Na poti v dobo digitalne proizvodnje

Za brezhibno delovanje digitalnih tovarn prihodnosti bo seveda skrbela napredna programska oprema.

Računalniki so vedno igrali ključno vlogo pri prenosu idej o izdelkih od koncepta do resničnosti. Zmožnost računalniško podprte proizvodnje (CAM), da skrajša čas, potreben za načrtovanje in izdelavo prototipa brez ponovne konfiguracije ali preoblikovanja proizvodne linije, je rešitve CAM vdelala v številne panoge industrije.

Programska oprema CAM prevzema širšo vlogo pri vseh operacijah v tovarnah, vključno z načrtovanjem, upravljanjem, s prevozom in skladiščenjem. Internet stvari (IoT), obogatena resničnost, umetna inteligenca, veriženje podatkovnih blokov in računalništvo v oblaku so pripravljeni, da v ne tako oddaljeni prihodnosti pomenljivo spremenijo proizvodna okolja. Na bolje, seveda. Omenjene tehnologije, ki jih že najdemo v sodobnih tovarnah, omogočajo ustvarjanje popolnoma novih računalniško podprtih proizvodnih modelov, koncept industrija 4.0 pa z njimi prehaja v prakso.

Od industrije 3.0 k 4.0

Bržkone je največja sprememba v novi industrijski revoluciji prehod z opredmetenih sredstev na neopredmetena, saj se industrija vedno bolj opira na digitalno načrtovanje in proizvodnjo. Cilj je povezovanje strojev, procesov in sistemov, ki omogočajo ustvarjanje inteligentnih omrežij, delujočih (pretežno) avtonomno. Primeri vključujejo stroje, ki znajo napovedati lastno okvaro in sprožijo postopke vzdrževanja ali, še bolje, ustrezne aktivnosti v okolju povezanih strojev, da se ti odzovejo na nepričakovane spremembe v delovanju ali, denimo, močno povečano povpraševanje.

Računalniško podprta proizvodnja bo imela koristi od tovrstnega razvoja inteligentnih sistemov, ki bo učinkoviteje zagotavljal želeno kakovost. Vendar ima sama programska oprema CAM še večjo vlogo, saj je del širšega, integriranega postopka zagotavljanja izdelkov in storitev. Če so bili v sedanji industriji 3.0 omrežja in procesi omejeni na eno tovarno, v industriji 4.0 meje posameznih tovarn najverjetneje ne bodo več obstajale. Računalniško podprta proizvodnja bo postajala vse bolj povezana. To bo povzročilo izjemno rast zapletenosti proizvodnih in dobaviteljskih verig, ki jo lahko učinkovito nadzira le kakovostna programska oprema.

Nove metrike uspeha

Trenutno se uspešnost v proizvodnji meri z zagotavljanjem kakovostne storitve ali izdelka z najmanjšimi stroški. Tovarne želijo to doseči z optimizacijo zmogljivosti in prostora. CAM-rešitve nove generacije pa uvajajo še precej bolj kompleksne dejavnike in njihovo spremljanje ter upravljanje. Spremljanje in diagnostika napak bosta povsem drugačna – komponente in sistemi se bodo samodiagnosticirali in samostojno napovedovali potrebe po vzdrževanju, kar bo zagotovilo boljši vpogled v njihovo delovanje in večjo prilagodljivost, predvsem pa zmanjšalo število neprijetnih presenečenj (beri: okvar).

Za računalniško podprto proizvodnjo in internet stvari bo potrebna orkestracija po celotni verigi vrednosti – od razvoja in upravljanja izdelkov, proizvodnje in sestavljanja do zagotavljanja digitalnih storitev in upravljanja storitev. Potreba po orkestraciji bo izražala konvergenco in medsebojni odnos novih tehnologij, ki bodo uresničile to vizijo.

Ključne tehnologije proizvodne prihodnosti

Orodja CAM bodo dobila novo dimenzijo oziroma več le-teh. Za povsem nov pogled na proizvodnjo bodo poskrbeli že številni senzorji in druge naprave interneta stvari, ki bodo zbirali in pošiljali podatke o proizvodnji, programska oprema pa jih bo uredila na pregleden, celovit in interaktiven način, kar bo zaposlenim v tovarnah prihodnosti omogočalo sproten vpogled v sredstva in opremo, kakovost procesov in druge proizvodne vire.

Množični podatki bodo prav tako izvirali iz proizvodnih okolij. Z njimi bodo lahko tovarne optimizirale proizvodne procese, krajšale čas izpadov in se hitreje odzvale na spremembe na trgu. Internet stvari omogoča avtomatizacijo na steroidih, stroji pa se odločajo na podlagi podatkov v realnem času. Računalniško podprta proizvodnja ne bo povezana le s konstrukcijskimi funkcijami, temveč tudi s podatki o zmogljivostih, povpraševanju in izkušnjah kupcev – zato bodo spremembe hitreje prototipirane, analizirane in izvedene.

Podatki in programska oprema v oblaku bodo virtualizirali izdelke in njihove gradnike ter omogočili natančno načrtovanje, razvoj, simulacijo, spremljanje, optimizacijo in servisiranje v povezavi z računalniško podprtim oblikovanjem (CAD) in s proizvodno programsko opremo. Napredek v vektorski obdelavi je olajšal dostavo optično zajetih podatkov za informiranje o proizvodnji in navzkrižno sklicevanje za nadzor kakovosti – to pa je dvignilo uporabnost CAM-orodij na novo raven, zlasti pri projektih s področja gradbeništva.

Kaj sledi?

Vse kaže na dobo digitalne proizvodnje. Ključno za računalniško podprto proizvodnjo je zagotoviti nemoteno povezavo med resničnim svetom in njegovo digitalno različico. Ko vse postane digitalno – poslovni modeli, okolja, proizvodni sistemi, stroji, delavci, izdelki in storitve –, je pot do uresničevanja digitalnih tovarn bistveno lažja.