10 уровней автоматизации. 4 уровня автоматических систем

Чем отличается автоматизированная система от автоматической?

Автоматизированная система – это система, выполняющая действия с участием машины и человека-оператора.
Автоматическая система – это система, выполняющая действия без участия человека-оператора.

Под машиной в данном контексте следует понимать любую электромеханическую систему (промышленный манипулятор, антропоморфный робот, сварочный полуавтомат и т.д.), а также виртуальный системы (компьютерные программы), которые по сути также являются электромеханическими устройствами, потому как без компьютера работать не могут.

Возьмём к примеру САПР, многие часто путают и говорят – Система Автоматического Проектирования, что является неверным в большинстве случаев, правильно эта аббревиатура расшифровывается как Система Автоматизированного Проектирования. Но в некоторых случаях (пока крайне редко), может быть и Система Автоматического Проектирования, если речь идёт о системе проектирования методом программирования правил изменения параметров с клиентским приложением, которая выполняет все действия без оператора по средством выбора или изменения параметров базовой информационной модели клиентом.
Подробнее об автоматических системах проектирования 

Томас Б. Шеридан, которого по праву можно считать пионером в области робототехники и человеком, внёсшим огромный вклад в развитее систем автоматизации, предположительно в 1978 году в массачусетский технологический институте, сформулировал понятие "levels of automation (LOA)" – уровни автоматизации.

Автоматизация производства алюминиевых деталей для автопрома на основе промышленных роботов ABB

Немецкая компания Bharat Forge Aluminium GmbH на протяжении 20 лет изготавливает высококачественные детали для автомобилей из алюминиевых сплавов.
270 сотрудников компании ежегодно перерабатывают 15 000 тонн алюминия.
В 2013 году компания инвестировала 70 миллионов евро в строительство и оснащение нового завода с производственной площадью 7000 м².
Несмотря на большой опыт организации производства алюминиевых автокомпонентов сложных форм, в проекте модернизации были недостаточно раскрыты возможности автоматизации производства на основе промышленных роботов. В 2013 году на Bharat Forge были роботизированы большинство физический операций производства связанных с изготовлением алюминиевых деталей, но не была учтена высокая себестоимость упаковки деталей. В 2016 году Bharat Forge совместно с ABB-Roboter исправили эту недоработку выведя производство на новый уровень эффективности снизив себестоимость изготовления автокомпонентов.

Организация физического пространства участка комплектации завода металлоконструкций

3 года назад я написал статью о базовых принципах организации информационной среды операций комплектации деталей на заводах металлоконструкций. На днях мне напомнили о том, что тогда я пообещал рассказать о методах организации физического производства комплектовки на ЗМК и показать фотографии. Обещанного 3 года ждут, вот и дождались 😀
На участке комплектации ЗМК, если соблюдаются банальные принципы порядка, проблем с основными деталями обычно не возникает, проблемы возникают с комплектацией сборочных марок мелкими фасонными деталями, которых в десятки раз больше, и они часто теряются в хаосе производства.
Правда на некоторых заводах металлоконструкций умудряются терять производительность увеличивая простои сборочно-сварочных операций даже на организации подачи на рабочие места крупногабаритных основных деталей но это уже проблема чисто человеческого фактора, в таких случаях надо в первую очередь поменять людей.
Если на заготовительном участке используются современные автоматизированные производственные системы для обработки профильного проката: пиление, трёхкоординатное сверление, плазменная резка промышленным роботом антропоморфного типа и т.д., эти системы обычно оснащены автоматическими рольгангами в базовой комплектации.
При внедрении автоматических производственных систем, крайне непредусмотрительно экономить на автоматическом накопителе (буфере) готовых деталей. Лишние подъёмы и перемещения на производстве следует исключать. Основные детали должны поступать на сборочные места сразу с рольганга-накопителя, где их уже должен ожидать комплект фасонных деталей.

