Kuras nozarēs visvairāk balstās uz automātisko elektrisko aprīkojumu?

Industriālā automatizācija un Industry 4.0 automobiļu ražošanā

Automobiļu ražotāji arvien biežāk vēršas pie automatizēta elektriskā aprīkojuma, lai turētos līdzi pieaugošajām ražošanas vajadzībām, īpaši palielinot elektrisko automobiļu ražošanu. Ar Industry 4.0 ieviešanu tagad rūpnīcām ir šīs elastīgās montāžas līnijas, kas spēj apstrādāt vairākus dažādus automobiļu modeļus vienlaikus. Dažas labākās rūpnīcas ziņo, ka pārsteidzošus apstājus ir samazinājušas apmēram par 30% pateicoties reāllaika datu izsekošanai. Tajā pašā laikā šīs modernās atsauksmes sistēmas palīdz uzturēt ļoti precīzas mērīšanas – runa ir par precizitāti zem pusmilimetra svarīgās detaļās, piemēram, EV bateriju korpusos un dzinēju montāžā. Šāda veida precizitāte ir ļoti svarīga, veidojot augstas tehnoloģijas transportlīdzekļus, kur pat nelielas kļūdas var izraisīt lielas problēmas vēlāk.

Kopdarbības robotu (Cobots) un automātiskie transportieri (AGVs) automobiļu ražošanā

Mūsdienu automašīnu rūpnīcās, kopā strādājošie roboti veic aptuveni 63 procentus no visa finālās montāžas darbiem, strādājot tieši cilvēku tuvumā, nevajot tās drošības kastes, kas agrāk bija visur. Arī šīs mašīnas nesēž uz vietas, tās pastāvīgi pārvieto daļas ar neticamu precizitāti. Automātiski vadāmie transportlīdzekļi, vai AGV, kā tos sauc, pārvieto komponentus pa telpu gandrīz milimetrs līdz milimetram precīzi. Tie paliek sinhronizēti ar montāžas robotiem caur ātrām 5G pieslēgšanās iespējām. Piemēram, viena elektriskā transportlīdzekļu uzņēmuma ziņā, to redzes vadītie AGV samazināja šīs iekārtas izlīdzināšanas problēmas gandrīz par pusi, salīdzinot ar ziņojumiem no pēdējā ceturkšņa.

Automatizācijas Elektroiekārtas Pusvadītāju un PCB Ražošanā

Pusvadītāju ražošana lielā mērā balstās uz automātiskajām elektriskajām iekārtām, lai sasniegtu šīs mazās mikronu tolerances. Pick and place roboti patiešām var atkārtot pozīcijas ar precizitāti līdz 0,01 mm, montējot PCB. Saskaņā ar aptuveni 2025. gada tirgus analīzi, augstas ātrums SMT iekārtu tirgi aug apmēram 8% gadā. Kāpēc? Tāpēc, ka visi šodien vēlas, lai viņu ierīces būtu mazākas, īpaši ņemot vērā 5G izvietojumu un Internet of Things tehnoloģiju straujo attīstību. Jaunākās mašīnas ir aprīkotas ar uzlabotiem komponentu barotājiem un automātiskiem sprauslu pārslēgšanas mehānismiem, kas nodrošina nepārtrauktu darbību pat tad, ja tiek montēti komponenti, kuru izmērs ir mazāks par 0,25 milimetriem. Šīs uzlabošanas ir ļoti svarīgas, jo ražotāji saskaras ar fiziskajiem ierobežojumiem ierīču dizainā.

Smart Systems (IoT, AI) uzlabo iznākumu un kvalitātes kontroli elektronikā

Optisko inspekcijas sistēmas, kas darbojas ar mākslīgā intelekta tehnoloģijām, elektronikas ražošanas uzņēmumos samazināja defektu likmi no aptuveni 2,5% līdz pat 0,4%. Šīs sistēmas katru stundu analizē apmēram 15 tūkstošus attēlus, lai agrīnā stadijā konstatētu problēmas. Savukārt prognozētās apkopes modeļi, kas balstīti uz IoT tehnoloģijām, palīdzēja samazināt negaidīto darbības pārtraukumu apmēram par 20% pusvadītāju tīrās telpās. Tās uzrauga dažādus faktorus, tostarp vibrācijas, temperatūru un spiedienu, pār vairāk nekā 150 parametriem visā objektā. Viennozīmīgi iespaidīgi ir arī tas, cik ātri šīs gudrās sistēmas var pielāgot ražošanas iestatījumus milisekunžu laikā, kad materiāli sāk uzvesties citādi. Šāda ātra reakcija palīdz uzturēt ražošanas stabilitāti gandrīz 99,98%, kas ražotājiem nozīmē lielu atšķirību kvalitātes kontroles jomā.

