Een gids voor moderne fabrieksautomatisering en Industrie 4.0 in de productie

Met behulp van automatisering kan elke organisatie processen uitvoeren met weinig of geen menselijke tussenkomst. Automatisering kan een reeks apparatuur aandrijven, die vervolgens in staat is om een ​​verscheidenheid aan doelstellingen te vervullen in een breed scala aan productieomgevingen.

Automatisering is zo effectief omdat het de kwaliteit, output en efficiëntie verhoogt door menselijke hulp te verminderen, waardoor het risico op fouten drastisch wordt verminderd.

In de meest basale vorm maakt automatisering gebruik van een controller, die een gemeten toestand beoordeelt aan de hand van een vooraf bepaalde lijst met waarden om de gewenste omgevingen en voorwaarden te handhaven die nodig zijn voor efficiëntie.

Industriële automatisering

Automatisering in industriële omgevingen gebruikt een besturingssysteem, zoals een computer, en enorme hoeveelheden gegevens om apparatuur en processen binnen een productieomgeving te beheren. Bedrijven in deze branche zijn altijd op zoek naar manieren om de output, productiviteit en efficiëntie te verhogen; automatisering houdt machines in een bepaalde gemeten staat.

De meeste geautomatiseerde productielijnen bestaan ​​uit werkstations en een transfersysteem dat een artikel door verschillende productiefasen beweegt, waarbij een verscheidenheid aan verschillende tools wordt gebruikt om het doel of het uiterlijk van het product te veranderen.

Een logische controller houdt toezicht op dit proces door de volgorde te beheren waarin de machines worden gebruikt en hoe lang elke machine aan het product moet werken.

Bedrijven kunnen automatiseringsinfrastructuren gebruiken voor productie, raffinage en de productie van individuele onderdelen, evenals de assemblage van het eindproduct, waar nodig.

Verschillende fabrieksautomatiseringssystemen

Er zijn vier verschillende soorten automatisering, elk met een specifiek doel:

• Flexibele productiesystemen (FMS) – Door gebruik te maken van FMS kunnen productielijnen de mogelijkheden van programmeerbare systemen uitbreiden om een ​​omschakeling mogelijk te maken zonder of met minimale vertraging in de productie.

• Programmeerbaar – Programmeerbare automatisering stelt bewerkingen in staat om het hele productieproces aan te passen en opnieuw te ordenen om rekening te houden met afwijkingen in het eindproduct, zoals kleurveranderingen in bijvoorbeeld kinderspeelgoed. Deze oplossing maakt gewoonlijk gebruik van numerieke besturingswerktuigmachines die door computerprogramma's worden uitgevoerd om verschillende batches te produceren, ongeacht de afwijking.

• Stijf, vast of hard – Zoals de naam al doet vermoeden, zijn deze systemen gedurende het hele productieproces vast en kunnen ze niet zonder veel omwenteling worden gewijzigd. Deze output is over het algemeen beperkt tot productielijnen die afzonderlijke artikelen in grote hoeveelheden produceren, zoals autofabricage.

• Computer-geïntegreerde productie (CIM) – Computergeïntegreerde productiesystemen omvatten alle fabrieksgerelateerde automatiserings- en productieprocessen die afhankelijk zijn van een computersysteem. CIM-systemen omvatten meestal het volgende:

– Geautomatiseerde kranen en transfersystemen;
– Gereedschapsmachines voor numerieke besturing;
– CAD- en CAM-integratie;
– Computerondersteunde planning;
– Computerondersteunde planning en productie;
– Machinesystemen;
– Robotica.

Industrie 4.0

Industrie 4.0, ook wel bekend als de vierde industriële revolutie, of gewoon slimme productie, is het gebruik van automatisering en datasets in een productiescenario. Dit zeer intuïtieve en onderling verbonden proces stelt productielijnen in staat om te voldoen aan de eisen van een steeds veranderende industrie.

Binnen de grenzen van een Industrie 4.0-omgeving kan nu elke zelfstandige activiteit met toenemende snelheid en nauwkeurigheid worden gekoppeld aan elk ander proces, waardoor waarde wordt toegevoegd aan de hele operatie.

Industrie 4.0 bestaat uit de 'Negen pijlers van technologische vooruitgang', waar we het hieronder in meer detail over zullen hebben:

• Pijler één:Additive Manufacturing – Additive manufacturing is een andere term voor 3D-printen, waarbij producten worden gemaakt met behulp van 3D-technologie door lagen te creëren die een heel object vormen. Deze technologie wordt vaak gebruikt voor kleine batches op maat gemaakte producten, lichtgewicht machineonderdelen en prototypewerk.

• Pijler twee:Augmented Reality (AR) – AR is perfect voor het lokaliseren van problemen binnen een machine en voor trainings- en diagnostische doeleinden.

• Pijler drie:autonome robotica – Robotica heeft het vermogen om hun kerndoelstellingen te wijzigen op basis van het stadium waarin de productie zich bevindt. Naast veilig werken in een door mensen gemaakte omgeving, kunnen robots ook met elkaar communiceren.

• Pijler vier:big data en analyse – Er zijn grote hoeveelheden gegevens en analytische middelen nodig om de efficiëntie te produceren waar elk bedrijf naar hunkert. Productielijnen kunnen in elke fase van de keten gegevens verzamelen om hun processen te verbeteren en middelen opnieuw in te zetten waar zij dat nodig achten.

• Pijler vijf:de cloud – Productie vereist samenwerking die verder gaat dan de grenzen van het bedrijfsterrein, wat betekent dat snelle cloudcomputing nodig is voor het verzamelen, analyseren, opslaan en monitoren van gegevens.

• Pijler Zes:Cyberbeveiliging – Industrie 4.0 heeft alles te maken met het overstappen van traditioneel gesloten processen naar een meer eigentijdse en verbonden omgeving. Dit vereist echter meer geavanceerde niveaus van gebruikerstoegang en een grotere afhankelijkheid van cyberbeveiliging van het netwerk.

• Pijler zeven: Horizontale en verticale systeemintegratie – Systeemintegratie is de volledige harmonisatie van alle activa in de toeleveringsketen. Een productielijnmanager wil bijvoorbeeld misschien andere delen van de toeleveringsketen in de gaten houden, zoals informatie van retailorganisaties of productieafdelingen.

• Pijler Acht:Internet of Things (IoT) – IoT-sensoren zijn aanwezig in veel bedrijfsmiddelen langs de productielijn en in de controlecentra. Deze assets kunnen dan met elkaar communiceren om het productiepersoneel een diepgaand inzicht te geven in de werking van de productielijn. Dit wordt vervolgens naar de cloud gestuurd en gebruikt voor voorspellend onderhoud.

• Pijler negen:simulatie – 3D-simulaties van producten, materialen en procedures kunnen gebruikmaken van realtime gegevens, die vervolgens worden gebruikt om deze om te zetten in een virtueel model van de gehele productie-operatie.