Уртанд нь таслагч шугам: Дэвшилтэт удирдлагын системийн үүрэг нь бүтээмжийг сайжруулахад

Урт нь таслагч шугамын автоматжуулалт болон хяналтын системийн хөгжлийн түүх

Механик релеэс PLC болон HMI хүртэл: Урт нь таслагч шугамын хяналтанд технологийн том алхам

Урт нь таслагдсан үйлдвэрлэлийн шугамууд одоо үндсэн механик хяналтаас гарч програмчлалын логик хяналт (PLC) болон хүн ба машин харилцан үйлчлэх интерфэйс (HMI)-ийг ашиглаж эхэлсэн. Хуучин үед ажилчид реле системийг гараар тохируулдаг байсан бол одоо интеграцлагдсан PLC-ийн систем нь миллисекундын хэсгийн дотор тохируулга хийж чаддаг. Өнгөрсөн жилийн 'Индустрийн автоматжуулалтын чиг хандлагын тайлан'-д зааснаар хуучин тоног төхөөрөмжтэй харьцуулахад суурилуулах хугацаа ойролцоогоор 40 хувиар буурсан. Энэхүү ачааллын гол давуу тал нь процессын бүх хэсгүүд болох материал салгах, ороож оруулах, мөн таслалт зэрэг үйл явц хоорондоо цаг алдалгүй бодит цагт ажиллаж чаддагт оршдог. Түүнчлэн, үйлдвэрлэгчид ихэвчлэн бүтээгдэхүүний эцсийн урт нь +/– 0.2 мм-ийн нарийвчлалтай байхаар зорилтот хэмжээнд маш ойр байх боломжтой.

Бүтээгдэхүүн 4.0-тэй холбоотой ба Өмнөх Завьны экосистем

Үйлдвэрлэгчид одоогийн үед иж бүрэн уртанд огтлох тоног төхөөрөмжид IoT сенсоруудыг шууд суулгаж эхэлсэн. Эдгээр төхөөрөмжүүд хянах зурвас, серво мотор зэрэг хэсгүүдийн элэгдэл илрэхийг урьдчилан таамаглах замаар машинууд MQTT протокол ашиглахад нийт тоног төхөөрөмжийн үр ашгийг бараг 92 хувь хүртэл сайжруулах боломжтой гэсэн 2024 оны үйлдвэрлэлийн автоматжуулалтын салбарын сүүлийн судалгааны дагуу, цахим шинжилгээний систем рүү секунд тутамд 15-н янзын үзүүлэлтийг илгээдэг. Энэ тоног төхөөрөмжүүдийг холбох чадвар нь үйлдвэрийн менежерүүд үйл ажиллагааныхаа өөр өөр цэгүүд дээрх ажиллагааны байдлыг алсаас хянах боломжийг олгоно. Мөн энэ нь ANSI/ISA-95 зэрэг олон улсын стандартуудтай сайн ажилладаг тул орчин үеийн ухаалаг үйлдвэрлэлийн тохиргоонд бүх зүйл хоорондоо зөв харилцахад тусалдаг.

Иж бүрэн уртанд огтлох шугамын үйл ажиллагаан дахь хиймэл оюун ухаан ба өгөгдөлд суурилсан үр ашгийг сайжруулах

Машин сургалтыг үйлдвэрлэлд ашиглах нь материал ашиглалтыг сайжруулахад бодит үр дүн гаргасан. Одоо эдгээр ухаалаг системийг ашиглаж эхэлсэн үйлдвэрийн газрууд хаягдалыг илүү сайн зүсэлтийн төлөвлөгөөтэй байх замаар цоорхойгоос гарах хог хаягдлыг нэг л 12-18 хувийн хооронд багасгасан гэж тайлагнаж байна. Ирэх жилийн дунд үе гэхэд ихэнх тооцоогоор илүү нарийн зүсэж уртад оруулах үйлдвэрийн шугамуудын ойролцоогоор гуравны хоёр нь визуал шалгах технологитой болсон байх болно гэж үзэж байна. Эдгээр системүүд нь үйлдвэрлэлийн мөчлөгийн туршид материалын зузаан дахь өөрчлөлтийг илрүүлэх тусам шууд өөрчлөлт оруулж чаддаг. Ийм бодит цагийн дагуу тохируулах чадвар нь өнөөдөр машин үйлдвэрлэлд өргөн ашигладаг хатуу, хүчтэй металлуудтай ажиллахад чухал болож байна.