Близится закат эры интеграторов сварочных роботов

Последние 20 лет с интересом наблюдаю за развитием ранка сварочной робототехники. Ещё свежо то время, когда интеграцией сварочных роботов занимались кандидаты и доктора технических наук, когда простому инженеру-технологу проектирование роботизированных систем казалось чем-то "космическим". А сейчас автоматизация сварочного производства на основе промышленных роботов – это простое увлекательное занятие доступное любому технически грамотному человеку. Уже не надо быть специалистом по автоматизации для того чтобы роботизировать сварочное производство, на первый план выходят знания о сварочных процессах.

Организация работы участка комплектации завода металлоконструкций

   ИНФОРМАЦИОННАЯ СРЕДА КОМПЛЕКТОВОЧНЫХ ОПЕРАЦИЙ НА ЗМК

Участок комплектации – сердце завода металлоконструкций. От того, как организована система комплектации сборочных марок металлоконструкций зависит не только эффективность работы сборочно-сварочного участка, но и всего завода.
Главное на участки комплектации – это строгий порядок в физическом, и информационном пространстве. Детали поступающие на участок комплектации должны учитываться и заносится в АСУП.
Участок комплектации должен рассматриваться как неотъемлемая часть сборочно-сварочного цеха и управляться руководителем сборочно-сварочного производства. Значительной стратегической ошибкой на ЗМК является передача управления участком комплектации под руководство начальника заготовительного цеха или назначение отдельного руководителя для комплектации марок деталями.

Разговор сварщика со слесарем-бракоделом Андрюхой

Делайте свою работу качественно, не подводите коллег!
Какая жизненная песня 😎

Новые старые технологии для российских заводов

Обнаружил интересное интервью в архиве "Вести.Экономика". Максим Шерейкин, генеральный директор "Агентства по технологическому развитию" рассказывает о расширении сектора несырьевой экономики, технологическом импортозамещении, покупке новейших иностранных технологий и эффективности их применения в РФ.
Предлагаю посмотреть это интервью:



Максим Леонидович рассуждает грамотно и профессионально, он акцентирует внимание на реальных проблемах технологического развития российских компаний. Но в его речи улавливается особенность менталитета российского бизнеса, которая на мой взгляд сильно снижает конкурентоспособность многих предприятий, модернизирующих своё производство. Подход к модернизации в России сильно отличается от Европейского, Китайского, Американского.
Ведущие компании в странах с развитой экономикой, ищут новые технологические решения, которых ещё нет на рынке, те, которые дадут явное конкурентное преимущество. Производственные компании идут на умеренные риски инвестируя в новые технологии обращаясь к инжиниринговым компаниям, которых в странах ЕС тысячи и их количество постоянно увеличивается. Это малые предприятия, которые начинают с одного стартап-заказа, зарабатывают базовый капитал, после чего начинают работать в секторе "догоняющих компаний". Часто учредителями этих компаний являются вчерашние студенты или инженеры, которые работали по найму и решили приобретённый профессиональный опыт применить в предпринимательской деятельности.

Олег Дерипаска рассказывает о состоянии реального сектора российской экономики

"ЦБ постепенно говорит о постепенном снижении ставок и этот разговор конечно очень вдохновляет – уже четвёртый год". У Олега Владимировича хорошее чувство юмора 😎
Интересное интервью, Дерипаска озвучил те проблемы, которые оказывают давление на всех нас и мешают развитию производства в России.

Производство металлических изделий в промышленных масштабах на журнальном столике

Маленький и умный станок для высокоточной гибки металлических деталей производит немецкая компания Blech-Tec GmbH. Несмотря на свои крошечные размеры, станок BT-150 – серьёзная машина для производства металлических деталей в промышленных масштабах.
Высокопроизводительный BT-150 позволяет изготавливать металлические детали для различных отраслей промышленности, это могут быть: различные пружины, медные и серебряные контакты, крепёжные изделия, каркасы электронных узлов, сувенирная продукция и многое другое.

Китай: Роботизированное производство металлических изделий методом горячей штамповки

Ранее была опубликована статья «Китайский завод по производству кованных заготовок», где наглядно показан уровень "автоматизации" большинства китайских металлообрабатывающих предприятий, которые не показывают "промышленным туристам" и дан рад советов, как не облажаться заказывая металлические изделия в Китае. Эта статья своего рода дополнение к предыдущей публикации о китайских заводах.