Farmācijas un pārtikas un dzērienu nozare: Automatizācija atbilstībai un higiēniskai efektivitātei

Precīzās dozēšanas un sterila automātika zāļu ražošanā

Zāļu ražotāji izmanto automatizācijas elektriskās iekārtas, lai sasniegtu mikronu līmeņa dozēšanas precizitāti, nodrošinot sterilitāti. Robotizētās pildīšanas sistēmas apstrādā jutīgos bioloģiskos materiālus ar 99,98% precizitāti, samazinot kontaminācijas risku par 60–80% salīdzinājumā ar manuālām metodēm. Aizvērtās sistēmas ietver tvaika ūdeņraža peroksīda (VHP) sterilizāciju starp partijām, atbilstot FDA 21 CFR 11. punktam aseptiskai apstrādei.

IIoT reāllaikā notiekošai uzraudzībai un regulatīvajai atbilstībai farmācijā

IIoT platformas, kas integrētas ar industriālās automatizācijas sistēmām, kontrolē temperatūru ±0,1 °C diapazonā, vienlaikus uzraudzot partikulu skaitu zem 100 uz kubikmetru un veidojot auditēšanas pēdas nepārtraukti. Jaunākais 2025. gada aptiekas automatizācijas ziņojums liecina, ka šādas iekārtas samazina dokumentācijas kļūdas par aptuveni divām trešdaļām, turklāt tās automātiski apstrādā visu nepieciešamo dokumentāciju saskaņā ar EMA Annex 11 un WHO GMP prasībām. Kad ražošanas procesos sāk rasties novirzes, gudrie sensori ātri ķeras pie korekcijām, kas notiek apmēram par 40% ātrāk nekā cilvēki spētu to izdarīt. Šāda ātruma priekšrocība ir būtiska, lai nodrošinātu kvalitātes kontroli bez nepārtrauktas manuālas iejaukšanās.

Higiēniskais automatizācijas elektrisko iekārtu dizains pārtikas ražošanā

Mūsdienīgas pārtikas automatizācijas iekārtas bieži vien nāk ar 316L nerūsējošā tērauda korpusiem, kam ir IP69K aizsardzība pret agresīvu mazgāšanu. Šādi dizaini faktiski iznīcina jebkurus sīkus stūrīšus, kur varētu slēpties baktērijas. Pārejot uz konveijeriem, daudzi modeļi patiešām iekļauj paštīrīšanās funkcijas, kas samazina ūdens patēriņu aptuveni 30 procentus salīdzinājumā ar vecākām metodēm, saskaņā ar 2023. gadā veiktu ASV Lauksaimniecības departamenta (USDA) pētījumu. Uzņēmumiem, kas strādā ar piena produktiem vai gaļu, ir pieejami īpaši servomotori, kas izmanto NSF apstiprinātus eļļus, kas pietiekami droši ir lietojami tiešu pārtikas produktu kontaktēšanai. Tas atbilst visām prasībām, kas izvirzītas EK regulā Nr. 1935 no 2004. gada attiecībā uz pārtikas drošības standartiem.

Automatizēta iepakošana, pudeļu pildīšana un paletizēšana pārtikas un dzērienu nozarē

Automātiskās iekārtas ar augstu darbības ātrumu piepilda un iepako līdz 12 000 dzēriena pudeļu stundā ar mazāk nekā 0,5% noplūdi. Redzes vadīti roboti pārbauda etiķetes novietojumu, bet integrēti slodzes sensori nodrošina precizitāti ±1 g pie dažādām šķidruma viskozitātēm. Gudrie paletizētāji dinamiski pielāgojas kārtošanas modeļiem, lai minimizētu produktu bojājumus pārvadājot.

Aerospace, Defense, and Logistics: Complex Assemblies and Scalable Material Handling

Autonomous Robotics and Traceability in Aerospace Manufacturing

Mūsdienu aviācijas ražošanā uzņēmumi arvien biežāk vēršas pie autonomiem robotiem un izsekošanas sistēmām, izmantojot šīs sarežģītās kompozītdetaļas. Elektriskajā automatizācijas iekārtā tagad tiek integrēti RFID tagi, ļaujot darbiniekiem kontrolēt katru oglekļa šķiedras gabalu, kamēr tas pārvietojas pa rūpnīcas platību. Daži pēdējie pētījumi, kurus 2024. gadā veica aviācijas inženieri, parādīja, ka šīs tehnoloģisko uzlabojumu ieviešana samazināja kļūdas spārnu konstruēšanā par aptuveni 27%. Savukārt kolaboratīvi roboti strādā blakus cilvēkiem, lai izurbtu ārkārtīgi precīzas caurumus, kuru tolerances mēra mazāk nekā 0,01 mm. Arī droni piepilda savu lomu, lidojot pār struktūrām, veicot detalizētas 3D skenēšanas un pārbaudot, vai viss izskatās labi, pirms kaut kas tiek uzstādīts uz visiem laikiem.