Уртад огтлох шугамын үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд ба удирдлагын архитектур

Гол дэд системүүд: Хаалт задлагч, хооллох төхөөрөмж, хайчлах ба стекер нэгдсэн PLC-ийн хяналтан доор

Одоогийн үед урт нь тодорхой байхаар металл хуудсыг огтлох үйлдвэрийн шугам нь ихэвчлэн PLC системээр удирдагдах дөрвөн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгээс бүрддэг. Эхлээд гидравлик декойлер байх бөгөөд энэ нь хүнд металл рулонуудыг тэгш татаж, боловсруулах үеэр материал эвдэрч гэмтэхгүйн тулд таталтын хүчийг зохицуулж байдаг. Материал дараа нь серво хөдөлгүүртэй хавхлагын систем рүү шилжих бөгөөд энэ нь хуудаснуудыг ирмэг дээр нь ±0.2 мм нарийвчлалтайгаар урагш түлхдэг. Дараа нь 1 минутанд 120-оос дээш огтлолт хийх чадвартай хүчирхэг хайчлуур байрладаг. Эцэст нь автомжуулсан стакерууд нь дараа нь илүү хялбар ашиглах боломжийг олгохын тулд давхаргуудын хооронд зөв зайг барьж дуусгасан хуудаснуудыг зохион байгуулдаг. Бүх зүйл төвийн PLC-ийн удирдлага дор зохистой ажиллавал үйл ажиллагаа хуучин гар арга замаас хамаагүй илүү гладко ажиллаж, ихэнх тохиолдолд нийт дундаж мөчлөгийн хугацааг ойролцоогоор 25%-иар бууруулдаг.

Сенсорууд, серво хөдөлгүүрүүд болон IoT-ийн бодит цагт хяналт тавих, нарийвчлалын үүрэг

Одоогийн үед урт чанарыг таслагчийн ихэнх үйл ажиллагаанууд нь тоног төхөөрөмжийнхаа үйл ажиллагааг сайжруулахын тулд IoT суурьтай байдал хяналтын системийг ашигладаг. Энкодерын хариу ул 50 мкм нарийвчлалтайгаар байршлыг тодорхойлдог. Мөн зэрэг ачааны эсэргүүцлийн датчикууд материал маш өндөр хурдаар хөдөлж байх үеийн таталтын хэмжээг хянах боломжийг олгодог. Энэ бүх мэдээлэл серво хөдөлгүүрийн моментийн тохиргоог шууд тохируулдаг урьдчилан таамаглаж чадах программ хангамжид орж ирдэг. Ялгаатай зузааны материалтай ажиллах үед эдгээр тохируулгууд хэмжээний алдааг ихэд бууруулдаг. Зарим үйлдвэрүүд автомашин үйлдвэрлэлтийн зориулалтын гангийн бүтээгдэхүүнтэй ажиллах үед ийм асуудал 40 хувийн бууралттай байна гэж тайлагнадаг.

Процессын өөрчлөлтийг тохируулах зориулалттай битүү систем

Хаалттай хяналтын систем ашиглан ирээдүйн засварын ажиллагааг багтаасан урьдчилан төлөвлөсөн бүтцийн урт огтлогчийн системүүд. Лазерын сенсор нь ирмэгийн байрлалын алдааг илрүүлбэл машин үйлдвэрлэлийн хурдыг ихэд удаашруулахгүйгээр удирдах байрлалыг өөрөө засна. Ийм зохицох чадвар нь хуучин машинуудад хүнээр засах шаардлагатай байдаг зузааны хувьд ялгаатай материалд маш чухал. Бодит цагийн зузааны хэмжигч нь хальсны татах даралтыг шаардлагатай болгон тохируулах боломжийг үйлчлэгчдэд олгоно. Тиймээс 0.5 мм-6 мм зузаан цагаан тугалга эсвэл 0.3 мм-3 мм зузаан хаягдалгүй ган хоёул дээр ижил жигд огтлолт хийх боломжтой. Эдгээр тохируулгуудыг хийхийн тулд мөн үйлдвэрийн шугамыг зогсоох шаардлагагүй.