Мы не создаём добавленную стоимость, мы снижаем инвестиционные затраты на модернизацию производства

Мы — это международная группа специалистов в области жизненного цикла металлических изделий. Инженеры, программисты, технологи, учёные — специалисты по организации и автоматизации производственных процессов металлообрабатывающих предприятий, специалисты по проектированию, управлению производством, монтажом и эксплуатацией.
Мы ведущие специалисты, руководители и учредители крупных и средних металлообрабатывающих предприятий, инжиниринговых компаний, компаний-разработчиков программного обеспечения и компаний-производителей современного автоматизированного оборудования. Всех нас объединяет профессиональный интерес к прикладным и научным знаниям в области металлообрабатывающих технологий и методов организации жизненного цикла металлических изделий. 

METAL PLM INTERNATIONAL GROUP — это закрытый клуб для обмена знаниями, проведения совместных исследований и разработки эффективных производственных систем на базе новых технологий.

Открытое образование: Алгоритмы программирования и структуры данных

Для тех, чей хлеб – промышленный инжиниринг, знания в области программирования крайне важны. Сегодня производство дуалистично, состоит из физического и цифрового пространства. Залог высокой производительности – автоматизация. Эффективной автоматизации без грамотных алгоритмов программирования оборудования и АСУП быть не может. Умение программировать даёт значительное конкурентное преимущество на рынке труда для инженеров.
Рекомендую бесплатный онлайн-курс проекта «Открытое образование» – «Алгоритмы программирования и структуры данных», который стартует 20го февраля 2017 года.

Технология автоматической сборки и сварки металлических конструкций для малых и средних ЗМК

На сегодняшней день существует достаточно много роботизированных решений для автоматической сборки и сварки строительных металлических конструкций:

• Kranendonk Production Systems BV
• Voortman Fabricator
• Zeman SBA 
• AGT Robotics "BeamMaster Fit+Weld"

Но все эти решения являются дорогими и детерминированными с ограниченным диапазоном типов конструкций. Их интеграция в производственную цепочку подразумевает помимо наличия рынка сбыта – развитую информационную среду и баланс производственных мощностей, обеспечивающих полную загрузку высокопроизводительной автоматической линии. Иначе высокопроизводительный роботизированный центр не будет загружен до уровня рентабельной эксплуатации.

CAD 3D + HoloLens > VR

CAD 3D модель + очки дополнительной реальности HoloLens, это больше чем виртуальная реальность! Это первый уголёк будущей революции в области организации производства, строительства и проектирования. HoloLens стирает границу между цифровым и физическим миром.



То, о чём робко начали говорить в 2012 году, после появления Google Glass, Microsoft совместно с партнёрами сделали реальностью.
Microsoft HoloLens развивается совместно с двумя лидерами рынка BIM-технологий
Autodesk – инженеры компании работают над интеграцией Fusion 360 и HoloLens
Trimble – компания, являющаяся одним из лидеров рынка систем позиционирования и геодезических приборов, которая в 2011 году приобрела финскую компанию Tekla.

Тренд развития крановых хозяйств заводов металлоконструкций

Всё чаще, заказчики комплексных инжиниринговых услуг из числа модернизирующих ЗМК или создающих новые заводы металлоконструкций, озвучивают требование – при проектировании внутризаводской логистики, по возможности исключить грузоподъёмные краны. Откуда появилась такая нелюбовь к кранам, под видом борьбы за эффективность производства, мне стало ясно после общения с несколькими заказчиками. Но в этой статье пойдёт речь не об эффективности использования грузоподъёмных кранов на ЗМК, а о новом тренде в развитии крановых хозяйств – кибер-физических системах контроля и управления крановыми хозяйствами в режиме реального времени со структурированным архивированием полученных данных.

PDM: Детализация производства на примере контейнеров HOOK LOADER (мультилифт)

В качестве пролога к этой публикации, рекомендуется ознакомится со статьёй «Виртуализация металлообрабатывающего производства с взаимно-однозначным восстановлением в физическом пространстве».

