Fabrikat e mençura janë në thelb aty ku Industria 4.0 merr jetë, duke përdorur këto sisteme të mëdha cibernetike fizike që i lejojnë makinat të marrin vendime nga vetja. Konfigurimi kombinon pajisjet e lidhura në internet me analizën e inteligjencës artificiale për të ndërtuar linja prodhimi që mund të riparohen vetë kur ndodh diçka e gabuar, pa u nevojitur intervenim manual nga punëtorët. Një studim nga Nature Research thekson se fabrikat që adoptojnë këtë teknologji shënojnë rreth 39 për qind më pak probleme cilësie gjatë prodhimit të sasive të mëdha të produkteve, gjë që bën një ndryshim të madh për prodhuesit që përpiqen të kthejnë shtrenjtën dhe të kursenin para.
Kur bëhet fjalë për automatizimin industrial, një nga fitoret e mëdha është se si shpejton transformimin digjital. Merrni parashikimin e mirëmbajtjes për shembull, i cili analizon të dhënat e pajisjeve në të vërtetë kohë reale dhe mund të ulë ndërprerjet e paplanifikuara nga 20-25%. Sistemet më të reja të automatizimit po bëjnë fabrikat të funksionojnë më shumë me mend. Po regjistrojmë rreth 15 deri në 20% përmirësim në eficiencën e energjisë falë këtyre karakteristikave të balancimit automatik të ngarkesës, gjithmonë duke mbajtur të njëjtat numra prodhimi. Ajo që e bën këtë të punojë është marrja e të dhënave nga sensorët në të gjithë fabrikën dhe futja e tyre pa probleme në sistemet ERP. Kjo krijon këto unaza të kthimit të informacionit që i lejon menaxherët të reagojnë më shpejt ndaj problemeve dhe të kenë pamje të plotë për gjithçka që po ndodh në të gjithë procesin prodhues nga fillimi deri në fund.
Planta e Elektronikës Siemens Amberg dallohet si një shembull i veçantë se si të dhënat mund të transformojnë proceset e prodhimit. Ata kanë arritur të arrijnë një cilësi prodhimi pothuajse perfekte prej 99,99%, ndërkohë që kanë rritur produktivitetin për rreth tre të katërtat falë teknologjisë së tyre të shumëfishave digjitale dhe sistemeve të automatizuara. Sistemi i tyre i inspektimit optik të automatizuar ka ulur defektet që shpëtojnë zbulimin në diçka si 0,0015%, gjë që është e jashtëzakonshme kur mendon për të. Rreth 1.500 pajisje të ndryshme në të gjithë plantën trajtojnë rreth 50 milionë përditësime të të dhënave çdo ditë. Kjo sasi e jashtëzakonshme e informacionit lejon plantën të optimizojë lëvizjen automatike të materialeve nëpër objekt. Ajo që e bën këtë operacion aq të jashtëzakonshëm është se sa mirë që shkallëzohet ndërsa mbahet ai nivel i saktësisë në të gjitha aspektet e operacioneve të fabrikës inteligjente.
Në ditët e sotme, gjithnjë e më shumë prodhues po i kthehen konfigurimeve modulare të automatizimit, veçanërisht atyre me lidhje robotike të llojit plug-and-play. Rreth 68 për qind e të gjitha linjave të reja prodhimi tani përfshijnë këtë lloj sistemi. Në plan të trendeve rajonale, Azia-Pacifiku është me të vërtetë përpara kur bëhet fjalë për pranimin e teknologjisë së automatizimit. Ata kanë siguruar rreth 43% të të gjitha shpenzimeve për automatizim industrial vetëm vitin e kaluar, kryesisht për shkak se kompanitë atje janë duke u përpoqur fort në sektorët e prodhimit të elektronikës dhe të automobilave. Në kohë të njëjtë, zgjidhjet e automatizimit bazuar në kriptuar kanë regjistruar edhe një rritje të madhe, duke u zgjeruar rreth 200% që nga fillimi i vitit 2020. Këto platforma bëjnë të mundur që fabrikat në mbarë botën të punojnë së bashku në mënyrë të pandërprerë edhe pse ato mund të jenë mijëra milje larg njëra-tjetrës.
Automatizimi i fuqizuar nga intelekti artificial mbështetet në mësimin e makinave për të përpunuar të dhënat e kaluarashme dhe të tanishmet, duke lejuar linjat e fabrikave të optimizohen vetë me kalimin e kohës. Teknologjia bën ndryshime në kohë reale në gjëra si shpejtësia e prodhimit, konsumi i energjisë dhe lëvizja e materialeve nëpër sistem. Në fabrikat e prodhimit të automobilave, këto rregullime të mençura kanë treguar se ulin sasinë e materialeve të humbura rreth 18 për qind, sipas raporteve të fundit industriale. Çka i dallon këto sisteme nga qasjet e vjetra të fiksuara është aftësia e tyre aktuale për të mësuar kur pajisjet fillojnë të tregojnë shenja të konsumimit. Në vend se të presin ndërprerjet, ato përshtaten me degradimin e ngadalshëm të pajisjeve, por mbajnë cilësinë e produktit në nivele të pranueshme gjatë gjithë jetës së pajisjeve industriale të vjetra.