Урт огтлох үйл ажиллагаанд нарийвчлал, давталт ба чанарын хяналт

Чухал параметрүүд: Зузаан, Өргөн, Уртын нарийвчлал, Огтлох хурд

Орчин үеийн урт чийдэх шугам нь материалын зузаан, хавтангийн өргөн, огтлолтын нарийвчлал болон хөдөлгөөний хурд гэсэн дөрвөн чухал үзүүлэлтэд ±0.1 мм хэмжээт тохиромжийг бий болгодог. Дэвшилтэт мэдрэгчийн массив ба бодит цагт хяналт тавих систем нь эдгээр параметрийг секундэд 800 удаа шалгадаг бөгөөд материалын жигд бус байдлаас үүсэх хазайлтыг автоматаар засаж зохицуулна.

Дэвшилтэт серво систем болон удирдлагын алгоритмаар нарийн тусгалд хүрэх

0.001° байршил тодорхойлогч чадалтай өндөр моментийн серво моторууд урьдчилан таамаглах алгоритмтай хамтран ажиллан минутанд 120 м хурдтай үед огтлох нарийвчлалыг хадгалж байдаг. Эдгээр системүүд хэрэгсэлийн элэгдэл, дулааны халалт, материал буцаж тэлэлт зэрэг механик системд тусгалын хазайлт үүсгэдэг гол хүчин зүйлсийг автоматаар тохируулдаг.

Туршлагын жишээ: Бодит цагт мэдээлэл солилцох замаар хаягдал гаралтыг 18%-иар бууруулах

Хойд Америкийн нэгэн гангаар ажилладаг үйлдвэр нь урт нь тодорхой байх түүхий материал огтлох шугам дээр машин зураглалыг чанарын хяналтын системд ашиглан хэрэгжүүлснээр хайчлах байршлыг автоматаар тохируулах боломжийг бий болгосон. Энэхүү арга хэмжээ нь ирмэг деформацийн дутагдалыг 23%-иар бууруулж, суурь материал алдагдлыг суурилуулснаас хойшхи зургаан сарын дотор 18%-иар бууруулсан.

Үйлдвэрлэгчдийн бүтээмжийн өсөлт ба үйл ажиллагааны үр ашгийг сайжруулах

Гүйлгээ ба ажиллагааны цагт хэмжигдэх шахуу сайжруулалт

Урт нь тодорхой байх түүхий материал огтлох шугамын дэвшилтэт системүүд боломжийг олгоно 18–25% өндөр гүйлгээ гадаадын гаралтай автоматжуулсан тоног төхөөрөмжид харьцуулахад 2023 оны Олон Улсын Үйлдвэрлэлийн Технологийн Зөвлөлөөс гаргасан мэдээллийн дагуу. Орчин үеийн PLC-д суурилсан үйл ажиллагаа 98.6% итгэлтэй ажиллагаа суналтын төхөөрөмжийн хурдыг серво-хайчлалын мөчлөгтэй синхрончилж, их хэмжээний үйлдвэрлэлтийн орчинд саатлыг хамгийн бага болгоно.

Төлөвлөгөөт бус зогсолтыг бууруулахын тулд урьдчилан сэргийлэх засвар үйлчилгээ ба HMI диагностикийн систем

Харагдахуйц гэмтэл гарахаас 72–96 цагийн өмнө дэвсгэрүүдийн гэмтлийг урьдчилан таамаглах HMI самбаруудтай хослуулсан бодит цагийн хэвийн бус хөдөлгөөний шинжилгээний сенсорууд. Эдгээр судалгааны тохиолдол нь IoT-ийн энэ арга нь автомашин үйлдвэрийн олборлолтын үйлдвэрүүдэд төлөвлөгөөгүй зогсолтыг 41%бууруулахад тусалдаг бөгөөд тоног төхөөрөмжийн ажиллах хугацааг 2.8 жил сунгах боломжийг олгоно — 2024 оны Smart Factory Maintenance Report-д баталгаажсан стратегийн давуу тал.

