Орчин үеийн цаасан аяга үйлдвэрлэх машинуудын хөгжилд нөлөөлсөн дэвшилтэт технологийг судлах

Автоматжуулалт ба Хиймэл Оюун Ухааны Интеграцчлал Цаасан аяга үйлдвэрлэх машин Үйл ажиллагаа

Цаасан аяга үйлдвэрлэх машиний үйл ажиллагааг оновчтой болгоход хиймэл оюун ухааны үүрэг

Өнөөгийн цаасан аяга үйлдвэрлэх тоног төхөөрөмж нь хэмжилтийн багажаар мэдээллийг бодит цагт хүлээн авч, халуун, даралт, материал оруулах хурд зэрэг параметрүүдийг зохицуулахын тулд хиймэл оюун ухааныг ашигладаг. Араагийн ухаалаг алгоритмууд нь аяга зохистойгоор хэлбэржих тохиромжтой мужид байлгахад тусалж, хуучин арга барилаас харьцуулахад материалын алдагдлыг ойролцоогоор 25-30% хүртэл бууруулдаг. Мөн нэг давуу тал нь эдгээр ухаалаг системүүд элэгдэлтэд орж эхэлсэн деталь буюу хэсгийг урьдчилан таамаглаж чаддаг тул техникчид юуны өмнө засварын ажлыг хийх цагийг тодорхойлох боломжтой. Ийм таамаглалт засвар үйлчилгээ нь тоног төхөөрөмжийн амьдралын хугацааг сунгах, үйлдвэрлэлийн шугамыг мөн илүү удаан хугацаанд зогсолтгүй ажиллуулахад тусалдаг бөгөөд энэ нь мөнгө, цаг хэмнэхэд нөлөөлдөг.

Автомжуулалт цаасан аяга үйлдвэрлэх явцад хүний оролцоог хэрхэн бууруулах вэ

Орчин үеийн автоматжуулсан цаасан аяга үйлдвэрлэх шугамд ухаалаг сенсорууд болон машин зураглалын технологи нь хуучин гар ажиллагааны шалгалтыг бараг бүрэн орлохоор болсон. Эдгээр өндөр нарийвчлалтай камерийн системүүд минутанд 1200-аас дээш аягыг шалгаж, хажуугийн ирмэг муутай эсвэл таглах хэсэг муу битүүрсэн зэрэг алдааг илрүүлэх чадвартай бөгөөд ингэснээр хүний шалгагч ямар ч тохиолдолд таарах боломжгүй. Автоматжуулсан шалгалт руу шилжих нь ажиллагчийн зардлыг бууруулахад нэмэлтээр хүний ​​гаргах алдааг бараг бүрэн арилгана. Зарим дээд ангийн системүүд өөрөө тохируулагдах боломжтой байдлаар гурваас дээш өдөр тасралтгүй ажиллаж чаддаг бөгөөд чанарын хяналт болон үйл ажиллагааны үр ашгийг анхаардаг үйлдвэрлэгчдэд маш ихээр тусалдаг.

Тохиолдол: Бүрэн серво загварууд дахь хиймэл оюун ухааныг ашигласан гэм буруу илрүүлэх

2023 онд хийгдсэн зарим туршилтуудад, нэг том үйлдвэрлэлийн компани бүрэн автоматжуулсан цаасан аяга үйлдвэрлэх машинуудад гарч буй дутагдалтай талыг олохын тулд хиймэл оюун ухааны системийг ашигласан бөгөөд энэ нь хүртэлгүй зогсолтыг ойролцоогоор 40%-иар бууруулж чадсан. Энэ системийг ялгагч зүйл бол зэрэг 15-аас илүү хүчин зүйлсийг шалгаж байгаа юм. Жишээ нь: агаарын чий, хэр хэмжээний наалдамхай байгаа нь, сервожоны үзүүлж буй хүч гэх мэт. Эдгээр бүгдийг өмнөх бичлэгтэй харьцуулан шалгаж, аливаа хэ unusual зүйлийг зөвхөн 1 секундын дотор илрүүлдэг. Үр дүнд нь, Нийт Тоног Төхөөрөмжийн Үр Ашгийн (OEE) үзүүлэлтэд маш сайн сайжрал гарч, ийм оюунлаг хяналтын боломжийг багтаасан байгаагүй хуучин загварын машинуудаас 22 хувийн цэгээр илүү өсөлттэй байлаа.