IIoT un prognozējošā tehniskā apkalpošana aizsardzības un aviācijas sistēmās

Industriālās lietu internets (IIoT), kas aprīkots ar sensoriem, maina uzturēšanas principus gan aizsardzības, gan aviācijas nozarēs. Piemēram, attiecībā uz lidmašīnu dzinējiem, daudzi ražotāji tagad paļaujas uz vibrācijas uzraudzību, lai noteiktu iespējamus rievas problēmas jau iepriekš, reizēm pat 200 līdz 400 stundu laikā pirms tās rodas. Pērnā gada pētījumi parādīja, ka, ieviešot šādas prognozējošas metodes, uzņēmumi samazināja negaidītas iekārtu pārtraukšanas par aptuveni 40% radaru sistēmu ražošanas procesā. Kas to dara tik efektīvu? Automatizētās sistēmas faktiski aktivizē nomaiņas pasūtījumus tieši uzņēmuma resursu plānošanas programmatūrā, kas nodrošina atbilstību stingrām militārās specifikācijas prasībām, kas ir ļoti svarīgas šajās nozarēs.

Automātiskās vadāmās mašīnas (AGV), roboti un viedie noliktavas logistikā un izplatīšanā

Modernie logistikas centri paļaujas uz automātiski vadāmām transportierīcēm (AGV) un robotu kārtotājsistēmām, kas var apstrādāt apmēram 15 tūkstošus priekšmetu stundā, saglabājot gandrīz ideālus precizitātes rādītājus. Automatizācijas aparatūrā ietilpst izmēru skeneri un ar mākslīgo intelektu darbināta varena pārvaldība, kas palīdz noteikt labākos veidus, kā uzglabāt preces un izvietot paliktņus. Ko tas nozīmē operācijām? Pasūtījumi tiek izpildīti apmēram par 35 procentiem ātrāk nekā agrāk. Ievērojami samazinās arī paciņu bojājumi – apmēram par 60 procentiem mazāk, izmantojot īpašus griperus, kas pielāgojas dažādām paciņu formām. Arī enerģijas izmaksas samazinās – patēriņš tiek samazināts par aptuveni 22 procentiem, izmantojot maršrutu pastāvīgu pielāgošanu atkarībā no reāllaikā notiekošās situācijas visā objektā.

Gadījuma pētījums: Globālā logistikas līdera cobotu un IIoT integrācija

Viens liels tiešsaistes pircējs pagājušajā gadā uzlaboja noliktavas darbības pēc tam, kad instalēja vairāk nekā 1200 sadarbības robotus, kas strādāja kopā ar internetam pieslēgtām transportlentēm. Šīs gudrās sistēmas patiesībā var mainīt paciņu kārtošanas ātrumu atkarībā no tā, kas notiek konkrētajā brīdī, tādējādi apmēram 30 procentus vairāk preci var apstrādāt, kad apmaldīšanās laikā kļūst ļoti aizņemta. Arī robotu redzes tehnoloģija samazināja nepareizo etiķešu kļūdas – runa ir par apmēram 19 procentiem mazāk kļūdu, kas tika nosūtītas sākumā 2024. gadā, saskaņā ar dažām tajā pašā gadā publicētām nozares studijām.

Nozaru pārskats: Automatizācijas elektrisko iekārtu pieņemšanas tendences un barjeras

Diskrētās un procesu nozares: galvenās atšķirības automatizācijas vajadzībās

Sektoros, kuros ir svarīgi saglabāt vienmērīgumu, piemēram, zāļu ražošanā un pārtikas apstrādes uzņēmumos, lielākā daļa uzņēmumu šodienas pasaulē ļoti paļaujas uz automatizāciju. Saskaņā ar MAPI 2023. gada pēdējo ziņojumu, aptuveni septiņi no desmit uzņēmumiem izmanto automatizētas sistēmas vienkārši, lai uzturētu partijas vienādas un izpildītu visus noteikumus. Tuo starā ražotāji, kas ražo individuālus produktus, nevis nepārtrauktus plūsmas, piemēram, automašīnu daļu vai lidmašīnu komponentu ražotāji, parasti investē elastīgās iekārtās, kas ļauj ātri pārslēgt ražošanu, kad tas ir nepieciešams. Šādas pamatotstarpības dēļ procesu rūpniecībā gandrīz divas trešdaļas no kapitāla izdevumiem tiek vērstas uz gudrajiem sensoriem un pieslēgtajām kvalitātes uzraudzības sistēmām. Skaitļi stāsta arī citu stāstu: diskrētās ražošanas uzņēmumi iegulda apmēram pusi no saviem budžetiem sadarbības robotos un automatizēti vadāmos transportlīdzekļos. Patiesībā tas ir saprotami, jo viņiem jārisina pilnīgi citādas problēmas.

