Van Concept tot Mainstream: De Opkomst van Moderne Productietechnologieën

Door Bob Beckmann, artikel voor Ag Innovator Magazine.

Toen Henry Ford zijn productielijn zo'n 100 jaar geleden optimaliseerde, verlieten de veranderingen en vooruitgang die hij maakte snel de vier muren van zijn fabriek en werden de brandstof voor een industriële revolutie die we sindsdien optimaliseren.

Nu zien we veranderingen gedreven door technologie. Concepten die 10 jaar geleden dromen waren, zijn vandaag onderdeel van onze fabrieksoperaties. Het is moeilijk te voorstellen dat we leven in een wereld met telefoons die meer rekenkracht hebben dan een Apollo-ruimtecapsule. We hebben dingen beschikbaar die George Jetson niet zou geloven. Technologie beweegt met een snelheid die de meesten van ons achtervolgt in plaats van bij te houden.

Productie ervaart groeipijnen als het aankomt op technologie. Fabrieken die 70 jaar op dezelfde manier hebben gewerkt, zijn nu gedwongen zich aan te passen aan een wereld van customization en onmiddellijkheid. Het is een echte industriële revolutie, en als geschiedenis ons iets heeft geleerd, is een volgend niveau van technologie op het punt om de sprong te maken van de grote operaties naar kleine en middelgrote fabrieken wereldwijd.

Hier verkennen we wat enkele van deze technologieën zijn en hoe ze worden gebruikt.

Digitale Operaties

Hoewel sommige bedrijven nog steeds grootboeken en spreadsheets gebruiken, is de digitale trend om over te stappen op een robuust ERP-systeem dat kan helpen bij het beheren van de operaties van een bedrijf. Alles van grondstoffen tot eindproducten worden georganiseerd met deze systemen, en ze kunnen zelfs worden gebruikt om de echte kosten van een eindproduct te vinden.

Toeleveringsketen

Een persoon kan nu een auto online bestellen. Ze kunnen het model en elke optie die ze willen invoeren. Ze drukken op de "kopen"-knop en onmiddellijk gaat het bedrijfssysteem aan de slag. Vaarwel met de dagen van de planner, de inkoopmanager, de planner en het papierwerk. Nu worden de gegevens onmiddellijk naar de fabriek gestuurd, evenals de eerste- en tweedelijnsleveranciers, en terug naar de klant. Productiedata worden snel bevestigd, de onderdelen worden besteld, en de klant weet precies wanneer hun nieuwe voertuig zal arriveren. Ze kunnen zelfs online gaan en precies zien waar in het productieproces het voertuig staat.

Engineering/Digitale Fabrieksvloer

De dagen van tekeningen vervagen snel. Nu worden CAD-modellen gecreëerd in de engineering-afdeling en die modellen worden gebruikt om onderdelen te maken. De bestanden worden naar de vormmaker gestuurd—of het bewerkingscentrum of 3D-printer—en het proces begint. Wanneer de afgeronde onderdelen arriveren, worden dezelfde modellen gebruikt voor inspectie (soms gedaan met digitale vergelijkingslasers) en de monteur gebruikt een scherm op hun station om dezelfde modellen te zien om te zorgen dat de eindonderdelen correct samengesteld worden.

Cyberbeveiliging

Met al deze gegevens, moet elk bedrijf zich scherp bewust zijn van de dreigingen die hun bedrijf tegenover staan. Dit gaat niet over iemand die uw productiegegevens steelt, maar over iemand die het meest waardevolle ding op uw computer steelt—uw geld.

Elk bedrijf heeft een lijst met huidige (en enkele vroegere) werknemers. Ze hebben die werknemers naam, adres, telefoonnummer, sociaalfiscale nummer en waarschijnlijk hun bankrekeningnummer voor loonstorting. Oh, wat een schat voor een slechterik!

Wanneer was de laatste keer dat u een echte cyberbeveiligingstest van uw systeem had? U kunt zeggen dat u oké bent omdat uw computers up-to-date antivirussoftware hebben, maar wat met die computer op de fabrieksvloer die draait op Windows 95 omdat de machine waar het aan vastzit nooit geüpgraded is?

3D-printen/Additieve Productie

De technologie voor additieve productie (AM) is al een paar decennia beschikbaar maar was alleen beschikbaar voor bedrijven die diepe zakken hadden en staand gebruik. Nu zijn versies van dit type apparatuur beschikbaar in dooswinkels of online. Het is zo mainstream geworden dat het in basisscholen wordt gebruikt. Het gebruik ervan in de productie was zelfs vijf jaar geleden zeldzaam, maar vandaag is het de snelst groeiende technologie-upgrade in productie-operaties. Hier is waarom:

Kostensenkingen: Omdat onderdeelproductie met additieve productie geen opstel- en toolingkosten vereist, worden productiekosten alleen geleden voor de onderdelen zelf op het moment dat ze geproduceerd worden.zelfs kleine productieruns en eenmalige stukken voegen geen kosten toe. Bovendien kunnen systeemonderdelen die ontworpen zijn voor optimale functie vaak als een enkel onderdeel gerealiseerd worden, wat montage en kwaliteitszorg vereenvoudigt.

Lichtgewicht ontwerp: Intelligente gefabriceerde onderdelen die laser sinteringsprocessen gebruiken combineren hoge sterkte met een gewichtsvermindering van 40 tot 60 procent. De materiaalbesparingen vertalen zich in meer flexibiliteit in ontwerp en engineering. Als resultaat consumeren auto's of vliegtuigen aanzienlijk minder brandstof en stoten minder koolstofdioxide uit.

