Produkcja cyfrowa
Zespoły projektujące roboty mogą skrócić czas wprowadzenia produktu na rynek dzięki platformom produkcji cyfrowej, które łączą prototypowanie, walidację, sourcing i produkcję w jednym procesie. Od firm z branży robotyki oczekuje się dziś szybszego przechodzenia od koncepcji do produkcji, bez kompromisów w zakresie niezawodności i osiągów.1 Produkcja cyfrowa oznacza wykorzystanie technologii, narzędzi i procesów cyfrowych w działaniach produkcyjnych, aby zwiększyć efektywność, elastyczność i produktywność.7 Produkcja cyfrowa, określana też jako Przemysł 4.0, wykorzystuje technologie komputerowe do usprawniania procesów produkcyjnych pod kątem wydajności, skalowalności i zwinności.9
Największe wyzwanie polega na tym, że rozwój sprzętu dla robotyki łączy mechanikę, elektronikę i oprogramowanie, a każda iteracja wymaga fizycznej weryfikacji.6 Firmy robotyczne odchodzą od rozproszonych modeli zaopatrzenia i szukają partnerów, którzy obsłużą cały cykl życia produktu: od pierwszych prototypów po produkcję.1 Wiele zespołów wybiera zaawansowane usługi szybkiego prototypowania dla zastosowań robotycznych, które spinają te kompetencje w jeden proces.1
Dlaczego szybkość ma znaczenie
Zespoły robotyczne coraz częściej wdrażają platformy produkcji cyfrowej wspierające rozwój produktu od początku do końca i pozwalające skalować projekt bez zmiany partnera w połowie drogi.1 Platformy produkcji cyfrowej zmieniają prototypowanie i produkcję, eliminując nieefektywności typowe dla tradycyjnych procesów.1 Produkcja cyfrowa wykorzystuje zaawansowane oprogramowanie, analitykę danych, połączone urządzenia i pracowników online, aby usprawnić projektowanie, produkcję oraz utrzymanie.7
Podejście platformowe jest ważne, bo celem produkcji cyfrowej jest cyfryzacja całego procesu wytwarzania — od projektu po produkcję — z użyciem oprogramowania do symulacji produkcji.9 Producenci mogą wirtualnie symulować cały cykl życia produktu w cyfrowej fabryce.9 Zastosowanie cyfrowego bliźniaka w inteligentnej produkcji może skrócić czas wejścia na rynek dzięki projektowaniu i ocenie procesów produkcyjnych w środowiskach wirtualnych.5
Zbuduj jeden spójny proces
Praktyczny punkt wyjścia to zastąpienie rozproszonych przekazań między dostawcami platformami produkcyjnymi, które wspólnie obsługują założenia projektowe, informacje zwrotne o wykonalności, fizyczne prototypowanie i planowanie produkcji.1 Model produkcji typu one-stop-shop może przyspieszyć przejście od projektu CAD do fizycznej części i wspierać szybkie wykonanie od prototypu do produkcji.2 RapidAccu jest opisywane jako firma dysponująca możliwościami produkcyjnymi obejmującymi zaawansowaną obróbkę CNC, formowanie wtryskowe, obróbkę blach oraz odlewanie ciśnieniowe.2
Zespoły robotyczne powinny stawiać na partnerów, którzy potrafią wykonywać złożone geometrie i utrzymywać ścisłe tolerancje, gdy potrzebne są komponenty o wysokich parametrach.2 RapidAccu wskazuje, że inżynierowie potrzebują partnerów produkcyjnych zdolnych dostarczać złożone geometrie przy rygorystycznych tolerancjach.2 To samo podejście produkcyjne podkreśla wykorzystanie nowoczesnych centrów frezarskich i tokarskich 3-, 4- i 5-osiowych oraz rygorystycznych praktyk zapewniania jakości.2
Waliduj wcześniej
Skracanie time-to-market w robotyce dzięki cyfrowym procesom zależy od wcześniejszej walidacji, ponieważ fizyczne iteracje są jednym z głównych wąskich gardeł w rozwoju robotów.6 Wykorzystanie cyfrowego bliźniaka w inteligentnej produkcji pozwala zespołom projektować i oceniać procesy produkcyjne w środowiskach wirtualnych.5 Produkcja cyfrowa tworzy połączone środowisko, w którym maszyny, ludzie i procesy komunikują się w czasie rzeczywistym.7
Symulacja jest cenna, ponieważ produkcja cyfrowa pozwala wirtualnie odtworzyć cały cykl życia produktu w cyfrowej fabryce.9 Wirtualna ocena procesu może pomóc zespołom znaleźć problemy produkcyjne, zanim fizyczne etapy wytwarzania pochłoną czas.5 Technologie pracownika połączonego, chmura obliczeniowa i sztuczna inteligencja są wymieniane jako narzędzia wspierające produkcję cyfrową.7