Ажиллагааны тогтвортой байдлыг сайжруулахын тулд оюунлаг хяналтын системийн чиг хандлага

Одоогийн үед зузаан нь метр квадратад мөн таван граммаас хамаарч ирмэгийг бөхийлт давхины даралтыг автоматаар тохируулдаг оюунлаг алгоритмууд, дулааны сенсор ба хэлбэлзлийн шалгалт замаар хийгдэж буй урьдчилан сэргийлэх засвар, урт хугацааны үйлдвэрлэлтийн явцад цахилгаан эрчим хүчний хэрэглээг ойролцоогоор арван найман хувиар бууруулах онцлог шинж чанарууд зэрэг нэмэлт сайжруулалтууд байдаг. Эдгээр бүх шинэчлэлтүүд нь жижиг үйлдвэрүүдийг хамгийн ихэнх хугацаанд онлайн байдалд байлган, хоосон явдлын хувийг хагас хувиас бага байлгах боломжийг олгоно. Энэ нь улсын хэмжээнд хоолны сав баглаа боодол үйлдвэрлэгч компаниудын том захидалыг хангахад маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Серво Жолоодлогот Нарийвчлал ба Өндөр Хурдны Үйлдвэрлэлийн Механизмууд

Механикаас Дижитал руу: Цаасан Аяга Хэлбэрлэх Тоног Төхөөрөмжийн Технологийн Хөгжил

Цаасан аяга үйлдвэрлэх машиний үйлдвэр нь тэр урт хугацаанд хөдөлгүүр, шат, амраар бүрдсэн, эргэх бүртээ чимээ гаргадаг механик системийн өнгөц үеэс маш их зүйл хийж чадсан. Тухайн үед эдгээр анхны машинуудын хурд минутанд дунджаар 80-100 аягатай байсан бөгөөд тасралтгүй тохируулга шаарддаг байв. Одоо үед ийм машинуудын оронд хурдан нарийвчлалтай серво технологийг ашигласан цифрийн хувилбарууд гарч ирсэн бөгөөд минутанд 400-с дээш аяга үйлдвэрлэж, хэмжээний нарийвчлалыг ±0.05 мм-ийн дотор хадгалж чаддаг болсон. Өнгөрсөн жил автомжууллын инженерүүдийн хийсэн судалгаанд илэрсэнээр шинэ системүүд хуучин хариугаараа харьцуулахад механик изнасыг гуравны хоёроор бууруулдаг байна. Ийм үр ашгийг хамгийн ихээр ашиглахыг хүсч буй үйлдвэрлэгчид зогсолт, засварын зардлыг бууруулахад энэ ихээхэн нөлөө үзүүлдэг.

Серво мотор ба өндөр хурдны үйлдвэрлэл нарийвчлалын үйлдвэрлэлийг боломж болгодог

Ач холбогдол бүхий куп формжүүлэх үйл явцад серво моторууд эргэлтийн нарийвчлалыг зөвхөн 0.01 мм хүртэл хүргэж чаддаг. Эдгээр моторууд үргэлжилсэн ажиллаж байх үед ч ажиллаж буй температурыг 45 градусаас доош барьж чадах ухаалаг хөргөлтийн системийн тусламжтайгаар хүйтэн байдаг. Өмнөх моторын загваруудтай харьцуулахад энергийн хэрэглээг ойролцоогоор 22% бууруулдаг сэргээгч түрүүлэх технологийн нэг давуу тал нь болно. Моторууд материаллын зузаан ±5%-ийн өөрчлөлтөнд үе шат дамжин тохируулагдах моментийг тохируулах чадвартай адаптив тохируулгын функцтэй. 2024 оны сүүлийн үеийн мэдээллийг үзэхэд, ийм дэвшилтэт серво системийг нэвтрүүлсэн үйлдвэрлэгчид хоол хүнсний зэрэглэлийн сав баглаа боодолд нарийвчлал маш чухал байдаг хэрэглээнд формжүүлэлтийн тогтвортой байдлыг ойролцоогоор 18% сайжруулсан.

