Индустриялық автоматтандыру қазіргі өндіріс үшін неге маңызды?

Ақылды өндірістегі өнеркәсіпті автоматтандырудың даму тарихы

Өнеркәсіпті автоматтандыру дамуы және өндіріс тиімділігіне әсері

2015 жылдан бастап, McKinsey-дің 2025 жылғы есебі бойынша, өнеркәсіпті автоматтандыру әлемдегі өндіріс өнімдерін шығару көлемін шамамен 47% арттырды. Ақылды зауыттарда өндіріс циклдары сол кездегі дәстүрлі зауыттарға қарағанда шамамен 30% тезірек орындалуда. Компаниялар роботтарды және ПЛК-лерді (бағдарламаланатын логикалық басқаруыштар) енгізгенде қайталанатын жұмыстар кезінде жіберілген қателер азаяды. Бұл жүйелердің қол жеткізген дәлдігі ерекше – кейде плюс немесе минус 0,001 миллиметр дәлдікке дейін. Мысалы, автомобиль жинау желілерін алып қарастырайық. Автоматтандырылған дәнекерлеу жүйелеріне ауысқан жобалар дәлдік деңгейін 99,8% дейін көтерді. Бұл кейіннен жөндеу жұмыстарына кететін уақытты азайтады, ал 2023 жылғы Ponemon Institute зерттеулері нәтижесінде зауыт басшылары жөндеу шығындары бойынша жыл сайын шамамен 740 000 АҚШ долларын үнемдейді. Барлық бұл құбылыстар бір нәрсені көрсетіп тұр. Өндірушілер осындай технологияларды қабылдаған сайын, олар табиғи түрде операцияларды масштабтау мен ресурстарды тиімді пайдалануға бағытталған Industry 4.0 стандарттарына қарай қозғалып келеді.

Санақтандыру және 4.0 Индустриялық Инициативалар

Зауыттар Industry 4.0 технологияларына көшкен кезден бастап шамамен 19 пайызға энергоэффективті болып отыр, негізінен PwC-тің 2024 жылғы соңғы есебіне сәйкес, Интернет заттары арқылы қосылған ақылды электр жетегінің басқару жүйелерінің арқасында. Қазіргі кезде көпшілік заманауи өндіріс операциялары бұлтты есептеулерге сүйенеді, тізбектердің шамамен үштен екі бөлігі синхрондалған деректер ағынынан пайда табуда. Бұл басшылардың материалдардың тапшылығы немесе әлде бірден клиенттер сұранысының күрт артуы сияқты жағдайларда апталық есептерді күтпей-ақ жылдам әрі дәл әрекет ете алатындығын білдіреді. Өткен жылы жарияланған зерттеу қызықты нәрсе көрсетті: цифрлық егізек технологиясын пайдалануды бастаған кәсіпорындар өзінің прототиптерге дейінгі шығындарын шамамен үштен бір бөлікке азайтты, себебі олар алдымен физикалық модельдерге ақша шығармай, виртуалды түрде өндіріс жолындағы мәселелерді тексере алды. Бұл барлық дамулар аналитиктер көптеген жылдар бойы өнеркәсіпті автоматтандырудың үлкен кеңеюіне әкелетінін болжауда, сонымен қатар Industry 4.0 даму көрсеткіштері бойынша жаһандық нарықтың құны бұрын-ақ триллион доллардан асқан.

Өндірісті автоматтандырудағы Industry 4.0 әсері

2024 жылғы Deloitte есебіне сәйкес, өнеркәсіптің 4.0-ші нұсқасының киберфизикалық жүйелер мен өнеркәсіптік жасанды интеллектпен ықтимал емес зауыттың тоқтауын жартылай 41 пайызға дейін азайтқаны белгілі болды. Қазіргі кезде көпшілік заманауи зауыттар шеттік есептеу құрылғыларына сүйенеді, барлық сенсорлық ақпараттың шамамен екі үштен бөлігі басқа жерге жіберілмей, тікелей көзінде өңделеді. Бұл жергілікті өңдеу өнімнің сапасын тексеру кезінде реакция уақытын бір миллисекундтан азайтады. Өнеркәсіптік интернет заттарының шеткі құрылғыларын қабылдаған жартылай өткізгіштердің өнімнің ақаулық деңгейі әдетте 22 пайызға дейін төмендейді. Ақылды машиналар енді бірнеше факторларды бір мезгілде талдай алады – температураның тербелісі, қысымның өзгеруі және жабдықтардың тербелісі нақты уақыт режимінде бір-бірімен тексеріледі. Бұл әртүрлі технологиялық жаңалықтардың бірігіп жұмыс істеуі өндіріс модельдеріне өзгеріс енгізуге әкеліп соқтырады, яғни жұмыстың тұрақты кестесіне емес, нақты сұранысқа байланысты автоматты түрде бейімделуіне себеп болады, бұл қазіргі таңда өндірісте бәсекеге қабілеттілікті сақтау үшін маңызды болып табылады.