Виртуальная модель производства дуалистична и строится на основании отношения операция-объект, выражается как Obₑ=Op(Ob). Что означает – объект Obₑ, должен быть получен выполнением операции Op над объектом Ob. Символы Op и Ob, могут выражать как единичные операции и объекты, так и группы операций и объектов.

Obₑ – от анг. Object end (end-product) – рус.: конечный продукт (объект производства), готовое изделие.
Op  – от анг. Operation – рус.: операция, работа, эксплуатация, управление, действие, процесс.
Ob – от анг. Object – рус.: объект, предмет, вещь. В металлообработке это сортамент, металл, полуфабрикат детали и т.п.

Понятие «детализация производства» относится к Obₑⁿ/ Obⁿ. Детализация производства – это деление Obₑⁿ на Obₑ, Obₑ на Obⁿ, Obⁿ на Ob, Ob на hs (half-stuff (полуфабрикат)). Детализация включает 3D-описание размеров и свойств Ob (геометрические характеристики, марка стали, параметры слоя ЛКМ и другие свойства, определяющие качество изделия), а также количество и отношение (вхождение детали в узел, узла в марку (сборку) и т.д.).
В этой статье рассматривается методология детализации производства на примере типовых металлических конструкций с большим количеством переменных (изменяемых параметров). В качестве примера я взял контейнера транспортных систем "hook loader" (мультилифт), далее по тексту будет обозначатся буквой HL. 

Контейнер на раме DIN 30722 с открывающейся металлической крышей

В Питерском Политехе изобретают колёса для велосипеда 4.0?

11 Января 2017 на сайте Политеха была опубликована статья «Ученые Политеха разработали уникальный подход многоуровневой оптимизации»

Очень здорово, что в Политехе занялись современными методами организации производства, потому как выпускники ВУЗов обладают практически нулевыми знаниями в это области. Если вчерашнему студенту, делегировать к примеру, разработку элементов CPS, то он худо-бедно справится с этой задачей даже без посторонней помощи. А вот системы уровня "Big Data/Smart Factory", о которых собственно и идёт речь в упомянутой статье – это тёмный лес для молодых специалистов и все заботы по обучению новых сотрудников ложатся на плечи работодателя.

Китайский завод по производству кованных заготовок для деталей машин и строительных стальных конструкций

Мужчины, живущие в китайских провинциях, ещё более суровые чем челябинские. Берут нагретый до ковочной температуры металл, практически голыми руками и лепят из него любую форму поковки. Китайские кузнецы изготавливают кованные заготовки для машиностроения быстро, дёшево и из любых сплавов.
Взглянув невооружённым взглядом, стальные детали и их полуфабрикаты китайского производства кажутся не хуже, чем из Германии. А вот дальше следует перекрестится!
Делая тест на твёрдость, ещё до изучения параметров отпечатка, закрадываются смутные сомнения в соответствии параметров стали техническому заданию на изготовление.
Анализ химсостава сплавов, иногда удивляет неведомым до сели металлургам составом химических элементов стали из которой изготовили вашу деталь. Количество примесей: серы, фосфора, а также кислорода, водорода и азота, наводит на подозрение о сознательной диверсии.    
Рентгеноскопия удивляет изобилием узоров внутри металла, порой рентгеновские снимки можно продавать на стоках, они обязательно найдут своих покупателей среди дизайнеров.

Кондуктор-ротатор длинномерных металлических конструкций

Кондуктор-ротатор предназначен для вращения металлических конструкций при проведении сборочных и сварочных работ.
Оборудование проектируется и изготавливается в соответствии с индивидуальными потребностями заказчика.
Ротатор может быть интегрирован с любым типом промышленных роботов.
В стандартной комплектации 2 синхронизированных модуля вращения. Для длинномерных конструкций со значительным провисанием, может быть применён комплекс из 3, 4 и более модулей вращения.