Rreth 74 për qind e fabrikave të sotme janë tashmë të lidhura përmes teknologjisë IIoT, e cila integron sensorë në mjetet dhe në makinerinë CNC në të gjithë parket e prodhimit. Sistemi dërgon të dhëna në ekrane të qendrave të monitorimit ku stafi i fabrikës mund të vërejë ndryshimet në temperaturat e reaktorëve gati menjëherë, ndonjëherë edhe aq shpejt sa tre të dhjetat e sekondës. Operatorët marrin gjithashtu alerter kur krahët robotikë duhet të rregullohen gjatë detyrave të makinimit të delikate. Gjithashtu, sistemi i ndihmon për të përputhur materiale të reja me ato që janë të nevojshme në linjën e prodhimit në çdo moment të caktuar. Të gjitha këto tipare punojnë së bashku për të mbajtur resurse të përdorura në mënyrë efikase në të gjithë objektin.
Kur kompanitë zbatojnë llogaritjen në skaj, zakonisht shohin kohët e vendimmarrjes të bien deri në rreth 2 ose 3 milisekonda sepse sistemi i përpunon gjëra si të dhënat e vështrimit mekanik dhe të vibracioneve pikërisht aty ku ndodhin, në vend se t'i dërgojë të gjitha jashtë vendit të punës. Merrni si shembull një kompani farmaceutike që arriti të ulë kohën e inspektimit pothuajse në gjysmë pasi instaloi këto kamera të veçanta me të dhëna në skaj. Këto kamera mund të zbulojnë menjëherë kapakët e defektuar të vialëve dhe i hedhin jashtë pa u pritur për konfirmim nga një vend tjetër në kohë. Ajo që është me të vërtetë interesante është se si këto pajisje në skaj i përpunojnë gjithashtu të dhënat. Ato filtrin e heqin rreth 90 për qind të gjërave të panevojshme direkt në nivel të fabrikës. Kjo do të thotë më pak të dhëna që ngarkojnë lidhjet e rrjetit dhe sistemet që reagojnë shumë më shpejt kur shfaqen probleme.
Interneti Industrial i Gjërave definitivisht e rrit produktivitetin, por shumë prodhues janë të shqetësuar për problemet e sigurisë kur pajisjet e tyre lidhen. Rreth dy të tretave e menaxherëve të fabrikave në fakt e përmendin sigurinë kibernetike si një shqetësim të madh për pajisjet e tyre të lidhura në rrjet. Kompanitë po fillojnë të implementojnë atë që quhet arkitekturë zero besimi në këto ditë, e cila në thelb i veçon stacionet e punës së robotëve nga kompjuterët e zakonshëm të biznesit. Ata gjithashtu i ruajnë të dhënat e ndjeshme të trajnimit të inteligjencës artificiale në repozitore të koduara në mënyrë të sigurtë, që konkurrentët të mos mund të vjedhin pronësinë intelektuale. Fabrikat më të mira në kryerje shkojnë përtej sigurisë bazike duke vendosur leje hyrjeje të ashpra të bazuar në role të punonjësve. Disa prej tyre bëjnë teste depërtimi çdo dy javë veçanërisht për ato kontrollore logjike programuese që administrojnë proceset kritike të prodhimit nëpër rrjetet e tyre të teknologjisë operative.
Teknologjia e zërit digjital krijon kopje virtuale të sistemeve reale të prodhimit dhe po ndryshon se si funksionojnë fabrikat sot duke pasqyruar atë që ndodh në tokën e fabrikës në mënyrë të saktë. Kur kombinohet me mundësitë e shtyllës digjitale, prodhuesit marrin një rrjedhë të vazhdueshme të të dhënave nga fazat fillestare të dizajnit deri në prodhimin përfundimtar. Kjo i lejon ata të kryejnë simulime, të identifikojnë ku gjërat nuk funksionojnë mirë dhe të testojnë ndryshimet para se të bëhen ndonjë investim i shtrenjtë. Sipas një hulumtimi të publikuar vitin e kaluar, bizneset që kanë adoptuar këtë qasje kanë parë uljen e shpenzimeve për prototipet rreth 28 për qind, ndërsa kanë qenë në gjendje të hedhin produkte në treg shumë më shpejt sesa i lejonin metodat tradicionale.
