Đo lường – Thúc đẩy Công nghiệp 4.0 Sản xuất theo hướng dữ liệu

Khi xem xét vị trí của đo lường trong ‘Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư’, thật thú vị khi suy ngẫm liệu ngành công nghiệp 4.0 đang được thúc đẩy bởi sự phát triển của đo lường hay sự phát triển của đo lường đang được thúc đẩy bởi Công nghiệp 4.0.

Các hệ thống đo lường tinh vi nhất hiện nay thúc đẩy đảm bảo chất lượng (QA) vốn đã trở thành một nhiệm vụ kỹ thuật số cơ bản, tự nó tạo điều kiện thuận lợi cho các quy trình sản xuất hiệu quả và tiết kiệm chi phí. Theo một nghĩa rất thực tế, dữ liệu QA ngày nay kiểm soát cách sản phẩm được tạo ra, đồng thời thúc đẩy lợi nhuận và khả năng lặp lại trong sản xuất, vốn rất quan trọng trong tất cả các tình huống sản xuất toàn công nghiệp.

Từ quan điểm này, việc ủng hộ rằng QA thúc đẩy Công nghiệp 4.0 là một bước nhảy vọt ngắn. Sự phát triển năng động của các giải pháp đo lường quang học 3D không tiếp xúc trong những năm gần đây đã củng cố lập luận này, vì các hệ thống xử lý hình ảnh và thị giác dễ dàng phù hợp với các quy trình của Công nghiệp 4.0.

Và thế là chúng ta bắt đầu thay đổi định kiến. Trong một thời gian dài, đo lường cho QA sản xuất đã được coi giống như một điều ác cần thiết, một phần của quy trình phát triển sản phẩm có hiệu quả, nhưng không trực tiếp gia tăng giá trị. Từ góc độ này, có thể lập luận rằng đo lường không phục vụ mục đích nào khác ngoài việc phát hiện lỗi trong quy trình sản xuất. Nếu không có những sai sót hoặc thiếu sót, thì vai trò của đo lường sẽ là dư thừa.

Nhưng trong thế giới hiện đại, đo lường là nguồn cung cấp nhiều dữ liệu, có thể được sử dụng để cung cấp nhiên liệu cho các hệ thống được sử dụng trong nhà máy thông minh hoặc môi trường Công nghiệp 4.0, thúc đẩy sản xuất theo hướng dữ liệu thực sự.

Đi sâu vào Công nghiệp 4.0

Động lực cạnh tranh chính cho các nhà sản xuất ngày nay là sản xuất hiệu quả, đó là lý do tại sao các giải pháp Công nghiệp 4.0 sử dụng công nghệ kỹ thuật số để kích thích đổi mới và cải thiện quy trình sản xuất đang thu hút được sự chú ý trên tất cả các lĩnh vực công nghiệp chính. Khi các công nghệ này được cải tiến và trở nên rẻ hơn, theo xu hướng, Công nghiệp 4.0 sẽ ngày càng trở nên quan trọng hơn.

Nền tảng của khái niệm Công nghiệp 4.0 yêu cầu các doanh nghiệp thẩm vấn mô hình cạnh tranh của họ và tập trung vào việc tăng năng lực để cung cấp các sản phẩm hiệu quả hơn về chi phí thông qua số hóa toàn bộ quy trình sản xuất.

Ngày nay, điều này đòi hỏi các doanh nghiệp này phải đánh giá lại toàn bộ chuỗi giá trị của họ và áp dụng các cách suy nghĩ và bộ công cụ khác nhau, kết hợp thế giới thực, kỹ thuật số và ảo lại với nhau. Công nghiệp 4.0 khuyến khích tích hợp các hệ thống sản xuất thông minh và công nghệ thông tin tiên tiến, đồng thời là nền tảng cho nền tảng và tương lai của nhiều nhà sản xuất hàng đầu thế giới.

Việc thúc đẩy chiến lược sản xuất kỹ thuật số là điều cơ bản đối với nhiều công ty sản xuất nếu họ muốn duy trì khả năng cạnh tranh trong những năm tới. và trung tâm của điều này là thu thập, phân tích và thay đổi dữ liệu. Từ quan điểm này, vai trò của các giải pháp đo lường 3D là rất rõ ràng, và nó không chỉ đơn thuần là phát hiện lỗi QA không thường xuyên trong quá trình sản xuất.

Sức mạnh của dữ liệu dựa trên đo lường

Đối với Công nghiệp 4.0, việc sử dụng dữ liệu lớn là chìa khóa, cũng như chuyển động của nó và sử dụng ngược dòng và xuôi dòng trong quá trình phát triển sản phẩm, với các thuật toán điều chỉnh quy trình sản xuất để đảm bảo sản xuất nhất quán, hiệu quả và trên hết là có thể lặp lại với tỷ lệ thất bại bằng không. Dữ liệu 3D được ghi lại khi các bộ phận được sản xuất bằng hệ thống đo lường quang học nhanh, không tiếp xúc có thể được cung cấp trực tiếp cho nhóm kiểm soát chất lượng để họ có thể phân tích sự phù hợp của dữ liệu với mục đích thiết kế bằng cách so sánh dữ liệu đó với các mô hình rắn 3D CAD. Bất kỳ khu vực quan tâm nào cũng có thể được đánh dấu và các điều chỉnh có thể được thực hiện ngay lập tức đối với các tệp CAM.

