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.[1][5] 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.[7][8][9]