Jak zmieniać się będzie technologia produkcji?

O tym, że super-nowoczesne technologie cały czas rewolucjonizują wszystkie procesy produkcyjne nie trzeba nikogo przekonywać. W ostatnim czasie pojawiły się m.in. nowe rozwiązania z zakresu machine learning (ang. uczenie maszynowe), a także druku 3D. Jak szybko, i w jakim zakresie, wpłyną one na przemysł?

Inteligentne linie produkcyjne

Jak wynika z analizy, przeprowadzonej przez SAS Institute (światowego lidera w zakresie analityki biznesowej oraz największego, niezależnego dostawcy oprogramowania Business Intelligence), jak dotąd tylko 20% przedsiębiorstw rozumie, w jaki sposób technologia machine learning wpłynąć może na ich rozwój.

Pomimo tego rynek, związany z technologiami sztucznej inteligencji – i ich implementacji w wielu gałęziach gospodarki, w tym m.in. w przemyśle – do 2020 roku osiągnie poziom 47 mld dolarów. Wobec 8 mld w 2016 roku będzie to pięciokrotny wzrost obrotów. Analitycy przewidują, ze technologie związane z machine learning w najbliższych latach zrewolucjonizują m.in. wszystkie procesy, związane z tworzeniem nowych produktów. Jednocześnie roboty przemysłowe posiadać będą wiele nowych funkcji, dzięki którym reagować będą mogły na zdarzające się problemy na danej linii technologicznej. Umożliwi to z jednej strony zwiększenie po raz kolejny bezpieczeństwa produkcji, a z drugiej strony jego pełną integrację w ramach danego zakładu.

Choć proces ten wydaje się być nieuchronnym, to nie będzie następował w sposób ekspresowy. Z pewnością też wymagać będzie sporych nakładów finansowych. – Większość przedsiębiorstw rozumie dziś, że inwestycja w machine learning jest niezbędna, jeżeli chce się skutecznie konkurować na rynku. Trzeba jednak pamiętać, że algorytmy to nie wszystko. Kluczem do sukcesu jest ich połączenie z właściwymi narzędziami i procesami – mówi Miłosz Trawczyński, Business Consulting Manager w SAS Polska. I dodaje: – Do opracowania dobrych systemów uczenia maszynowego potrzebne są zaawansowane narzędzia do przygotowania danych, ich eksploracji i wizualizacji, interfejsy użytkownika do budowania modeli i implementacji powtarzalnych procesów oraz wydajne silniki analityczne, automatyzujące proces przetwarzania danych w decyzje. Najlepiej, jeśli wszystkie te elementy są dostępne w ramach jednej zintegrowanej platformy analitycznej

Jest tak z tego względu, że budowa automatycznych systemów, mogących uczyć się i zmieniać parametry pracy – co wpłynie na optymalizację wszystkich procesów produkcyjnych – wymagać będzie umiejętności właściwego analizowania i przetwarzania danych. Dzięki niej możliwa stanie się budowa takich linii technologicznych, które korygować będą pojawiające się usterki w procesie ich działania. Dzięki temu w kolejnych seriach np. silników, usuwane będą usterki, widoczne dopiero w fazie ich eksploatacji. W ten sposób wzrastać będzie również ich bezawaryjność.

Druk 3D – awarie i prototypy

W ostatnim numerze Polskiego Przemysłu pisaliśmy o firmie Infintech 3D, która specjalizuje się w świadczeniu usług z zakresu technologii druku 3D, stosowanych na skalę przemysłową. Przedsiębiorstwo, działające w ramach Radomskiego Centrum Innowacji i Technologii, uruchomiło najnowocześniejsze w Polsce Centrum Druku 3D. – Możliwości stosowania tej technologii w przemyśle są w zasadzie nieograniczone. Stąd też nasza otwartość zarówno na działania komercyjne, jak i na prowadzenie badań nad przemysłowym zastosowaniem technologii, którą dysponujemy – stwierdza Sebastian Murawski, prezes zarządu Infinitech 3D. I dodaje: – Dzięki naszym rozwiązaniom firmy są w stanie ograniczyć czas i koszt remontu maszyn, a także koszty związane ze zleceniami utraconymi w wyniku awarii. Czasem są to setki tysięcy, ale zdarza się, że w ten sposób da się zaoszczędzić nawet miliony złotych.

