IMTS 2018: Mythes ontkrachten & Industrie 4.0's belofte gerealiseerd

Als u de hype van Industrie 4.0 afschuift en zich richt op de balans van output en kwaliteit, kunnen de resultaten van de potentiële belofte gerealiseerd worden. We spraken met een veteran van precisiefabricatie en sensor-gebaseerde metrologietechnologie van Renishaw om te begrijpen hoe Industrie 4.0 daadwerkelijk proces en deelmaken kan beïnvloeden.

Industrie 4.0 zal op grote schaal gepromoot en bediscussieerd worden op de International Manufacturing Trade Show 2018. Als er één ding is om te begrijpen over smart manufacturing en Industrie 4.0, is het dat veel organisaties oversimplificeren hoe snel ze denken dat ze iets betekenisvols kunnen integreren.

Dan Skulan werkt al meer dan 30 jaar in precisiebewerking en de metrologie-gauging handel – en kent de weg rond productiviteits- en kwaliteitsmetrics voor fabrikanten. Als general manager van industriële metrologie voor Renishaw, heeft Skulan een diep begrip van hoe bedrijven ontdekken of ze klaar zijn om de belofte van Industrie 4.0 aan te kunnen. Skulan presenteert specifiek over Industrie 4.0 op de IMTS 2018 conferentiesessies.

De definitie van dat buzzword-termen moet zich meer richten op wat de specifieke doelen van een fabrikant zijn dan op iets anders. De belofte van Industrie 4.0 hangt meer af van het duidelijk begrijpen van bedrijfsdoelstellingen en het gebruik van juiste technieken en tooling dan het incorporeren van elk nieuw datamanagementsysteem, volgens Skulan.

"U kunt een enorme hoeveelheid data verzamelen, maar data is alleen waardevol als het nauwkeurig en actionable is," zegt Skulan. "Er zijn heel geldige resultaten die Industrie 4.0 kan brengen, maar het is echt belangrijk dat het op een systematische manier geïmplementeerd wordt, beginnend met nauwkeurige en actionable data die uit uw processen komt."

Blijf up-to-date over alles wat met IMTS te maken heeft, hier.

Wat moeten fabrikanten doen? Om te beginnen, moeten ze deugdzaamheid oefenen – en ervoor zorgen dat het zinvol is. Iedereen wil verbeteren. Automatisering is belangrijk, maar het kan erg kostbaar zijn als het zonder interne procescontrole wordt toegestaan om te draaien om kwaliteit op een hogere doorvoersnelheid te waarborgen.

"Wat als het proces dat rapporteert dat het draait, eigenlijk een boel schrot of helemaal geen onderdelen geproduceerd heeft?" legt Skulan uit. "Goede proces-gebaseerde systemen die verifiëren dat het werkstuk en de tooling correct ingesteld zijn en snijprogramma's die draaien met inherente nauwkeurigheid, zijn wat nodig is. In-proces metingen moeten verifiëren dat de juiste sneden op het juiste onderdeel zijn gemaakt. Dat is hoe u de goede implementaties van Industrie 4.0 van de zwakke scheidt die simpelweg proberen hogere graden van datamonitoring te incorporeren zonder te waarborgen dat het onderliggende proces onder controle is."

Daarom benadrukt Skulan de zeer belangrijke rol van simulatie – maar alleen als gekoppeld met sensor-gebaseerde nauwkeurigheid die het bewerkingsproces op belangrijke fasen direct in een machine controleert.

"Ons doel is niet om alleen te verifiëren dat productie plaatsvindt, maar om te verifiëren dat alle fasen van productie kwaliteitsstandaarden halen met minimaal verloren verwerkingstijd," zegt Skulan. Hier spelen sensoren en automatisering een cruciale rol – maar alleen als de data verifieerbaar nauwkeurig is. Het is in de juiste combinatie van slimme-sensortechnologie die in concert werkt met software die voor operators gemakkelijk beschikbaar is om duidelijk te zien op een dashboard dat verbeterde productiviteit gerealiseerd wordt.

Het gevaar van Smart Manufacturing: Overbeloven resultaten van Industrie 4.0

Maar niet iedereen heeft hetzelfde plaatje van Industrie 4.0. Sommige bedrijven denken dat het de heilige graal van manufacturing is en geloven dat zodra ze het adopteren, het hun productiviteit zal revolutioneren en kosten bijna direct zal drijven. Skulan zegt dat het een groot verschil kan maken, maar het is niet noodzakelijk de snel gerealiseerde belofte van resultaten die senior manufacturing management ervan verwacht.

"Eenmaal senior managers ingaan op het implementeren van een 4.0-strategie, is er een verwachting dat een directe toename in productiviteit en kwaliteit plaatsvindt simpelweg door shop floor operator-prestaties te monitoren," zegt Skulan. "Dit is een potentiëel gevaarlijke mindset die sommige bedrijven aannemen. Er is echt werk dat op shop floor niveau gedaan moet worden om processen voor te bereiden zodat de voordelen gerealiseerd worden. Industrie 4.0 is geen toverstaf."