Ieguldījumu tendences automatizācijas elektriskajā aprīkojumā pēc nozarēm

Pēc Statista 2024. gada datiem, globālais tirgus automatizācijas elektriskajam aprīkojumam pagājušajā gadā sasniedza 214 miljardus USD. Tas ir par 18% vairāk nekā 2022. gadā, galvenokārt pateicoties augsnes un gaisa transporta nozarēm ar 22% salikto gada izaugsmes tempu un elektrisko automobiļu ražošanai, kurā izaugsme sasniedza 31%. Izmantojot 2024. gada nozares ziņojumus, mēs konstatējām, ka rūpnīcas ASV Dienvidrietumos un Vidējos Austrumos ir priekšā attiecībā uz industriālā interneta tehnoloģiju pieņemšanā. Aptuveni 41% no šīm darbībām jau ir ievietojušas prognozējamās apkopes sistēmas. Attiecībā uz inovācijām, procesu nozarēm ir savi panākumi. Šīs nozares pašlaik pieder 38% no visām automatizācijai saistītajām patentēm, koncentrējoties uz energoefektivitātes uzlabošanu un labāku sterili apstrādes tehniku dažādām lietošanas jomām.

Izaicinājumi automatizācijas mērogošanā maziem un vidējiem ražotājiem

Saskaņā ar 2022. gada NIST datiem, aptuveni 89 procenti lielo uzņēmumu, kuru apgrozījums pārsniedz 100 miljonus ASV dolāru, jau paļaujas uz advanced automatizācijas sistēmām. Taču, aplūkojot mazākos ražotājus ar ienākumiem mazāk nekā 50 miljoni ASV dolāru, faktiski tikai trešā daļa ir ieviesusi robotikas tehnoloģijas. Kas viņus attur? Naudas jautājums noteikti ir problēma daudziem uzņēmumiem. Gandrīz divas trešdaļas uzņēmumu norāda, ka tiem nepieciešams ieguldīt vairāk nekā pusmiljonu ASV dolāru vienībās, lai tikai sāktu. Ir arī prasmju jautājums – gandrīz 60 procenti atzīst, ka viņu darbinieki nezina, kā strādāt ar šīm modernajām PLC programmām. Un neaizmirsīsim arī par veco aprīkojumu. Gandrīz pusei ir grūtības, jo jaunā tehnoloģija nesaderas ar desmitiem vecajām mašīnām, kas joprojām darbojas uzņēmumu rūpnīcās. Tomēr parādās dažas perspektīvas. Modulāras automatizācijas paketes un RaaS (robotics as a service) modelis, kurā uzņēmumi var īrēt robotus, nevis tos iegādāties, šķiet, iegūst popularitāti. Apmēram 29 procenti mazo un vidējo uzņēmumu pašlaik eksperimentē ar šāda veida maksāšanas pašreizējās izmantošanas pieeju.

BUJ

Kāpēc ražotāji arvien biežāk vēršas pie automatizētas elektriskās iekārtas?

Ražotāji pieņem automatizētas elektriskās iekārtas, lai izpildītu augošas ražošanas prasības, īpaši elektriskajos transportlīdzekļos un elektronikā, nodrošinot augstu precizitāti un samazinot negaidītas apstāšanās.

Kādu lomu automobiļu ražošanā spēlē kolaboratīvie roboti un AGV?

Kolaboratīvie roboti un AGV veic lielu daļu montāžas darbu, pārvietojot komponentus ar precizitāti un efektivitāti, bieži bez tradicionālām drošības barjerām.

Kā automatizācija nāk par labu pusvadītāju un PCB ražošanai?

Automatizācija ļauj pusvadītāju un PCB ražošanai sasniegt mikronu līmeņa tolerances, palielinot efektivitāti un atbalstot tendences, piemēram, miniaturizāciju un IoT integrāciju.

Kādas uzlabošanas AI un IoT nodrošina elektronikas ražošanā?

AI un IoT uzlabo kvalitātes kontroli, nodrošinot precīzu defektu noteikšanu, prognozēto apkopi un uzturējot augstu vienveidību ražošanas vidē.

Kā automatizācija tiek izmantota farmācijas un pārtikas rūpniecībā?

Automatizācija nodrošina precizitāti un higiēnu farmācijā ar precīzu devu un steriliem procesiem, bet pārtikas apstrādē tā ļauj efektīvi veikt mazgāšanas un iepakošanas darbības, minimizējot kontaminācijas risku.