Przedsiębiorstwo posiada w swoim parku maszynowym siedem drukarek przemysłowych oraz kilkanaście maszyn towarzyszących, w tym pełen warsztat CNC do obróbki skrawaniem. Dzięki temu Infinitech 3D jest w tej chwili jedyną firmą w Polsce, mającą możliwość świadczenia komercyjnych usług we wszystkich stosowanych w przemyśle technologiach druku 3D, w tym: laserowym utwardzaniu tworzyw (SLS), utwardzaniu żywic światłem (SLA), laserowym spieku metalu oraz laserowym napawaniu prochu metalu (LDT). Jakie daje to możliwości?

Jak pisze w swoim artykule Anna Grzesik: „Możliwości druku w Radomiu są tak duże, że znajdujące się tam urządzenia są w zasadzie samowystarczalne. Przykładowo, jeśli któraś z maszyn ulegnie awarii albo jakiś element się zepsuje, dzięki zastosowaniu druku 3D oraz technologii skrawania (ubytkowej) radomska spółka jest w stanie niemal natychmiast dany element zastąpić.”

W związku z tym firma oferuje szeroki wachlarz usług, również dla zakładów produkcyjnych, w tym dla przemysłu ciężkiego. W tego typu przypadkach specjaliści z Infinitech 3D – w momencie przestoju w zakładzie klienta – wraz z działem utrzymania ruchu ustalają, jakie elementy zużywają się najczęściej i które maszyny (często wieloelementowe) sprawiają największe kłopoty. Dzięki temu konstruktorzy Spółki przy użyciu skanera przeprojektowują elementy w ten sposób, by stały się mocniejsze, lub istniejące części wzmacniają w technologii napawania poprzez pokrywanie metalem lub dodawanie specjalnych elementów. W ten sposób usprawnić można działanie praktycznie rzecz biorąc każdej linii produkcyjnej.

Druk 3D posiada jeszcze jedno, bardzo istotne z perspektywy firm przemysłowych, zastosowanie. Służyć może tworzeniu prototypów, niezbędnych w procesie konstruowania nowych rozwiązań technologicznych. Dobrym przykładem tego typu działania jest motocykl., który został w ostatnich tygodniach wydrukowany przy pomocy drukarek M200 oraz M300 olsztyńskiej firmy Zortrax.

W tym przypadku druk 3D wykorzystany został w całym procesie przeprojektowania motocyklu. Na nowo wydrukowane zostały takie elementy jak: owiewki, zbiornik paliwa, siedzenie, szyba, światła oraz lusterka. Zmianie nie uległy jedynie mechaniczne części pojazdu. W ten sposób powstał motocykl, będący standardowym jednośladem średniej wagi o pojemności 675cc i cechujący się wysoką mocą, przy zachowaniu dość niskiej masy (niektóre z motocykli tej klasy kwalifikują się do profesjonalnych wyścigów). Może on służyć do tworzenia modeli koncepcyjnych, prototypowania oraz modyfikowaniu pojazdów.

Jednocześnie drukarki 3D służyć mogą do szybkiego wytwarzania części zamiennych, co z pewnością znacznie skróci czas wielu zastojów, wydarzających się w trakcie awarii na liniach produkcyjnych.

Przemysł 4.0 – teraźniejszość czy przyszłość?

Te nowatorskie rozwiązania z całą pewnością zdobywać będą coraz bardziej znaczące miejsce w wielu gałęziach gospodarki, w tym w pierwszej kolejności w przemyśle. W celu wsparcia działań w tym zakresie, w połowie 2016 roku w Przemysłowym Instytucie Automatyki i Pomiarów PIAP odbyło się spotkanie w ramach dwóch grup roboczych powołanego w Ministerstwie Rozwoju Zespołu ds. Transformacji Przemysłowej – grupy ds. cyfrowego wspomagania przemysłu oraz grupy ds. kształcenia, kompetencji i zasobów kadrowych dla Przemysłu 4.0. W związku z tym, w pierwszym kwartale tego roku, powołana do życia ma zostać w formie zinstytucjonalizowanej Polska Platforma Przemysłu 4.0. Powstać ma także konsorcjum, którego zadaniem stanie się bliska współpraca w zakresie transformacji przemysłowej.