Maar Skulan is snel om uit te wijzen dat dit proces – wanneer goed gedaan – legitieme meriete in manufacturing heeft. Om het belang en de belofte te illustreren, praat Skulan over een van zijn grote klanten die een grote luchtvaartfabrikant is met meer dan 250 ingenieurs uitsluitend gewijd aan Industrie 4.0-proces en -praktijken. De drive om productiviteit te verbeteren en te innoveren in de luchtvaartindustrie is een major element van haar succes.

Zie het succes van de luchtvaartindustrie in actie in onze infographic: "Tot Oneindigheid En Verder: Luchtvaartkansen In Manufacturing Stijgen Op."

Industrie 4.0 en de waarde van procescontrole

Metingen van doorvoer alleen zijn geldig – maar ze kunnen hun eigen inherente beperkingen hebben.

Veel fabrikanten richten veel aandacht op cyclus tijd in hun bewerking – wat kan helpen met productiviteit – maar het kan misleidend zijn. "Bewerkingsoperaties kunnen hoge activiteitsniveaus tonen, maar het kan zijn dat de machines eigenlijk geen goede onderdelen of helemaal geen onderdeel produceren," zegt Skulan.

Een effectieve toepassing van Industrie 4.0 is een die zowel doorvoer als kwaliteit balanceert door het gebruik van het soort technologie dat in-proces validatie toestaat. En al dat zou actuele informatie moeten rapporteren aan operators en plantmanagers.

"In plaats van finale deelinpectie, moeten fabrikanten nauwkeurige informatie vastleggen op elke fase van het bewerkingsproces zoals deze processen optreden, zodat ze verandering kunnen beïnvloeden voordat er enige non-conformance optreedt, wat een kwaliteitsoutput verzekert ver upstream in het proces," stelt Skulan voor. Dit is, in zijn optiek, een vereiste om de belofte van Industrie 4.0 te realiseren: "We hebben nu de capaciteit om kwaliteit te valideren en in real-time aan te passen op basis van data-nauwkeurigheid. Kwaliteit die komt van in-machine automatische procescontrole, met sensoren en software samen, helpt ervoor zorgen dat de informatie die op managementniveau bekeken wordt, nauwkeurig en actionable is."

"Als u naar data kijkt naarmate onderdelen geproduceerd zijn, wat de meerderheid van bedrijven nu doet, is het geldige informatie, maar het helpt u niet om het proces te veranderen," zegt Skulan. "Wat u echt wilt is discrete kenmerken meten die kritiek zijn voor het productieproces op elk punt langs de opbouw en het snijden van een component, en die data nemen met sensoren en technieken die bevestigen dat het geldig is."

De uitdaging is om te bepalen wat de kritieke kenmerken van een component zijn om te meten voor procescontrole? In veel gevallen kunnen er opwaarts van 30 features in een enkel proces gesneden worden, maar waarschijnlijk zijn er maar een paar sleuteldimensies die kritiek zijn om kwaliteit upstream te garanderen, dus het vereist een diep begrip van wat in real-time aangepast en gemonitord kan worden.

Industrie 4.0: De waarde van adaptieve tooling en het gesloten lus proces

Als het doel is om voordeel te halen en aan te passen in het bewerkingsproces, dan is het begrijpen van de rol van nieuwere, meer geavanceerde, adaptieve tooling essentieel. In de Industrie 4.0-wereld betekent het ook een begrip krijgen van hoe sensor- en geautomatiseerde probetools kunnen helpen rapporteren en valideren van een reeks meet- en dynamische bewerkingsdata. Deze data omvat gebieden zoals dynamische werk-offsetting, tool center point controle en het vaststellen van de effectieve diepte en breedte van sneden door dynamisch de effectieve snijder-vluchtbaan te meten.

"De evolutie die gebeurd is met 5-as machines en de capaciteit om onderdelen en tooling tegelijkertijd te bewegen, gecombineerd met in-proces gauging, kan ongelooflijk goed samenwerken om een gesloten lus omgeving te bieden," zegt Skulan.

"In modellering wilt u niet alleen simuleren wat in de tekening zit, u wilt simuleren wat er daadwerkelijk op de machine gebeurt in deze 'digitale tweeling' omgeving," voegt Skulan toe. "U moet ook uw tooling en procesmethodologie veranderen om gesloten lus procescontrole te ondersteunen."

Hoe doet u dat? Skulan noemt een voorbeeld van het gebruik van circulaire interpolatie. Als voorbeeld, in plaats van een vast enkelpunt boortool te gebruiken dat handmatig offline ingesteld moet worden, zou de Industrie 4.0-methode kiezen om een frees door een circulair patroon te drijven, wat gauge-gebaseerde snijtechnieken toestaat.

"Men kan een geautomatiseerde snede nemen, alleen de helft van de toelaatje voorraad wegnemen, dan het resulterende feature meten met een probe in proces, op dat moment, in die specifieke, real-time temperatuur en exacte bewerkingsomgeving – en dan de toolpaden automatisch in cyclus updaten," zegt Skulan. "Dit is gesloten lus controle. Op deze manier is het proces volledig geautomatiseerd en agiel."

Om meer te leren over de belofte van Industrie 4.0, presenteert Skulan "Maximizing Manufacturing Productivity in the Information Age" op donderdag 13 sept., op de IMTS 2018 conferentiesessies. Registratie is vereist.

Hoe gebruikt uw winkel Industrie 4.0-technieken vandaag? Deel uw verhalen.