Өндірісті автоматтандырудың негізін құрайтын технологиялар

Өндірістік заттар интернетінің (IIoT) кеңеюі және нақты уақытта бақылау

Өндірістік заттар интернетінің (IIoT) арқасында өндірістік көрінетін дүние радикалды түрде өзгеріп отыр. 2020 жылмен салыстырғанда өндірістік кәсіпорындарда қосылған құрылғылар 127% артық екенін күнделікті деректер көрсетіп отыр. Бұл қазіргі заманғы жүйелер, нәтижесінде, датчиктердің арқасында жабдықтар жай-күйі туралы нақты уақытта ақпарат алуға мүмкіндік береді, бұл техникалық қызмет көрсету бригадаларының Future Market Insights компаниясының өткен жылы хабарлағанынша, механикалық ақауларды ескі әдіспен қолмен тексергенге қарағанда 60% тезірек жөндеуіне көмектеседі. Автокөлік өндірушілері де нақты пайдалы нәтижелерге қол жеткізуде. 2024 жылғы соңғы Өндірісті автоматтандыру туралы есепте атап көрсетілгендей, IIoT шешімдерін енгізген зауыттар өндірістік жолақтардың жұмысын үздіксіз бақылау арқылы шамамен 22% жақсы нәтижеге қол жеткізіп отыр.

Автоматтандырылған жүйелердегі нақты уақытта шешім қабылдау үшін шеткі есептеу

Edge computing технологиясы бұлтты есептеуден тәуелділікті жояды және маңызды қолданбаларда шешім қабылдау кешіктіруін 10 миллисекундтан төменгі деңгейге дейін азайтады. Бұл мүмкіндік жоғары жылдамдықты операциялар кезінде қымбатқа түсетін қателерді болдырмау үшін қауіпсіздік жүйелері мен дәл роботтар үшін маңызды болып табылады.

Симуляция және процесстерді оптимизациялау үшін цифрлық егіздерді енгізу

Көшбасшы өндірушілер цифрлық егіздерді қолданып өндірістік процесстерді симуляциялау кезінде жобалау кемшіліктерінің 35% азайғанын хабарлайды. Бұл виртуалды модельдер инженерлердің жабдықтар конфигурацияларын және жұмыс үрдістерінде өзгерістерді қауіпсіз түрде тексеруге мүмкіндік береді, соның нәтижесінде күрделі өндірістік орталарда оптимизация циклдерін аптадан тәулікке дейін қысқартады.

Өндірістегі жасанды интеллект пен ақылды роботтар

Жасанды интеллект пен машиналық оқытудың өндірісті автоматтандырудағы рөлі

Жасанды интеллект және машиндық оқыту өндірістердің операцияларды автоматтандыру әдістерін өзгертуде. Бұл ақылды жүйелер цех алаңындағы датчиктерден, қауіпсіздік камераларынан және қосылған құрылғылардан келетін әртүрлі деректерді талдай алады. Өндірісте роботтарды қолдану туралы басылымның өткен жылы жариялаған хабарламасына сәйкес, жасанды интеллект негізіндегі роботтарды қолданатын зауыттарда өндірістік циклдар кезінде қателер саны шамамен 18 пайызға төмендеді, сонымен қатар автомобиль өндірісі мен электронды құрылғылар жинау зауыттарында жұмыс процесстері ұйымдастыру 35 пайызға тезірек болды. Бұл жүйелер бір жолға түскен соң әрі қарай өзін-өзі барлау арқылы материалдарды тиімді тасымалдау мен қуатты пайдалануды басқарып отырады және адамның үнемі қадағалауы қажет емес.

Жасанды интеллектпен қамтамасыз етілген сапаны бақылау және ақауларды анықтау

Бүгінгі таңда терең оқыту технологиясы негізінде жұмыс істейтін ең соңғы көру жүйелері жылдам қозғалыстағы өндірістік желілерде ақауларды анықтау бойынша шамамен 99,7 пайызына дейінгі дәлдік көрсетеді. Бұл ескі әдістермен алынған шамамен 92% нәтижесінен қаншалықты секіріп өткенін көрсетеді. Мысалы, бір үлкен автомобиль бөлшектері өндірушісі жасанды интеллект негізіндегі тексеру құралдарын енгізгеннен кейін қалдықтарды шамамен 22% азайтты. Бұл құралдар өндіріс желісі бойынша әлі де қозғалып тұрған кезде бір мезгілде 500-ден астам сапа көрсеткіштерін тексереді. Нақтылықты арттыру материалдардың ысырап болуын азайтады және қазіргі кезде барлық компаниялардың сақтауы тиіс жатқан қатаң өнеркәсіптік нормаларға сәйкес келуіне көмектеседі.