Te instytucjonalne formy wspierać mogą zmiany technologiczne, które dzieją się na naszych oczach. Jednocześnie sam przemysł implementuje najbardziej użyteczne i wspierające produkcję rozwiązania. Dzięki temu technologie, które określane były jako mniej lub bardziej odległa przyszłość, stają się elementem codziennej produkcji. W ten sposób również polski przemysł cały czas może skutecznie będzie się z całą pewnością skutecznie rozwijać.

Proces technologiczny

Proces technologiczny - zespół zorganizowanych czynności i celowo przeprowadzanych zjawisk fizycznych i chemicznych mających na celu przemianę w zakładzie przemysłowym określonego zestawu surowców w żądane produkty. Może mieć charakter okresowy lub ciągły. Każdy proces technologiczny składa się zwykle z szeregu procesów jednostkowych lub operacji jednostkowych [I. Duda 1994, s. 130]. Do procesów technologicznych zaliczamy wszystkie działania, które mają tak przekształcać cechy przedmiotu pracy, aby w rezultacie zmienić jego postać z materiału surowego w gotowy wyrób [B. Liwowski, R. Kozłowski 2007, s. 14].

Proces technologiczny dozorowany- proces technologiczny, którego parametry charakteryzujące przebieg, przekazywane są bezpośrednio lub za pośrednictwem urządzeń mechanicznych na zewnątrz do odpowiednich obiektów.

Proces technologiczny sterowany- proces technologiczny, którego przebieg jest zależny od poleceń otrzymywanych za pośrednictwem urządzeń telemechanicznych. Prawidłowe sterowanie procesem wymaga stałego informowania urządzenia sterującego o przebiegu tego procesu. Dlatego procesy sterowane są z reguły również procesami dozorowanymi[H. Chmielewski 1972, s. 272-273].

Proces technologiczny składa się z wielu czynności. Można je podzielić na dwie grupy: czynności główne i czynności pomocnicze. Czynnościami głównymi są te, które wiążą się bezpośrednio ze zmianą kształtu, wymiarów, właściwości surówki czy półwyrobu, a także z łączeniem elementów w większe zbiory, części nazwane podzespołami, zespołami czy całymi wyrobami. W pierwszym przypadku mówi się o operacji obróbki, a w drugim- o operacji montażu. Proces technologiczny może więc być procesem:

Obróbki - obejmuje czynności związane bezpośrednio ze zmianą kształtu, wymiarów, jakości powierzchni lub właściwości przedmiotu (od półfabrykatu do otrzymania gotowej części).

Montażu - obejmuje wszystkie czynności niezbędne do złożenia poszczególnych części w jednostkę montażową (podzespół, zespół, wyrób), przy warunki zapewnienia odpowiedniego położenia i ruchu części. Proces odwrotny, polegający na rozłożeniu jednostki konstrukcyjnej na mniejsze lub poszczególne części, jest demontażem [T. Karpiński 2004, s. 54].

Proces technologiczny dzieli się na składowe (struktura procesów technologicznych) określone jako [M. Brzeziński 2013, s. 27].:

Operacja, jest częścią procesu technologicznego wykonywaną na określonym przedmiocie przez jednego robotnika lub przez brygadę robotników, bez przerwy i na jednym stanowisku roboczym. Operację charakteryzuje więc stałość obrabianego przedmiotu, stanowiska roboczego i wykonawców. Ustawienie, jest częścią operacji, którą można wykonać przy jednym zamocowaniu przedmiotu lub grupy przedmiotów. Pozycja, to każde położenie przedmiotu względem obrabiarki bez zmiany ustawienia. Zabieg, jest częścią operacji wykonywaną przy obróbce jednej powierzchni (lub zespołu powierzchni) jednym narzędziem (lub zespołem narzędzi) przy zmiennych warunkach obróbki. Przejście, to np. zdjęcie jednej warstwy metalu przez jedno narzędzie lub zespół narzędzi. Zabieg składa się więc z jednego lub kilku przejść następujących bezpośrednio jedno po drugim. Czynność, to część operacji lub zabiegu, która jest odrębnym działaniem charakteryzującym się ścisłym określeniem zadania i która dotyczy pracy ręcznej. Ruch roboczy, jest częścią składową czynności- jest najmniejszym dającym się wydzielić elementem pracy.

