МДК.02.02 Основы проектирования технологических процессов — Инновационные и информационные технологии на заводах будущего
Инновационные и информационные технологии на заводах будущего
Когда люди представляют себе завод будущего, то воспринимается это как заводы, где работают только роботы и автоматизированные линии.
Несомненно, предприятия будет активно развивать решения по автоматизации, чтобы снизить себестоимость производства продукции.
Но в реальности ни один прорыв, связанный со снижением затрат и повышением эффективности, не будет возможен исключительно за счет автоматизации.
Когда появится настоящий завод будущего, на вид он не будет отличаться от существующих, поскольку используемые сегодня процессы в большинстве своём уже автоматизированы.
Такие предприятия будут отличаться тем, что будут изобретены совершенно новые процессы и схемы создания продукции, которые потребуют совсем новых методов производства.
Автомобиль из 3D-принтера
К примеру:
Автомобиль является сложным механизмом и каркасной металлоконструкцией
Возьмем покрасочный цех.
Его работа автоматизирована на 90%: роботы наносят антикоррозийное покрытие, герметик, грунтовку, краску и лак, чтобы получить глянцевую поверхность, которая так нравится в автомобилях.
Однако покраска по-прежнему остается одной из самых дорогостоящих операций, этот цех занимает значительную площадь производства, и сам процесс не отличается от того, как красили автомобили 30 лет назад.
Процесс покраски машины занимает 12 часов, в нем участвует более 100 роботов и автомобиль проходит по конвейеру покрасочного цеха более 6 км.
Очевидно, что должен быть лучший способ красить автомобили, но для повышения эффективности этой операции и снижения затрат нужно разработать новый процесс.
И может быть, это будет нанесение единого слоя и последующий обжиг, как для гончарных изделий. Или полимерное покрытие.
И такие методы тестируется в исследовательских лабораториях.
Или, возможно, кузов автомобиля начнут печатать на 3D-принтерах в выбранном покупателем цвете, что полностью исключит необходимость традиционного покрасочного и кузовного цеха.
В любом случае, чтобы снизить себестоимость автомобиля, просто добавить еще несколько роботов недостаточно.
Машина без проводов
Сегодня две трети работников автоматизированных предприятий заняты в сборочных цехах для изготовления электрической части автомобиля.
Автоматизировать эту часть производства труднее из-за сложности сегодняшних автомобилей, требующих гибкости в принятии решений и действиях.
Кроме того, на сборочной линии есть операции, с которыми люди справляются лучше, например установка и подключение разнообразных проводов, которые можно назвать нервной системой автомобиля.
В будущем автомобили, как ожидается, будут электрические, и электрооборудование должно будет быстро и бесперебойно передавать больше данных, чем сегодняшние машины.
Следовательно, электрика будет состоять из большего числа проводов и разъемов.
Для автоматизации операции по установке электрооборудования также потребуется новый процесс, возможно, вообще без использования проводов, но с применением электронных модулей или соединением через облачную систему.
Для сборки электромобилей также понадобится разработать новый процесс, так как она включает сравнительно несложную установку комплекта батарей и электродвигателя.
Простые задачи лучше оставить роботам, но с несколькими этапами сборки они не справятся.
Прорыв будет завершен не с автоматизацией старого процесса, а с разработкой нового – в данном случае с электрификацией автомобиля.
Безвредные роботы
Новые коллаборативные роботы, или коботы, также добавляют новизны: они не отнимают рабочие места у людей, а усиливают их возможности.
Высота этих автоматических помощников составляет от 60 до 120 см, они работают вместе людьми над задачами с невысоким уровнем опасности и повторяемости или в случаях, требующих особой гибкости для работы в узких или труднодоступных местах, например под днищем автомобиля.
Используются коботы на заводах в сборке двигателей, где они закручивают болты с определенной силой – людям сложно делать это постоянно и эффективно.
Чему надо научить офисных роботов
Относительно невысокая цена коботов делает их привлекательными для компаний.
Их легко перепрограммировать, и работники конвейера могут сделать это самостоятельно.
В отличие от многих видов современного роботизированного оборудования, которое должно быть огорожено и иметь таблички, предупреждающие сотрудников о необходимости сохранять дистанцию, коботы выполняют свою работу, не нанося вреда людям, так как запрограммированы на остановку в случае появления перед ними объекта.
Своими руками-манипуляторами они достают для людей мелкие детали из контейнеров.
Человек-киборг
Еще одним примером автоматизации, усиливающей естественные возможности человека, стал экзоскелет. Работники носят на себе приспособления, делающие их похожими на киборгов.
Экзоскелеты позволяют, например, поднимать шины тяжелых грузовиков. Они важны еще и потому, что возрастом работники на производствах менее производительны из-за быстрее наступающей усталости.
КТО ХОЧЕТ СТАТЬ УСПЕШНЫМ РУКОВОДИТЕЛЕМ, УПРАВЛЯЮЩИМ ПРЕДПРИЯТИЕМ БУДУЩЕГО В СВОЁМ БУДУЩЕМ?
