu, který se používá k označení efektivity. Efektivní statické konstrukce dosahují maximální pevnosti při minimální hmotnosti a při použití nejmenšího množství materiálu; efektivní elektrické spotřebiče spotřebovávají méně energie k vykonávání svých funkcí; a efektivní pohyblivá mechanická zařízení mají nižší hmotnost, takže spotřebovávají méně energie a méně zatěžují své vlastní konstrukce - dvojnásobný přínos pro provozní účinnost.
Pokud jde o přímé výhody efektivně navržených konstrukcí, zvýšená efektivita přináší snížené náklady na spotřebované materiály a energii. A protože materiály a energie stojí peníze, výrobní efektivita se přenáší i na obchodní stranu rovnice, zvyšuje efektivitu nákladů. Energetická účinnost ve výrobě, provozu a dodávkách zboží je v dnešním světě stále důležitější, neboť energie se stává stále vzácnější a nákladnější. Možnosti, které přináší integrace komunikace a správy dat v Průmyslu 4.0 do výroby, zvyšují efektivitu výrobních procesů a všech aktivit, které je podporují, a povyšují tak koncepci efektivního navrhování do širšího pohledu efektivní výroby.
Dle Autodesk resource center
Žádné komentáře:
Okomentovat