Struktura procesu technologicznego

W procesie technologicznym można wyodrębnić:

obróbka wstępna (skórowanie)- jej zadaniem jest usunięcie powierzchniowej warstwy materiału, z największych powierzchni obrabianego przedmiotu.

obróbka zgrubna- polega na usunięciu uszkodzonej warstwy materiału.

obróbka kształtująca (średnio dokładniej)- w jej trakcji nadawany jest przedmiotowi kształt według rysunku wykonawczego.

obróbka wykończeniowa (dokładna)- głównymi stosowanymi metodami są: szlifowani, wytaczanie oraz toczenie i frezowanie.

Dobór półfabrykantów

Przed rozpoczęciem przygotowywania procesu technologicznego technolog musi ustalić rodzaj półfabrykantu, jaki wykorzysta do wykonania wyrobów. Półfabrykanty dzielimy na:

wyroby walcowe

wyroby spawane

wyroby ciągnione, szlifowane

odkuwki

odlewy

tworzywa sztuczne

wyroby wykrawane i wytłaczane z blachy

Karta technologiczna

Kartę technologiczną opracowuje się dla konkretnego przedmiotu obrabianego. Zawiera ona informację takie jak: opis operacji wraz z wyszczególnieniem stanowisk roboczych, pomocy specjalnych oraz czasów; przygotowawczo-zakończeniowego, jednostkowego i łącznego czasu wykonania. Ponadto umieszcza się w niej również kolejne numery wykonywanych operacji, ich operacji, stanowiska, na których mają być wykonywane, przewidziane oprzyrządowanie oraz czasy przewidziane na operacje.

Bibliografia:

Brzeziński M. (2013). Organizacja produkcji w przedsiębiorstwie . Warszawa: Difin

. Warszawa: Difin Chmielewski H. (1972). Encyklopedia techniki. Automatyka . Warszawa: Wydawnictwo Naukowo-Techniczne

. Warszawa: Wydawnictwo Naukowo-Techniczne Duda I. (1994). Słownik pojęć towaroznawczych . Kraków: Akademia Ekonomiczna w Krakowie

. Kraków: Akademia Ekonomiczna w Krakowie Gawlik J., Plichta J., Świć A. (2013). Procesy produkcyjne . Warszawa: Polskie Wydawnictwo Ekonomiczne s. 37-39

. Warszawa: Polskie Wydawnictwo Ekonomiczne s. 37-39 Karpiński T. (2004). Inżynieria produkcji . Warszawa: Wydawnictwa Naukowo Techniczne

. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo Techniczne Liwowski B., Kozłowski R. (2007). Podstawowe zagadnienia zarządzania produkcją . Kraków: Oficyna Ekonomiczna

. Kraków: Oficyna Ekonomiczna Zych A. (2005). Projektowanie procesów technologicznych. Radom: Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy [1]

Autor: Nowak Magdalena, Michał Mędrek

Technologia budowy maszyn – Wikipedia, wolna encyklopedia

Technologia budowy maszyn – dziedzina wiedzy inżynierskiej, część inżynierii mechanicznej, zajmująca się metodami i technikami wytwarzania części maszyn, mechanizmów, instalacji przemysłowych, urządzeń i konstrukcji oraz środkami realizowania tych technik.

W węższym sensie chodzi tu o metody nadawania odpowiedniego kształtowania (obróbki) materiałów oraz zapewnianie produktom odpowiednich charakterystyk. Technologia zajmuje się także teorią oraz metodami projektowania i wytwarzania narzędzi i maszyn wytwórczych.