Адам мен машина арасындағы жұмыс процесстерін жақсарту үшін роботтармен (коботтармен) ынтымақтастық жасау

Күш сезгіш құрылғылары мен қолдануға жеңіл интерфейстері бар ең соңғы бопсит бірге жұмыс істейтін роботтар гибридті өндіріс орнатуларында қайталанатын жинау жұмыстарының шамамен 30 пайызын орындап жатыр. Зауыт қызметкерлері осы машиналарды 15 минут ішінде ғана түрлендіре алады, яғни компаниялар өнімнің басқа моделдеріне ауысу кезінде олар тез бейімделеді. Бір жыл бұрын жарияланған зерттеулерге сәйкес, ұшақ бөлшектерін жасайтын зауытта осындай роботтарды пайдаланудың нәтижесінде жұмыс орындарын дайындау уақыты жартыға дейін қысқарды. Әрбір үнемделген минут соңғы нәтижеге нақты ақшалай әсер ететіндіктен, ғарыш-әуе өнеркәсібі бұл технологияны қолдануда ерекше жылдамдық танытты.

Өндірістің бейімделуі үшін ақылды роботтар мен икемді автоматтандыру

Әртүрлі материалдармен жұмыс істеу немесе ақаулы бөлшектерді өңдеу кезінде өз бетінше реттеу мүмкіндігі бар және де сенсорлық талдаулар арқылы жобаланған жылдам әрекет ететін жобалардың арқасында жасанды интеллектімен жабдықталған роботтық ұяшықтар өндірісті өзгерту процесін орта есеппен 27 пайызға жылдамдатып жатыр. «Advanced Robotics» журналында жарияланған зерттеулерге сәйкес, бұл күрделі жүйелер өз параметрлерін өзгертіп отыруға қабілетті, сондықтан да зауыттар бірнеше күн бойы үзіліссіз жұмыс істесе де өндіріс қарқынын сақтап қалады. Осыған шеттік есептеулерді қоссаңыз, өндірушілер тұтынушылардың қазіргі сұраныстарына сәйкес тез өзгерістер енгізуге мүмкіндік алады, алдын ала белгіленген жоспарларды күтіп отырмай-ақ.

Болжамды қолдау-қамтамасыз ету және жүйенің жұмыс істеу сенімділігі

Сенсорлы талдаулар арқылы болжамды қолдау-қамтамасыз ету мен тоқтауларды азайту

Бүгінгі күні өнеркәсіпті автоматтандыру кезінде келесі 9-12 ай ішінде жабдықтардың істен шығуын уақытылы анықтау үшін әдетте датчиктердің деректері қолданылады. Өткен жылы шыққан McKinsey компаниясының есебіне сәйкес, дәл осындай алдын ала күтім жасау жоспарланбаған тоқтауларды шамамен 30-40 пайызға дейін азайтады. Зауыттар жабдықтарына осындай ақылды тербеліс датчиктері мен жылулық камераларды орнатқан кезде, мәселелерді ерте анықтау мүмкіндігі туындайды. Кейбір зауыттар істен шығуға ұшырайтын бөлшектердің 90 пайызын алдын ала анықтау туралы хабарлама жасайды. Бұл әдіс негізінен өндірістің жоғалған уақытына кететін шығындарды үнемдеуге және жабдықтардың қызмет ету мерзімін ұзартуға көмектеседі. Автокөлік жасау немесе электрондық жинау жолақтары сияқты тез дамып жатқан салалардағы компаниялар үшін мәселені уақытылы болжап, оған уақытында әрекет етпей қалу арасындағы айырмашылық бәсекеге қабілеттілікті сақтау немесе оны жоғалтуға әкеледі.