Kur informacioni i sensorëve në kohë reale kombinohet me algoritme të mësimit makinor, teknologjia e binjakëve dixhitalë mund të parashikojë kur pajisjet mund të dështojnë, duke e pasur të drejtën rreth 92% të kohës sipas testimeve të fundit. Inxhinierët tani kanë diçka të quajtur mirëfilltë e vërtetë virtuale ku ata kontrollojnë së pari të gjitha linjat e prodhimit brenda softuerit të simulimit. Kjo e zvogëlon kohën e vonimit të pakënaqurive gjatë përdorimit me rreth 40%, gjë që bën një ndryshim të madh në dyshemeve të fabrikës. Sistemi i tërë ndihmon në shmangien e ndërprerjeve të papritura, ndërkohë që siguron edhe që makinat nuk harxhojnë energji kur gjithçka fillohet në botën reale. Shumë fabrika raportojnë kursime të mëdha thjesht nga simulimet e kryera para kohës, në vend që të zbulohen problemet gjatë operacioneve reale.
Një kompani e madhe energjetike ka futur teknologjinë e binjakëve dixhitalë në veprim për më shumë se 200 turbinë gazin në të gjitha operacionet e saj. Ato i përdorën këto kopje virtuale për të studiuar se si funksionon djegia brenda motorëve dhe për të gjurmuar shenjat e konsumimit në kohë. Rezultatet ishin në të vërtetë të mëdha. Ekipet e mirëmbajtjes mundën tani të parashikojnë kur pjestë e caktuara kërkonin vëmendje, para se të ndodhë ndonjë dështim. Kjo metodë rriti performancën e turbinave me rreth 6,2 për qind çdo vit. Shpenzimet e mirëmbajtjes u ulën edhe ato në mënyrë të konsiderueshme, duke kursyer rreth tetëmbëdhjetë milionë dollarë vetëm gjatë tri vjetëve të para. Gjithashtu, pajisjet zgjatën më gjatë se sa pritej. Të gjitha këto tregojnë se sa e madhe mund të jetë ndikimi i teknologjisë së binjakëve dixhitalë në rritjen e besueshmërisë së sistemeve dhe kursimit të kostove në ambientet industriale.
Zhvendosja në automatizimin industrial po ndryshon se si funksionon mirëmbajtja, duke u larguar nga rregullimi i problemeve pasi të ndodhin, drejt parashikimit të tyre para se të ndodhin. Duke përdorur sensorë dhe teknologji të mësimit të makinës, fabrikat tani mund të zbulohen probleme potenciale ndërmjet 7 deri në 30 ditë para kohe. Sipas raporteve të fundit të industrisë, kompanitë që zbatohen këto sisteme parashikuese shohin rreth 40 deri në 50 për qind më pak ndërprerje të papritura. Programe të zgjuara të kompjuterit analizojnë të dhëna të llojeve të ndryshme, duke përfshirë performancën e mëparshme të pajisjeve, modele lëkundjesh dhe lexime të temperaturës, për të identifikuar pjesë si rulmentët, motorët elektrikë apo edhe sistemet hidraulike që mund të jenë në fund të jetës së tyre. Ky sistem i paralajmërimit të hershëm i jep menaxherëve të fabrikës kohë të çmuar për të planifikuar riparimet gjatë kohës së planifikuar të pushimit, në vend se të përballet me riparime emergjente që kushtojnë shumë.
Sistemet moderne të automatizimit integrojnë sensorë IoT që monitorojnë më shumë se 15 parametrat, përfshirë viskozitetin e lubrifikantit dhe fluktuacionet e ngarkesës elektrike. Kjo telemetri e vazhdueshme mbështet zbulimin e hershëm të degradimit të supapave të kompresorit, pamarrëveshjen e rripave transportues përmes analizës së vibracioneve dhe planifikimin parashikues të zëvendësimit për motorët servo të krahut robotik, duke siguruar mirëmbajtje proaktive dhe performancë të qëndrueshme.
Platformat e unifikuara të drejtimit të të dhënave procesojnë deri në 2,5 milionë pika të dhënash për linjë prodhimi në ditë, duke furnizuar modele parashikuese me hyrje kritike:
| Lloji i të dhënave | Ndikimi në besueshmëri |
|---|---|
| Regjistrat e pajisjeve | Identifikon modele përdorimi që ndikojnë në jetën e komponentëve |
| Metrika të energjisë | Zbulon shkathtësimin e izolimit në motorë |
| Statistikat e kontrollit të cilësisë | Lidh defektet e produkteve me gjendjen e makinës |
Industria po kalon nga riparimi pas dështimit në mirëmbajtje të rekomanduar të mundësuar nga shumëfishat digjitale. Pararendësit e kësaj metode arrisin saktësi prej 93% në riparimin e parë duke kombinuar simulimet 3D të pajisjeve me të dhëna reale nga sensorët, duke reduktuar kontrollimet e panevojshme mirëmbajtëse me 34% (Manufacturing Leadership Council 2024).