Geen Tooling: 3D-printtechnologie maakt maximale flexibiliteit in productieplanning mogelijk. Bovendien vereisen productieprocessen zonder tools minder energie en grondstoffen dan conventionele productie-operaties. Gewijzigde onderdelen, upgrades en reservedeel kunnen op aanvraag geproduceerd worden, wat de noodzaak voor opslag wegneemt. Houd deze industrie in de gaten. Nieuwe materialen zoals metalen, epoxiden, kunststoffen, keramiek en zelfs voedsel worden nu geprint. Dus als uw bedrijf deze technologie in het verleden heeft overgeslagen, wilt u misschien zien wat er veranderd is sedert u dit artikel begon te lezen!

Virtuele Realiteit/Toegevoegde Realiteit

Virtuele realiteit (VR), soms aangeduid als toegevoegde realiteit (AR), treedt snel toe in de productieomgeving. Deze snelle groei zou meer leveranciers moeten doen instroom in het veld, wat de kosten verlaagt en de technologie meer toegankelijk maakt.

VR wordt gedefinieerd als "een driedimensionale, computergenererde omgeving die kan worden verkend en geïnteracteerd door een persoon. Die persoon wordt deel van deze virtuele wereld, of wordt ondergedompeld in deze omgeving, en terwijl daar, in staat is om objecten te manipuleren of een reeks acties uit te voeren."

Hoe baat VR de productiesector? Door werknemersveiligheid te verbeteren, betere producten te creëren en fabrikanten geld te besparen. Hier is waarom:

Verbetering Werknemersveiligheid. Hoewel de productiesector haar veiligheidsprogramma's dramatisch heeft verbeterd over de jaren, is elk letsel of dodelijk slachtoffer er een te veel. VR stelt fabrieksmanagers in staat om het productieproces en productielijnconfiguraties te simuleren, potentiële gevaarlijke situaties te identificeren. Virtuele realiteit kan ook een werknemer onderdompelen in een toekomstig werkstation, dan de bewegingen van de werknemer vastleggen om taaluithaalbaarheid en vaardigheid te evalueren. Met VR heeft autogigant Ford de ongevallenratio van werknemers met tot 70 procent verminderd.

Beter Producten Creëren. VR maakt near-perfecte montage een mogelijkheid. Met behulp van brillen die camera's, dieptesensoren en bewegingssensoren gebruiken om afbeeldingen op een echte werkomgeving te projecteren, kunnen werknemers en ingenieurs de juiste onderdelen en instructies "zien" over hoe een component de juiste manier moet worden gemonteerd.

Geld Besparen. Om producten te krijgen die aan specificaties voldoen, moeten prototypes worden gecreëerd, getest en hergetest. Dit wordt duur. Met VR elimineren fabrikanten de noodzaak om full-scale modellen te bouwen. Met Microsoft's VR-technologie kunnen ingenieurs elk stuk apparatuur zien dat betrokken is bij het ontwerp van een product en het samenvoegen in de virtuele wereld voordat het voor echt geconstrueerd wordt. Dit zal de trainingsduur met 75 procent per persoon verminderen, wat miljoenen bespaart.

Cobots

Naarmate het internet der dingen exponentieel groeit, worden collaboratieve robots alledaags in de productiecyclus. Collaboratieve robots, of cobots voor kort, zijn robots die in een gedeelde fysieke ruimte met mensen werken, wat mensen en robots samen laten werken. Cobots zijn in populariteit gestegen sinds 2010 en worden vaak vorgezogen boven traditionele productierobots die ontworpen zijn om in een gesegregeerde ruimte te werken met weinig of geen interactie met mensen.

Ze zijn ontworpen om te stoppen met bewegen wanneer hun menselijke collega, of iemand, ze aanraakt. De cobot-markt wordt verwacht aanzienlijk te groeien in het komende decennium om diverse redenen. Er is een toenemende vraag naar automatisering in alle industrieën, maar met name productie waar taken vaak repetitief zijn, dus een risico voor letsel. Tegenover dat, voordert cobot-technologie elk jaar. Ze zijn breder beschikbaar en minder duur, momenteel geschat op een gemiddelde van $24.000 per stuk. Deze dalende prijzen en verhoogde functionaliteit zullen waarschijnlijk de adoptie van cobots in kleine en middelgrote ondernemingen stimuleren die de technologie in het verleden mogelijk hebben over het hoofd gezien.

Robots die in tandem met werknemers werken, kunnen leiden tot een hoogst efficiënte, flexibele en betrouwbare productieproces. Cobots kunnen worden gebruikt in productmontage, product pick-and-place processen, injectiegieten, plaatsen van onderdelen en kwaliteitsinspectie.

Ze kunnen met name nuttig zijn bij zwaar tillen door de efficiëntie in de productiecyclus te verbeteren en het risico op letsel te verminderen. Sommige cobots zijn ontworpen om te werken aan repetitieve zwaar tillen taken.

Een uitstekend voorbeeld van hoe robots en mensen samen kunnen werken is een zwaar tillen taak waarin de mens het object dat getild moet worden op lijn zet, en de cobot tillt.

De mens verlaagt het risico op schade aan items door te positioneren wat getild moet worden. De robot bespaart de mens de vermoeidheid en het risico op letsel door te tillen. De combinatie verlaagt kosten, verbetert het resultaat door precisie, en handhaaft een snel tempo.

Conclusie

Al deze technologieën waren slechts een paar jaar geleden een droom. Vandaag zijn ze realiteit en veranderen ze de manier waarop productie wereldwijd wordt gedaan. Met de verwachte voortdurende tekortkoming in arbeid, laten deze vooruitgang een bedrijf toe om productie te optimaliseren, kwaliteit te verhogen, en geld te besparen terwijl ze een werkje aantrekken dat graag problemen oplost met technologie. Ze kunnen alleen helpen uw bedrijf sterker te maken.