Дэвшилтэт Cut to Length Line Системийн Зардалд Найралт Байдлын болон Масштаблах Давуу Талууд

Төвлөрсөн удирдлагын бүтэц нь дараах замаар үйл эксплуатацийн зардлыг бууруулдаг:

• материалын 15–22% хаягдал буурах хаалттайн лүпийн уртын нөхөлтийн алгоритмуудаар
• бүтээгдэхүүний 30% илүү хурдан шилжилт хийх урьдчилан ачаалалтай HMI багажны профайлуудыг ашиглах замаар
• нэгжид ноогдох $0.19 хэмнэлт урьчилан таамаглаж болох энергийн оновчтой ашиглалтын горимоос

600 мм-с 2,400 мм хүртэлх хальсны өргөний хэмжээнд тохируулах модуль бүтцийн тусламжтайгаар машин үйлдвэрлэгчид механик дахин загварчлал хийх шаардлагагүйгээр хурдан өгөөжийн хэмжээг нэмэгдүүлдэг бөгөөд энэ нь 2023 оны Металл боловсруулах Автомжуулалтын Индексээр баталгаажсан чухал уян хатан байдлын үзүүлэлт юм.

Ирээдүйн чиг хандлага: Оюунлаг үйлдвэрлэл ба Урт чиглэлд огтлогч шугамын дараагийн үе

Хиймэл оюун ухааныг ашигласан динамик төлөвлөлт ба материал ашиглалтыг оновчтой болгох

Одоогоор урт нь таслагдсан шугамууд нь үйлдвэрлэлийн үйл явцыг нисэх явцад сайжруулахад тусалдаг хиймэл оюун ухааны тусламжтайгаар илүү ухаалаг болож байна. ХИ нь ямар төрлийн материал ашиглаж байгаа, хэдэн захидал боловсруулах шаардлагатай, машинууд одоогоор хэрхэн ажиллаж байгаа зэрэг зүйлсийг судална. Дараа нь болох зүйл маш гайхамшигтай — эдгээр системүүд хэсгүүдийн хоорондын налалтыг болон тэдгээрийг таслах дарааллыг өөрчилж чадах бөгөөд хуучин тогтмол програмчлалын арга замаас харьцуулахад материалын алдагдлыг ойролцоогоор 15%-иар бууруулдаг. 2025 оны ухаалаг үйлдвэрлэлийн салбарын саяхны тайлангийн мэдээллээр, эдгээр ухаалаг системүүд нөөцийн бүртгэлтэй харилцаж, аль ажлууд анх анхаарал тавих шаардлагатайг мэдэрдэг. Ийм их хэмжээний автоматжуулалт байхаа ч тэд янз бүрийн металл жишээ нь хэрэгсэл ба хөнгөн цагаан, мөн үйлдвэрт өргөн тохиолддог нийлмэл материалуудад ч 0.1 миллиметр нарийвчлалтай хэмжилтийг хадгалж чаддаг.

Машин сургалтын загвар ашиглан урьдчилан чанарын баталгаажуулалт

Орчин үеийн машин сургалтын систем нь хооллох төхөөрөмж, шахалт, стекер зэрэг үйлдвэрийн шугам дээрх бүх төхөөрөмжөөс цуглуулсан томоохон хэмжээний мэдрэгчийн өгөгдлийг судалж, түүхий материал огтлох явцад гарч болзошгүй асуудлыг урьдчилан тодорхойлж чаддаг. Эдгээр оюунлаг системүүд материал зузааны өөрчлөлт болон чийгшилтийн хэмжээний хэлбэлзэл зэрэг хүчин зүйлсийг анзаарах үед автоматаар серво моторын тохиргоог өөрчилж, шахалтын хөрөөг дахин тойруулан тохируулдаг. Үр дүн нь өөрөө яриад байгаа юм шиг л - цахилгаан гулсны давхаргуудыг хөдөлгүүрийн цөмийн үйлдвэрлэлд хамгийн их хурдаар үйлдвэрлэх үед ийм жижиг ирмэгийн алдааны хэмжээ ойролцоогоор 40 хувиар буурсан гэж үйлдвэрүүд тайлагнаж байна. Тиймээ, илүү цэвэр огтлолт гэдэг нь үйлдвэрлэлийн дараагийн шатанд цуглуулах үед илүү бага асуудал учрахыг хэлнэ.