Дулаан ба даралтын хяналттой хөндий таглах, ёроолгын хэсгийн таглах

Өнөөгийн таглах системүүд нь ойролцоогоор 50-200 градус Цельсийн хооронд ажилладаг инфра улаан туяаны температурын хяналтыг PID-ээр удирдлагддаг даралтны актюаторуудтай хослуулан, нөхцөл байдал өөрчлөгдөх үед ч таглалтын чанарыг тогтвортой байлгах зорилгоор ажилладаг. Энэ хослол нэгэн зэрэг олон асуудлыг шийдэхэд маш сайн үр дүнтэй байдаг. Энэ нь бид бүгд танил, дуртайн халуун уух зүйлсийн аяганд гардаг саад болдог полиэтиленээр дамжуулан зүйл алдаж гарахаас сэргийлдэг. Мөн цацраг хэлбэртэй загваруудыг хооронд нь тавихад тохиромжтой муруйлтын таталтыг хадгалж байхад тусалдаг. Түүнчлэн хурдан нэвтрүүлэлттэй үйлдвэрлэлийн явцад гардаг онгойцоор наалтны бохирдол үүсэхээс сэргийлдэг. Олон бүсийн термик профилийн тохируулга одоо дээд түвшний үйлдвэрлэгчдийн хувьд стандарт практик болсон бөгөөд тэдгээрийн таглалтын доголдлын түвшин энэ үедээ 0.2 хувиас бага болжээ. Үйлдвэрлэлийн салбарын жишиг үзүүлэлтээр үзэхэд энэ нь 2010-ээд оны эхэн үеийнхээс дөрөв дахин илүү сайн үр дүн юм.

Мэдээллийн цэг: Бүрэн серво загваруудад таглалтын бат бөх чанар 99.6% (2023)

2023 оны бүрэн сервож дамжуулагчийн загварын гуравдагч талын шалгалт чанарын ач холбогдолтой сайжруулалтыг илчилсэн:

Тооноор	2020 оны загвар	2023 оны загвар	Зөвлөх
Силдийн ажиллагаа алдагдах хувь	1.8%	0.4%	4.5×
Даралтын тогтвортой байдал	±12%	±3%	300%
Сэлдэх тутамд зарцуулагдах энерги	18J	9J	50%

Эдгээр ахиц нь FDA-ийн стандартад нийцэхийг дэмжиж, өндөр ачаалалтай орчинд 97% ба түүнээс дээш хугацаанд ажиллах боломжийг олгоно.

Оюунлаг үйлдвэрлэлийн IoT болон бодит цагийн хяналт

Урьдчилан сэргийлэх засвар, алсын диагностикийн зориулалтаар IoT-ийг нэгтгэх

Одоогийн цаасан аяга үйлдвэрлэх машинуудын доторх дулааны шовх, серво мотор болон бусад чухал хэсгүүдийг Оюун ухаант зүйлсийн интернетэд (IoT) холбогдсон мэдрэгчид одоогоор тасралтгүй хянах болсон бөгөөд секунд тутамд ойролцоогоор 200 мэдээллийн бит цуглуулдаг. Эдгээр оюунлаг системүүд нь машины хувьд хэлбэлзэл, температур, даралтын өөрчлөлтийг судалдаг урьдчилан таамаглаж болох алгоритмуудыг ажиллуулдаг. Тэдгээр нь юу нэгэн зүйл гэнэт гэмтэхээс гурван өдрийн өмнө чиглэлээ алдсан эсвэл износод орсон хөдөлгүүр зэрэг асуудлыг илрүүлж чаддаг. Өнгөрсөн жилийн судалгаагаар ийм технологийг ашигладаг компаниуд сав баглаа боодлын тоног төхөөрөмж дээрх хүртэл тооцоогүй зогсонги байдал 30 хувиар буурсан байдаг. Үйлдвэрлэгчид эрт өгүүлсэн анхааруулга авбал үйлдвэрлэл явагдаж байх үед гарч болох өртөг ихтэй гэнэтийн асуудлуудтай тэмцэхийн оронд энгийн зогсолтын үеэрээ засвар үйлчилгээний ажлыг төлөвлөж чаддаг. 2024 оны Хамгийн шинэ Оюунлаг Үйлдвэрлэлийн тайлангийн мэдээллээр хэрэглэгчдийн талбарт очихгүйгээр цахилгаан механик дэх асуудлын бараг аравны есийг нь техникчид хиймэл оюунтай диагностикийн хэрэгслээр засаж чаддаг болжээ. Энэ нь үйлчилгээний зардлыг хувиар бууруулж, харьцуулахад хуучин арга замаас хоёр дахин бага зардал шаарддаг.