Sistemet kiberfizike (CPS) integrojnë makineritë fizike me inteligjencën dixhitale përmes sensoreve të integruara dhe rrjeteve të IoT, duke mundësuar monitorimin në kohë reale dhe kontrollin adaptiv. Fabrikat që përdorin CPS raportojnë 1823% reagime më të shpejta ndaj ndërprerjeve të zinxhirit të furnizimit. Duke përfshirë kompjuterinë e skajit, CPS redukton vonesën e vendimit dhe mbështet rregullimet autonome të kontrollit të cilësisë pa ndërhyrje njerëzore.
Automatizimi i sotëm ka të bëjë me përmirësimin e bashkëpunimit midis njerëzve dhe sistemeve të inteligjencës artificiale. Këto robotë bashkëpunues, ose cobotë siç quhen, janë pajisur me kamera të mençura që u lejojnë të kryejnë detyra të delikate drejt bashkëpunëtorëve të tyre njerëzorë. Fabrikat raportojnë rreth një të tretë më pak lëndime nga përsëritja që nga ajo kohë kur këto makina filluan të ndajnë punën në linjën e montimit. Disa kompani përdorin edhe asistentë AI që shikojnë të dhënat e performancës nga kaluara për t'u ndihmuar punonjësit të vendosin kur të programojnë prodhimin. Kjo krijon një cikël të mirë ku të gjithë mësojnë nga ato që funksionojnë më së miri, që do të thotë jo vetëm se puna kryhet më shpejt, por gjithashtu se vendet e punës bëhen më të sigurta me kalimin e kohës.
Ngrihja e AI-së gjeneruese po ndryshon se si i afrohemi projektimit të proceseve, duke lejuar inxhinierët të testojnë qindra apo madje mijëra scenario prodhimi brenda vetëm disa minutash. Merrni për shembull një prodhues automobilësh që së fundi ka aplikuar këto modele AI për të rishikuar operacionet e tij të kërcellit. Ata arritën të ulin përdorimin e energjisë me rreth 12 për qind pasi i përshtatën sekuencën. Ajo që e bën këtë teknologji me të vërtetë të fuqishme është aftësia e saj për të punuar së bashku me mjetet e mirëmbajtjes së parashikuar. Këto sisteme të kombinuara mund të sugjerojnë me të vërtetë kur vlen të bëhet një përmirësim i pajisjeve, duke peshuar se sa do të kushtojë kjo në fillim krahasuar me sa para mund të kursenë më vonë nga shmangia e ndërprerjeve të papritura dhe nga mbajtja e gjithçkaje në funksionim të pandërprerë nga dita në ditë.
Rreth 65% e prodhuesve pritet të adoptojnë rrjetë neuronale të bazuar në skaj deri më 2026 si pjesë e lëvizjes drejt inteligjencës artificiale të decentralizuar. Këto sisteme lejojnë zbulimin e defekteve në të vërtetë në real-time, diçka që qasjet e bazuara në reçet nuk mund ta bëjnë kur vjen puna tek shpejtësia. Me rritjen e fabrikave të mençura të mundësuara nga 5G në të gjithë industrinë, proceset e automatizimit po fillojnë të mbështeten më shumë në algoritme që mund të përshtaten vetë në përputhje me llojin e materialeve që vijnë dhe siç ndryshon kërkesa gjatë cikleve të prodhimit. Kjo tregon një hap të rëndësishëm përpara për operacionet e prodhimit që kanë nevojë për të qenë të fortë dhe të mençur për të mbajtur ritmin me kërkesat moderne të prodhimit.
Fabrikat e mençura përdorin sisteme ciber-fizike për të lejuar që makinat të marrin vendime vetë duke kombinuar pajisjet e lidhura në internet me analizë të inteligjencës artificiale, duke zvogëluar se sa më pak përfshirjen e njerëzve në linjat e prodhimit.
Automatizimi industrial e përshpejton transformimin digjital duke përmirësuar mirëmbajtjen parandaluese dhe eficiencën energetike, ndërkohë që e rrit menaxhimin e përgjithshëm të prodhimit dhe zvogëlon problemet e cilësisë.
Llogaritja në skaj lejon përpunimin në kohë reale të të dhënave në vendin ku gjenerohen të dhënat, duke zvogëluar vonimin dhe përmirësuar kohët e reagimit në ambientet e prodhimit.
Sistemet Cibernetiko-Fizike integrojnë makinerinë fizike me inteligjencën digjitale për të mundësuar mbikëqyrjen në kohë reale, kontrollin adaptiv dhe reagimin më të shpejtë ndaj ndërprerjeve në zinxhirin e furnizimit.
Të drejta të autorit © 2024 nga Shenzhen QIDA electronic CO.,ltd
EN