Автомашин, бытов техник үйлдвэрлэлийн салбарт дэлхийн хэмжээнд хэрэглэж буй хандлага

Авто машины салбар нь 4.0 дугаар үеийн технологийг бодитоор хэрэгжүүлэхийн тулд ихээхэн хичээж байгаа бөгөөд 2024 оны IMechE-ийн сүүлийн тайлангийн мэдээллээр Европын жижиглэн үйлдвэрлэгчдийн ойролцоогоор гурван хоёр нь цахилгаан баттерейн хайрцаг үйлдвэрлэхэд ухаалаг огтлогчийн системийг ашиглаж эхэлсэн байна. Харин зэрэгцээ нь бытовки үйлдвэрлэгчид ч мөн адил автоматжуулсан огтлолтын шийдлийг ашиглан энерги хэмнэлттэй хөргөгч, орчин үеийн зуухны загваруудад шаардлагатай нарийн олон давхар дулааныг тусгаарлагч материалыг ажиллуулж эхэлсэн. Шинээр гарч ирж буй эдийн засаг дахь явдал хамгийн ихээр анхаарлыг татдаг. Жишээлбэл, Энэтхэг ба Бразил улсад компанийн хувьд бусад газраас ойролцоогоор 25 хувиар хурдан хөрөнгө оруулалтаа буцааж авдаг болсон нь барьж байгаа материал эсвэл HVAC-ийн хэсгүүдийн хэрэгцээнд нийцүүлэн томруулах, багасгах боломжтой модуль хэлбэрийн огтлолтын тохиргоог ашигладагтай холбоотой.

Түгээмэл асуулт

Урт нь огтлох үйлдвэрлэлийн шугам гэж юу вэ?

Урттайгаар таслагчийн үйлдвэрлэлийн шугам нь металлын ороомогийг тодорхой шаардлага дагуу нарийвчлалтай уртаар таслахад зориулж үйлдвэрлэлд ашигладаг систем юм. Энэ нь нарийвчлалыг хангахын тулд дэвсгэр, хооллох төхөөрөмж, хайчлах төхөөрөмж, стекер зэрэг хэд хэдэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг дэвшилтэт системүүдээр удирддаг.

PLC болон HMI-г урттайгаар таслагч шугамд яаж ашигладаг вэ?

PLC (Программуудын логик хяналт) болон HMI (Хүн ба машиний интерфэйс) нь нарийвчлалтай хяналт, автомжуулалтыг хангаж, хурдан тохируулгыг хийх боломжийг олгох бөгөөд суурилуулах хугацааг багасгахад тусалдаг. Тэд үйл явцад оролцож буй бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг бодит цагт илүү сайн синхрончилж ажиллуулдаг.

Орчин үеийн урттайгаар таслагч шугамд IoT сенсоруудыг яагаад ашигладаг вэ?

IoT сенсорууд нь үйлдвэрлэлийн шугамаас бодит цагийн мэдээлэл цуглуулж, үүнийг ашиглан үйл ажиллагааг оновчтой болгох, техник хангамжийн шаардлагыг урьдчилан тодорхойлох, тоног төхөөрөмжийн үр ашгийг сайжруулахад тусалдаг. Энэхүү интеграци нь Industry 4.0 стандартын шаардлагатай нийцүүлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

AI нь урттайгаар таслагч үйл ажиллагаанд хэрхэн хувь нэмрээ оруулах вэ?

AI нь материал ашиглалтыг оновчтой болгох, хаягдлыг бууруулах, үйлдвэрлэлийн процессыг динамик сайжруулах замаар ихээхэн хувь нэмрээ оруулдаг. Энэ нь гарын авлага шаардлагагүйгээр өөрчлөгдөж байгаа нөхцөл байдлуудад тохируулах өгөгдөлд суурилсан аргачлалыг ашигладаг бөгөөд хэцүү материалуудтай ажиллах үед ч өндөр нарийвчлалыг хадгалж чаддаг.

Урт нь тааруулах үйлдвэрлэлийн шугамуудын ирээдүйн чиг хандлага юу вэ?

Ирээдүйн чиг хандлагуудад динамик хуваарийн системд ИНТЕЛЛЕКТҮҮДИЙН НЭГЭН ХЭЛБЭР болон урьдчилан чанарын баталгаажуулалтад машин суралцахийг илүү их хэрэглэх, тэдгээр дэвшилтэт системийг автомашин, гэрийн техник үйлдвэрлэх салбарт газар дунд нийтэд хэрэглэх хандлага орно.