Үйлдвэрлэлийн нээлттэй байдлыг сайжруулах, бодит цагийн хяналтын самбар

Орчин үеийн IoT платформууд нь үйлдвэрлэлийн шугамууд дээрх гарц, савлалтын чанар, цахилгаан хэрэглээ зэрэг чухал хүчин зүйлсийг төвлөрсөн самбарын тусламжтайгаар хянах боломжийг олгодог. Аль ч параметр хэвийн түвшинээсээ 2 хувиас илүү хазайх үед ажилчид мэдэгдэл авдаг тул юу ч буруу болохоос өмнө шуурхай засвар хийх боломжтой. McKinsey-н саяхны судалгаанд оролцсон ойролцоогоор 120 өөр үйлдвэрүүдийг судалснаар зөөлөн савалгаа үйлдвэрлэх үйлдвэрүүд IoT-г ашиглан хяналт тавих замаар тогтвортой ажиллагааг 22 хувиар сайжруулсан байна. Энэ нь машин механизм тэгшилгээний ирмэгийг боловсруулах үеийн температурыг илүү нарийвчлалтай удирдах, цаасны таталтын чангарлыг нарийвчлан тохируулах зэрэг нарийн төвөгтэй асуудлуудыг илүү сайн удирдах боломжтой болсонтой холбоотой юм. Системүүд үйл ажиллагааны бүх бичилтүүдийг автоматаар үүсгэдэг бөгөөд хоол хүнсний аюулгүй байдлын хатуу шаардлагуудад нийцэхэд тусалдаг. Ирээдүйн таамаглалд үлдээд биш одоо явагдаж буй зүйлсийг харвал, өнөөгийн хурдан хөгжих үйлдвэрлэлийн ертөнцөд урд түрүүнд байхыг хүсч буй ихэнх үйлдвэрлэгчид асуудал гарахаас өмнө лабораторийн шинжилгээ хийх шийдэл рүү шилжихийг харж болно.

Бүрэн автомат ба Хагас автомат цаасан аяга үйлдвэрлэх машинууд: Техникийн харьцуулалт

Автомжуулалтын түвшинд ялгаатай: Гарц, өртөг, засвар үйлчилгээ

Бүрэн автомат ба хагас автомат цаасан аяга үйлдвэрлэх машинууд нь гарц, өртөг болон засвар үйлчилгээний шаардлагад ихээхэн ялгаатай. Бүрэн автомат систем нь минутанд 200–300 ширхэг аяга үйлдвэрлэж, 1%-аас бага хаягдал үүсгэдэг бол хагас автоматаар 30–50 ширхэг/минут үйлдвэрлэдэг бөгөөд чанарын шалгалтыг гар аргаар хийх шаардлагатай. Эхний хөрөнгө оруулалт болон үргэлжид өртөг энэ ялгааг тусгадаг:

Тооцооллын стандарт	Дөнгөж эрчимтэй	Хагас автоматик
Тохируулгын зардал	$120,000–$450,000	$25,000–$80,000
Ажилчинд зарцуулах өртөг/сар	$2,000–$5,000	$6,000–$10,000
Сэргээх үйл ажиллагааны төвөгтэй байдал	Өндөр (мэргэжлийн техникч шаардлагатай)	Бага (ажиллуулагчийн удирдлага)