Челлендж: Технологии переработки отходов композитных материалов на основе алюминиевой фольги

Алюминиевая фольга и различные композитные материалы на их основе широко используются для упаковки в различных отраслях промышленности. При производстве упаковок остаётся существенное количество отходов. С переработкой алюминиевой фольги проблем не возникает, в отличии от композитных материалов на основе алюминиевой фольги, таких как алюминиевая фольга, кашированная бумагой для упаковки пищевых продуктов, фольга + PP / PE.
Получить алюминий из упаковочных композитных материалов термическим методом с превращением тепловой энергии в электрическую невозможно, так как при возгорании бумаги и полимеров происходит активное окисление алюминиевой фольги, толщина которой колеблется в пределах от 7 до 30 микрон (преимущественно 7 микрон).
Эффективное отделение полимеров возможно теоретически, но на практике, все известные методы дорогие и делают технологии на их основе нерентабельными.
САЯНАЛ входящий в состав холдинга РУСАЛ, является крупным производителем композитных материалов на основе алюминиевой фольги. Предприятия РУСАЛа также выпускают различные упаковки из композитного материала, которые производят отходы в объёме до 30 тонн/месяц. Конечно такой компании как РУСАЛ, ориентированной на экологически чистые технологии, стыдно выбрасывать эти отходы на полигон или сжигать сотни тонн алюминия ежегодно. К тому же, эффективные технологии переработки композитных материалов на основе алюминиевой фольги, потенциально могут приносить хороший доход компании + зелёная галочка.
Руководствуясь вышеизложенным, РУСАЛ объявил 04.01.2017 челлендж на "InnoCentive" с дедлайном – 19.02.2017, с премией $ 15 000.

РУСАЛ ищет партнёра для производства алюминиевых автокомпонентов на производственной площадке "ВАЗ-СУАЛ" (Волховский Алюминиевый Завод)

Интересный способ поиска эффективных бизнес-решений для производства автокомпонентов из алюминиевых сплавов выбрали в компании РУСАЛ, разместив заявку для соискателей на сайте проекта поиска прикладных научно-технических решений для бизнеса – "InnoCentive".
В прошлом году, на алюминиевом заводе в г. Волхов, Ленинградская Область, был запущен технологический комплекс производства изделий из алюминиевых сплавов методом литья под низким давлением. Преимуществом нового производственного процесса является возможность получения деталей весом от 10 до 100 кг из алюминиевого сплава с отсутствием или минимальными припусками для последующей механической обработки изделий и минимальной шероховатостью необработанных поверхностей.
РУСАЛ предлагает потенциальному партнёру производственные мощности завода оснащеного технологией обработки литья под давлением и квалифицированным персоналом, с установленной печью мощностью 20 тонн. Кроме того, есть место для нового оборудования, а также все необходимые периферийные коммуникации.

Виртуализация металлообрабатывающего производства с взаимно-однозначным восстановлением в физическом пространстве: дискретизация + детализация, кластеризация, структурирование и восстановление

Значительное увеличение производительности металлообрабатывающего предприятия немыслимо без комплексной автоматизации производства и сопутствующих процессов.
Комплексная автоматизация может быть эффективной только при условии виртуализации производства с последующим взаимно-однозначного восстановлением.

Виртуализация производства

Виртуализация производства – это установление взаимно-однозначного соответствия между физическим и информационным пространством средствами компьютерного моделирования физических объектов и операций. Виртуализация производства – это процесс адекватного моделирования, т.е. установления взаимно однозначного соответствия между физическим и информационным пространством в виртуальной среде.
Виртуальная модель производства не является тождественным понятием математической модели производства. Математическая модель является фундаментом виртуальной модели, виртуальная модель производства включает элементы визуализации математических данных для упрощения понимания структуры математической модели.
Виртуальная модель производства дуалистична и строится на основании отношения операция/объект, выражается как Obₑ=Op(Ob). Что означает – объект Obₑ, должен быть получен выполнением операции Op над объектом Ob. Символы Op и Ob, могут выражать как единичные операции и объекты, так и группы операций и объектов.

Obₑ – от анг. Object end (end-product) – рус.: конечный продукт (объект производства), готовое изделие.
Op  – от анг. Operation – рус.: операция, работа, эксплуатация, управление, действие, процесс.
Ob – от анг. Object – рус.: объект, предмет, вещь. В металлообработке это сортамент, металл, полуфабрикат детали и т.п.