Một quy trình tự động như vậy hầu như không cần phải tắt, giảm đáng kể tỷ lệ hỏng hóc và phế liệu, do đó nâng cao hiệu quả tổng thể và hiệu quả chi phí của sản xuất. Trong trường hợp như vậy, các giải pháp đo lường quang học 3D tiên tiến nâng cao chất lượng, số lượng và tốc độ thu thập dữ liệu, đồng thời cho phép đánh giá phân tích và tầm quan trọng của dữ liệu trong nháy mắt đối với việc cải thiện quy trình sản xuất.

Giải pháp đo lường nhà máy thông minh

Vai trò của Đo lường trong các nhà máy số hóa cao liên tục thu thập và chia sẻ dữ liệu thông qua các thiết bị, máy móc và quy trình sản xuất được kết nối với nhau là để hỗ trợ sản xuất kỹ thuật số ở mọi giai đoạn. Để đạt được các mục tiêu của “nhà máy thông minh”, các nhà sản xuất phải phát triển các quy trình của họ để thu hẹp khoảng cách về dữ liệu liên quan đến kiểm tra ở mọi giai đoạn trong bản đồ giá trị sản xuất. Nó cũng có vai trò giúp các nhà sản xuất có tầm nhìn rõ hơn về toàn bộ chuỗi cung ứng, bao gồm cả các nhà cung cấp. Các nhà máy thông minh với rô-bốt công nghiệp và hệ thống xử lý tự động phụ thuộc một cách không cân xứng vào các hệ thống điều khiển hoàn toàn tự động cũng như khả năng xác minh và phản hồi nhanh chóng.

Điều này ảnh hưởng đến việc sử dụng các giải pháp đo lường trong quá trình và các giải pháp quang học 3D không tiếp xúc.

Thông thường, cuộc trò chuyện khi xem xét việc sử dụng đo lường tối ưu trong môi trường sản xuất tiên tiến ngày nay là giữa việc sử dụng nó trong phòng thí nghiệm hay trong quá trình. Cuối cùng, động lực chính cho sự chuyển đổi từ trong phòng thí nghiệm sang trong quá trình là mong muốn có “thời gian xử lý dữ liệu nhanh hơn” và quan trọng hơn là khả năng đưa ra quyết định nhờ dữ liệu đó nhanh hơn. Do đó, nó là yếu tố chính của Công nghiệp 4.0 và vận hành hiệu quả một nhà máy thông minh.

Khi so sánh với các giải pháp đo lường cũ thay thế trong đó đo lường là một hoạt động ngoại tuyến riêng biệt, các giải pháp trong quá trình có một số lợi thế chính, rõ ràng nhất là tốc độ mà dữ liệu thu được từ nó có thể ảnh hưởng đến việc ra quyết định. Nếu thực hiện đo lường trong phòng thí nghiệm, các bộ phận phải được chuyển đến bộ phận QC, sau đó chúng cần được thiết lập để thực hiện hoạt động đo lường. Nếu phép đo là trực tuyến, các bước quy trình khác nhau sẽ bị loại bỏ và do các lỗi và sự cố có thể được xác định và khắc phục nên việc làm lại ngay lập tức sẽ giảm đi. Do đó, đo lường trong quá trình hỗ trợ ngăn ngừa các vấn đề trước khi chúng phát sinh và nếu chúng phát sinh thì cho phép xác định và giải quyết chúng trước khi chúng trở thành một vấn đề tốn kém và mất thời gian.

Các giải pháp đo lường quang học không tiếp xúc cũng phù hợp với khái niệm Công nghiệp 4.0 vì chúng nhanh hơn và có thể bao phủ các khu vực rộng hơn so với các thiết bị tiếp xúc. Đo lường quang học 3D được tích hợp đầy đủ thúc đẩy quá trình sản xuất khép kín hoàn toàn tự động. Ngoài ra, những cải tiến trong xử lý máy tính và công nghệ quang học có nghĩa là lượng dữ liệu khổng lồ có thể thu thập và phân tích được tăng lên rất nhiều. Các giải pháp đo lường quang học 3D được sử dụng trong quy trình cho phép dữ liệu đã xử lý được cung cấp từ hệ thống đo lường vào hệ thống quản lý nhà máy và điều này thúc đẩy đáng kể khái niệm về nhà máy thông minh.

Bản tóm tắt

Để tự động hóa thành công trong kỷ nguyên Công nghiệp 4.0, dữ liệu được thu thập để theo dõi và kiểm soát phải được truyền đạt một cách đáng tin cậy. Là một phần của xu hướng này, việc kết hợp thiết bị đo lường vào hệ thống sản xuất để thu thập dữ liệu nhằm sử dụng trong quá trình ra quyết định thông minh nhằm ngăn chặn sự thay đổi của quy trình.

Các hệ thống đo lường học tập thông minh hơn, linh hoạt hơn và nhanh hơn là trọng tâm và không thể thiếu của ngành công nghiệp 4.0 và tất cả các hệ thống sản xuất tiên tiến. Các hệ thống đo lường như vậy thúc đẩy sự phát triển của các nhà máy được kết nối và sẽ giảm đáng kể thời gian ngừng hoạt động đồng thời đẩy nhanh quá trình sản xuất các sản phẩm sáng tạo hơn, được thiết kế tốt hơn và chất lượng cao hơn. Mặc dù có nhiều sự phát triển trong lĩnh vực này, nhưng các công ty hướng tới tương lai thực sự nên xem xét các giải pháp đo lường tiên tiến hiện có trên thị trường và có thể được sử dụng để nâng cao hiệu quả sản xuất ở mọi cấp độ.

Để biết thêm thông tin: www.zygo.com