Эхний зардал илүү өндөр байхаас харамгүй, бүрэн автоматжуулсан машинууд нь хэмжээгээрээ илүү эдийн засгийн үр дүнтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч бага бизнесийн хувьд, ялангуяа хөдөлмөрийн зардал багатай бүс нутгуудад хагас автоматах загварууд ашиглах нь боломжтой үлдсэн. (Intellectual Market Insights 2023)

Үйлдвэрлэлийн багтаамж ба үр ашгийг: Бүрэн серво vs хагас серво систем

Битүү тасалгааны термоконтролоор бүрэн серво систем нь 99,6% уялдаа холбоог хангаж чаддаг бөгөөд 2023 оны судалгаагаар баталгаажсан. Бүрэн автоматжуулсан машинууд нэг ланы хагас автоматах төхөөрөмжид харьцуулахад гарцыг дөрвөөр нэмэгдүүлэх олон ланы боловсруулалтыг ашигладаг. Эрчим хүчний ашиглалтын хувьд:

• Бүрэн серво: Дээд үе шатанд 18–22 кВт-цаг
• Хагас серво: 8–12 кВт-цаг, гэхдээ гар ажиллагааны ихэвчлэн зогсолттой

Саяхны үйлдвэрлэлийн шинжилгээ автомжуулсан системүүд ихэвчлэн өндөр анхны хөрөнгө оруулалтаа 60% нь ашиглагдаж байх үед 18–24 сарын дотор нөхөн төлөвшилдөг.

Хагас автоматах машин бүрэн автоматжуулсан машинаас илүү ажиллах тохиолдол

Хагас автоматаар ажилладаг машинууд нь зохиомжлон хийх боломжийг сайн олгох бөгөөд 50 мл-ээс бага эмнэлгийн аяга эсвэл 500 мл-ээс дээш тусгай хэмжээт чиглэл зэрэг захидалт захиалгын хувьд илүү тохиромжтой. Дараах давуу талуудтай:

1. Тоног төхөөрөмжийг хурдан солих (автомжуулсан системд 2–4 цаг авдаг бол энд 15 минутаас бага)
2. 5,000 ширээс доош хэмжээтэй бага серийн нийлүүлэлтэнд тохиромжтой
3. PET-ээр давхарласан эсвэл задран задардаг PLA давхаргууд зэрэг гибрид материалтай нийцтэй

А 2024 оны уян хатан ажиллах чадварын судалгаа хагас автоматаар ажилладаг машинууд бага хэмжээний серийн үед тохируулгын үед гарах хаягдлыг 37%-иар бууруулдаг байв. Эдгээр загварууд жилдэх 10 саяас доош нэгж шаарддаг, эрэлт нь хэсэгчилсэн байдаг хөгжиж буй эдийн засаг дахь онцлог зах зээлд ноёрхдог.

НӨАТ-ын хэсэг

Цаасан аяганы машинд хиймэл оюун ухаан ямар нөлөө үзүүлэх вэ?

Хиймэл оюун ухаан нь бодит цагт тохируулгыг хийж, материал хаягдах, техникийн үйлчилгээ шаардлагыг урьдчилан тодорхойлох, хүлээгдээгүй зогсолтыг багасгах замаар үйл ажиллагааг илүү сайжруулдаг.

Автомжуулалт нь үйлдвэрлэлд хүний оролцоонд ямар нөлөө үзүүлэх вэ?

Автомжуулалт нь гар ажиллагааны шалгалтыг багасгаж, ажилтны зардлыг хэмнэх болон өндөр нарийвчлалтай камерийн системийг ашиглан үйл ажиллагааны үр ашгийг сайжруулдаг.

Бүрэн болон хагас автоматаар ажилладаг цаасан аяга үйлдвэрлэх машинуудын ялгаа юу вэ?

Бүрэн автомат машинууд нь илүү их гарц, үр ашгийг хангах бол хагас автомат загварууд нь захидалт үйлдвэрлэлд уян хатан хандаж, жижиг партийн хувьд илүү бага зардал шаарддаг.