2023 жылғы темір жол инфрақұрылымындағы алдын ала күтім жасау стратегияларының талдауы жағдайын бақылау шешімдерін қолдану туралы көрсетеді:

• Ұстау шығындарын 25%-ға дейін қысқарту
• 98,5% жұмыс уақытын қамтамасыз ету
• Ауыстыру бөлшектерінің қоймасын 18%-ға дейін азайту

Зерттеу жағдайы: автомобиль зауытында жылына 2 миллион доллар үнемдеу үшін болжамды ұстау

1-дәрежелі автомобиль өндірушісі 87 штамповка престерінде жасанды интеллект негізінде дыбыстық талдау енгізіп, адам қараушылары үшін көрінбейтін мойынтіректің тозу үлгілерін анықтаған. Бұл араласу:

• 2024 жылдың 1-тоқсанында 14 өндірістік желінің тоқтауын болдырмау
• Ерте ақауларды анықтау арқылы кепілдік шағымдарын 470 000 долларға дейін азайтты
• Авариялық жөндеулерден әлдеқайда жылына 1,2 миллион доллар үнемдеу

Зауыттың ұстау тобы енді талдау үшін нақты уақыт режиміндегі приоритеттік ұпайларды пайдаланып, индустриялық автоматтандыру есебінен жабдықтардың пайда болып жатқан мәселелеріне 25% тезірек әрекет ететінін көрсетеді (Deloitte 2024).

Индустриялық автоматтандыру арқылы тұрақтылық және энергияны үнемдеу

Тұрақтылық пен көміртегін азайту мақсаттары автоматтандыруды және қозғалтқыштардың тиімділігін арттыруға итермелейді

Өнеркәсіптегі автоматтандыру тұрақтылық бойынша мақсаттарға жету үшін маңызды болып табылады. Қазіргі уақытта компаниялардың екі үштен бірі көміртегі шығарындыларын азайту үшін энергияны үнемдейтін қозғалтқыштарға назар аударуда. Ақылды датчиктер бейімделуші басқару жүйелерімен бірге жұмыс істеп, энергия пайдалануды реттейді, қалыпты жұмыс істеу кезінде машиналардың тек қана отырып қана тұруын екі есе азайтады. Бұл қиын өндіріс салаларында, мысалы, металл өңдеу немесе энергия талаптары өте жоғары болатын химиялық зауыттарда пайдаланылмайтын электр энергиясын азайтатын күрес жоспарларында маңызды орын алады.

Процестің тиімділігін арттыру арқылы қоршаған ортаға әсерді азайту

Автоматтандыру жүйелерінің экологиялық пайдалы әсері материалдарды тұйық циклде өңдеу мен өте дәл өндіру процесстерінде айтарлықтай байқалады. Машиналық көру жүйесімен бағытталған роботтар ақау көрсеткіштерін нөлге дейін төмендетуі мүмкін, бұл зауыттарда дәстүрлі қолмен жиналған жолақтарға қарағанда шикізат шығыны 19-28 пайызға азайтылатындығын білдіреді. Ресурстарды бөлу бойынша қолданылатын ақылды AI модельдерімен үйлесімді жұмыс жасаған кезде өндірушілер су пайдалануды да қысқартады. Орташа өлшемдегі кәсіпорын өндіру жылдамдығы мен шығарылым көлемін азайтпай тәулігіне шамамен 1,2 миллион литр су үнемдеуі мүмкін. Бұл үнемдеулер автоматтандыру технологияларына инвестиция салған компаниялар үшін экологиялық және экономикалық тұрғыдан да маңызды айырмашылық жасайды.

ЖИІ ҚОЙЫЛАТЫН СҰРАҚТАР

Өнеркәсіптегі автоматтандырудың өндірісте қандай пайдасы бар?

Өндірісті автоматтандыру дәлдікті арттырады, қайта жасау шығындарын азайтады, өндіріс жылдамдығын жақсартады және қателер санын азайтады. Сонымен қатар, ресурстарды тиімді пайдалану арқылы энергия тиімділігін және қоршаған ортаның тұрақтылығын арттырады.

Сандық егіз технология өндіріс процесстерін тиімді қалай ұйымдастырады?

Сандық егіздер өндірушілердің өндіріс процесстерін симуляциялауына және жабдықтардың конфигурациясын виртуалды түрде сынауына мүмкіндік береді, бұл жобалау кемшіліктерін азайтып, уақыт үнемдеуге және физикалық прототиптерге байланысты шығындарды қысқартуға көмектеседі.

Зауыт автоматтандыруында ИЕ (жасанды интеллект) пен машиналық оқыту қандай рөл атқарады?

ИЕ және машиналық оқыту автоматтандыруды жұмыс ағындарын ұйымдастыру, қателерді азайту және электр энергиясын тиімді пайдалану арқылы арттырады. Сондай-ақ, олар материалдар мен өндіріс өзгерістеріне тез бейімделетін ақылды роботтарды іске асыруға мүмкіндік береді.