Wybieraj elastyczne technologie
Rozwój robotyki często korzysta z elastycznego doboru procesów, bo na różnych etapach zespoły mogą potrzebować części obrabianych skrawaniem, elementów wtryskowych, komponentów z blachy, odlewów ciśnieniowych albo części wytwarzanych addytywnie.2 Możliwości produkcyjne RapidAccu obejmują obróbkę CNC, formowanie wtryskowe, obróbkę blach i odlewanie ciśnieniowe.2 Druk 3D jest opisywany jako narzędzie do wykonywania wielu różnych rzeczy, choć tworzywa FDM z drukarek biurkowych nie zawsze są pierwszym wyborem w wymagających zastosowaniach silnikowych.3
Zaawansowana produkcja addytywna coraz wyraźniej zmierza też w stronę zastosowań przemysłowych w konkretnych obszarach.4 Deklarowaną wizją Axtra3D było umożliwienie produkcji niskoseryjnej i zbudowanie pomostu między tradycyjnymi metodami wytwarzania a produkcją addytywną.4 Inicjatywa dotycząca addytywnego wytwarzania z tytanu ma pomóc w uprzemysłowieniu titanium AM dla dużych struktur lotniczych wykonywanych technologią Laser Metal Deposition with Wire.4
Ogranicz pracę ręczną
Skracanie czasu wejścia na rynek w cyfrowych procesach dla robotyki nie polega wyłącznie na szybszym wykonaniu części; równie ważne jest usuwanie ręcznych i monotonnych zadań z procesów produkcyjnych.8 Robotic Process Automation może oszczędzać czas i minimalizować ludzkie błędy w pracy produkcyjnej.8 Produkcja cyfrowa wykorzystuje połączone urządzenia, analitykę danych i zaawansowane oprogramowanie, aby usprawniać procesy produkcji i utrzymania.7
Presja kosztowa również wpływa na wybór platformy, ponieważ RapidAccu wskazuje, że efektywne przepływy produkcyjne, zaawansowana automatyzacja i korzyści skali mogą ograniczać koszty ogólne oraz koszty przetwarzania.2 Produkcja cyfrowa ma optymalizować projekt produktu i procesy wytwarzania, jednocześnie wspierając redukcję kosztów produktu oraz usprawnienie łańcucha dostaw.9 Liderzy produkcji w robotyce mierzą się z presją, by robić więcej przy mniejszych zasobach, a niemal połowa z nich jest opisywana jako zmagająca się z tym wyzwaniem.6
Jak wdrożyć to w praktyce
Po pierwsze, zespoły robotyczne powinny zmapować każdą pętlę prototypowania od wydania CAD do fizycznej części, ponieważ rozproszony sourcing może zwiększać złożoność i spowalniać iteracje.1 Po drugie, warto wybierać platformy produkcyjne wspierające rozwój produktu end-to-end, bo możliwość skalowania bez zmiany partnera w trakcie projektu jest wskazywana jako powód ich wdrażania.1 Po trzecie, zespoły powinny korzystać ze środowisk wirtualnych do projektowania i oceny procesów produkcyjnych przed rozpoczęciem fizycznego wytwarzania.5
Po czwarte, każdy komponent należy dopasować do najlepiej dobranej technologii produkcyjnej dostępnej na platformie, ponieważ cytowany model one-stop-shop obejmuje obróbkę CNC, formowanie wtryskowe, obróbkę blach i odlewanie ciśnieniowe.2 Po piąte, tam gdzie to możliwe, warto łączyć pracowników, maszyny i procesy w czasie rzeczywistym, ponieważ produkcja cyfrowa jest opisywana jako silnie połączone środowisko.7 Po szóste, zespoły powinny wykorzystywać automatyzację do ograniczania powtarzalnych prac produkcyjnych, bo Robotic Process Automation wiąże się z oszczędnością czasu i minimalizowaniem ludzkich błędów.8
Na co zwracać uwagę
Kolejna przewaga konkurencyjna w skracaniu time-to-market dla cyfrowych procesów w robotyce będzie prawdopodobnie wynikać z ciaśniejszego połączenia wirtualnej walidacji, szybkiego prototypowania i skalowania produkcji, ponieważ platformy produkcji cyfrowej już wspierają rozwój end-to-end, a cyfrowe bliźniaki mogą skracać czas wejścia na rynek dzięki wirtualnej ocenie procesów.15 Produkcja addytywna pozostanie ważnym obszarem obserwacji, ponieważ firmy rozwijają pomosty do produkcji niskoseryjnej między tradycyjnym wytwarzaniem a technologiami addytywnymi.4 Zespoły robotyczne powinny też śledzić, jak platformy produkcji cyfrowej łączą symulację, połączone operacje i automatyzację produkcji, bo każda z tych zdolności jest opisywana jako część produkcji cyfrowej lub transformacji wytwarzania.789