Laten we moedig gaan waar nog geen robot is geweest

FIELD INTELLIGENCE:slimme processen, oplossingen en strategieën

COVID-19 heeft de broosheid van de Amerikaanse productietoeleveringsketen in de schijnwerpers gezet. Om op allerlei soorten crises te kunnen reageren, is op zijn minst het vermogen nodig om de machines die aan de basis van onze economie liggen, snel te repareren of opnieuw op te bouwen.
De veelzijdige ambachtsman of maker van gereedschappen en matrijzen vertegenwoordigt het ideaal van waar we in de toekomst misschien naartoe willen.

De gereedschap- en matrijzenmaker heeft toegang tot vele processen (verspanen, vormen, lassen, warmtebehandeling, enz.) en kan improviseren op basis van beschikbare materialen en onvermijdelijke verrassingen.

Het nadeel van menselijke ambachtslieden is dat ze lang niet zo reproduceerbaar, precies of sterk zijn als machines. Ze kunnen ook niet 24/7 zonder licht werken.
Veel medewerkers en ik hebben een visie op de toekomst gevormd waarin autonome systemen zich in feite kunnen gedragen als bekwame ambachtslieden en nieuwe hulpmiddelen kunnen gebruiken voor subtractieve, additieve, verbindings- en vervormingsverwerking om componenten van gegarandeerde kwaliteit te maken en te inspecteren.

Er zijn twee dingen nodig om deze toekomst te bereiken:een gedeelde visie voor een weg naar hybride autonome productie en nieuwe tools om deze aanpak te realiseren:

Het visiegedeelte

Geïnspireerd door SAE-norm J3016, die niveaus van rij-autonomie definieert, worden niveaus van productie-autonomie voorgesteld.

Niveau 0 staat voor geen automatisering. Niveau 1 omvat CNC-padvolging. Niveau 2 omvat foutcorrectie in gesloten lus. Niveau 3 omvat Industrie 4.0-elementen voor het vastleggen van systeembrede gegevens om beslissingen te nemen.

Niveaus 4 en 5 omvatten meerdere processen (optellen, aftrekken, samenvoegen, casten, etc.) in een geïntegreerd raamwerk. In niveau 4 kan het systeem het onderdeel automatisch fixeren en van het ene proces naar het andere overbrengen.

Het hoogste niveau - 5 - bootst een gesprek na met een bekwame vakman waar afwegingen tussen kosten, prestaties en levertijd kunnen worden besproken en, eenmaal gekozen, uitgevoerd zonder menselijke tussenkomst, terwijl kritieke gegevens worden vastgelegd die de kwaliteit van de componenten garanderen en de ervaring met anderen delen productiecellen.

Nieuwe tools en processen

Deze visie bevrijdt ons van de zeer grote gereedschappen, matrijzen en persen die vaak de doorlooptijd en kapitaaluitgaven bepalen.

In plaats daarvan kunnen we ons meerdere kleine gereedschappen voorstellen om tegelijkertijd aan één onderdeel toe te voegen, te vervormen en te snijden - net zoals meerdere robotmieren die verschillende taken uitvoeren, maar met nauwkeurige dimensionale controle.

Terwijl technische academici zich hebben gericht op de analyse van zeer productieve productieprocessen, zijn er veel kansen in kleinschaliger, sterk gecontroleerde processen.

Veel productieprocessen op basis van eenvoudige en lichte gereedschappen zouden in dit paradigma behoorlijk krachtig kunnen zijn.

Mijn groep ontwikkelt bijvoorbeeld lokale, snelle, solid-state, impactgebaseerde lasprocessen waarbij zeer lichte apparatuur wordt gebruikt.

Omdat ze het materiaal niet verwarmen, is er geen thermische vervorming of degradatie van de materialen en kunnen ze zeer sterke en ongelijksoortige metalen verbinden.

Deze en soortgelijke processen op basis van lichte en agile tools zullen centraal staan ​​in deze nieuwe geautomatiseerde werkplaats.

Met snelle vooruitgang in sensoren, berekeningen, robotica en processen, lijkt het onvermijdelijk dat deze procesinnovaties onze bestaande zeer efficiënte massaproductie zullen aanvullen om complexe producten van hoge kwaliteit te creëren waar en wanneer ze nodig zijn.