Een Robuuste Toeleveringsketen Bouwen: Hoe Geschoolde Werkzeug- en Vormmakers Innovatie Drijven

FIELD INTELLIGENCE: Slimme Processen, Oplossingen & Strategieën

COVID-19 zette een spotlight op de broosheid van de VS productietoeleveringsketen. Reageren op crises van vele typen vereist, ten minste, de capaciteit om snel de machines te repareren of herbouwen die de fundering van onze economie zijn.
De multi-geschoolde ambachtsman of werktuig- en vormmaker vertegenwoordigt het ideaal van waar we in de toekomst naartoe willen gaan.

De werktuig- en vormmaker kan toegang krijgen tot veel processen (bewerken, vouwen, lassen, warmtebehandeling, etc.) en kan improviseren op basis van beschikbare materialen en onvermijdelijke verrassingen.

Het nadeel van menselijke ambachtslieden is dat ze niet bijna zo reproduceerbaar, precies of sterk zijn als machines. Noch kunnen ze lights-out, 24/7 werken.
Veel medewerkers en ik hebben een visie van de toekomst gevormd waar autonome systemen basis kunnen handelen als geschoolde ambachtslieden en nieuwe tools gebruiken voor subtractieve, additieve, verbindende en deformatie verwerking om gegarandeerde-kwaliteit componenten te maken en te inspecteren.

Twee dingen zijn nodig om deze toekomst te bereiken: een gedeelde visie voor een pad naar hybride autonoom productie en nieuwe tools om deze aanpak te actualiseren:

Het visie deel

Geïnspireerd door SAE standaard J3016, die autonomen rijden niveaus definieert, worden niveaus van productieautonomie voorgesteld.

Niveau 0 vertegenwoordigt geen automatisering. Niveau 1 omvat CNC pad-volgen. Niveau 2 omvat gesloten lus foutcorrectie. Niveau 3 omvat Industry 4.0 elementen van systeembrede data vastleggen om beslissingen te nemen.

Niveaus 4 en 5 omvatten meerdere processen (toevoegen, aftrekken, verbinden, gieten, etc.) in een geïntegreerd framework. In Niveau 4 kan het systeem automatisch het component fixeren en overbrengen van het ene proces naar het andere.

Het hoogste niveau—5—namat een gesprek met een geschoolde ambachtsman na waar afwegingen tussen kosten, prestaties en levertijd besproken kunnen worden en, eenmaal gekozen, uitgevoerd zonder menselijke interventie terwijl kritieke data wordt vastgelegd die componentkwaliteit garandeert en de ervaring gedeeld wordt met andere productiecellen.

Nieuwe tools en processen

Deze visie bevrijdt ons van de erg grote tools, vormen en persen die vaak de levertijd en kapitaaluitgaven bepalen.

In plaats daarvan kunnen we ons meerdere kleine tools voorbij toevoegen, vervormen en snijden die simultaan op één onderdeel werken—veel als meerdere robotmieren die diverse taken doen maar met precieze dimensionale controle.

Terwijl engineering academici zich gevestigd hebben op de analyse van hoogproductieve productieprocessen, is er veel kans in kleinere-schaal, hooggecontroleerde processen.

Veel productieprocessen gebaseerd op eenvoudige en lichte tools kunnen in dit paradigma krachtig zijn.

Bijvoorbeeld, mijn groep ontwikkelt lokale, hoge-snelheid, vastestof, impact-gebaseerde lasprocessen die zeer lichte apparatuur gebruiken.

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

Deze en vergelijkbare processen gebaseerd op lichte en vluchtige tools zullen centraal zijn in deze nieuwe geautomatiseerde werkplaats.

Met snelle vooruitgang in sensoren, berekeningen, robotica en processen, lijkt het onvermijdelijk dat deze procesinnovaties ons bestaande zeer efficiënte massa-productie zullen complementeren om complexe hoog-kwaliteit producten te creëren wanneer en waar ze nodig zijn.