Mechanika, budowa i konstrukcja maszyn

Szkolenie kierowane jest dla osób zajmujących różne stanowiska (inżynierowie konstruktorzy, pracownicy produkcji, inżynierowie utrzymania ruchu itp.).

Optymalnym stanem osobowym jest zespół pracujący w ramach jednej jednostki (łącznie z osobą zarządzającą oraz pracownikami). Taki skład szkolenia pozwala poznać ograniczenia oraz braki wiedzy pracowników oraz ocenić ewentualne niezgodności w oczekiwaniach pomiędzy kadrą zarządzającą, a pracownikami niższego szczebla.

Lista szkoleń: Utrzymanie ruchu

Lista szkoleń: Konstruktorzy

Strefa wiedzy

Innowacje w branży mechaniki i budowy maszyn

W ciągu ostatnich 20 lat budowa maszyn zmieniła się nie do poznania. Oczywiście część z nich jest napędzana przez nową technologię, ale znacznie więcej zagadnień dotyczy spełnienia dzisiejszych, bardzo różnych wymagań użytkowników, przy jednoczesnym odparciu konkurencji ze strony tanich podmiotów wchodzących na rynek.

Oczywiście presją jest cena, a użytkownicy końcowi są bardziej skoncentrowani na szybkości, niezawodności, elastyczności i kosztach w całym okresie eksploatacji. Jednocześnie wymóg wyróżnienia się na tle konkurencji oznacza, że ​​konstruktorzy maszyn budują znacznie więcej pojedynczych maszyn i maszyn specjalnego przeznaczenia, najlepiej bez wpływu na czas i koszty rozwoju. Te dwa zestawy kryteriów wydają się sprzeczne, ale nie musi tak być, ponieważ najnowsze technologie automatyzacji zapewniają konstruktorom maszyn wszystkie narzędzia, których potrzebują, aby opracować znacznie lepsze projekty oraz wykonać je szybciej i bardziej efektywnie kosztowo.

Kwestia szybkości jest interesująca, ponieważ oznacza różne rzeczy dla różnych branż. Z pewnością ogólna prędkość jest mniej istotna w poszczególnych sektorach. Od żadnego konstruktora maszyn nie wymaga się nigdy opracowania maszyny wolniejszej niż poprzednia generacja, co z biegiem lat stanowi coraz większe wyzwanie. Oczywiście sami konstruktorzy są zdeterminowani, aby stale poprawiać wydajność maszyn.

Szybkość idzie w parze z produktywnością – absolutny czas cyklu nic nie znaczy, jeśli połowa produktów schodzących z linii jest niepełnowartościowa. Tak więc szybkość jest również powiązana z niezawodnością, a użytkownicy końcowi stali się biegli w monitorowaniu czasu pracy, dostępności i produktywności w celu uzyskania wyników ogólnej wydajności sprzętu (OEE), które porównują z wydajnością różnych linii produktów w różnych zakładach na całym świecie.

Kluczową kwestią jest również elastyczność. Przez lata wiele napisano o potrzebie przełączania się przyciskiem między wariantami produktów wchodzących na linię produkcyjną, ale dziś elastyczność sięga znacznie dalej. Użytkownicy końcowi szukają maszyn, które umożliwią szybką i łatwą modyfikację zdolności linii produkcyjnej, na przykład poprzez dodanie w razie potrzeby stacji pobierania i umieszczania, opartej na robotach lub dodanie określonego modułu maszyny. Tak jak producenci OEM mówią o „plug and play” w odniesieniu do integracji technologii automatyzacji, tak użytkownicy końcowi rozwijają sposób myślenia typu „plug and play” w zakresie dodawania funkcjonalności do linii produkcyjnych.

Wreszcie pojawia się kwestia kosztu użytkowania maszyny w całym okresie jej eksploatacji. Tak, cena zakupu jest ważna, ale użytkownicy końcowi chcą również łatwych ścieżek modernizacji, aby przedłużyć żywotność maszyny, powiązać koszty użytkowania z niezawodnością oraz uwzględnić koszty wsparcia. Powstaje zatem pytanie, w jaki sposób konstruktorzy maszyn mogą zaoferować to wszystko – opracowując zaawansowane maszyny w opłacalny sposób, które spełniają wszystkie kryteria wydajności i elastyczności, a jednocześnie są łatwe w obsłudze. Jakie są możliwości budowania jeszcze większego zróżnicowania, aby wypracować prawdziwą przewagę konkurencyjną?

Technologie sterowania i automatyki

Kluczem do sukcesu są dzisiejsze technologie automatyzacji i rozwiązania sterujące, których sercem są sterowniki maszyn, ale które obejmują otwartą komunikację i technologie, takie jak serwomechanizmy i robotyka, oraz wykorzystują stale rosnące możliwości i funkcjonalność diagnostyczną napędów, czujników i interfejsów HMI, łącząc to wszystko razem za pomocą otwartego standardu programowania i oprogramowania.

Niektórzy konstruktorzy maszyn będą mieli możliwość narzucenia własnych standardów platformy automatyzacji lub wybrania najlepszych w swojej klasie komponentów. Inni będą mieć wymóg platformy sterującej nałożony na specyfikację. Na szczęście, dzięki otwartym standardom komunikacyjnym i otwartym standardowym strukturom programowania, takim jak IEC 61131-3, żaden wysiłek projektowy nie jest zmarnowany. Bloki funkcyjne opracowane w oprogramowaniu do jednego zadania można łatwo przenieść do innego. Systemy sprzętowe wdrożone na jednej maszynie na danej platformie można łatwo skalować lub nawet zmienić na zupełnie inną platformę na innej. Nie ma uniwersalnego rozwiązania do sterowania maszynami, ale otwarte standardy oznaczają, że jest to raczej szansa niż ograniczenie.

Jednocześnie otwarte standardy komunikacyjne oparte na strukturach przemysłowych sieci Ethernet nie tylko upraszczają integrację komponentów maszyn na poziomie lokalnym, ale także integrację maszyny z linią produkcyjną i przedsiębiorstwem wyższego szczebla. Przemysłowy Ethernet otwiera również możliwość zdalnego dostępu do maszyny, przynosząc korzyści użytkownikom końcowym, którzy chcą monitorować i kontrolować różne zakłady w różnych częściach świata, ale także konstruktorom maszyn, którzy chcą dodać wartość, oferując zawsze lepsze wsparcie, przy jednoczesnym zmniejszeniu kosztów tego wsparcia.

Niewielu konstruktorów maszyn może pozwolić sobie na wysyłanie członków zespołu programistów do obsługi i wsparcia. Jednak dostęp zdalny i zaawansowane możliwości diagnostyczne oznaczają, że wiele pozornie złożonych problemów z maszyną można potencjalnie zdalnie rozwiązać w ciągu kilku minut.

Istnieje również wiele możliwości dodania wartości pod względem wydajności maszyn. Niedawny raport PLCopen analizował zalety technologii serwo. W raporcie podkreślono, że serwomechanizmy nie tylko znacznie zwiększają wydajność maszyny, ale co ważne – i być może nieoczekiwanie – również zmniejszają koszt i złożoność maszyny. Zbadano przypadek konkretnej maszyny do pakowania żywności, w której tradycyjne mechaniczne elementy konstrukcyjne zastąpiono wieloosiowymi serwami. W nowej konstrukcji zmniejszono liczbę kół pasowych z 45 do 0, liczbę pasów z 15 do 0, zębatki napędowe z 15 do 0, wałki wielowypustowe z 2 do 0, łożyska z 18 do 3 i wałki linowe z 6 do 0, podczas gdy liczba silników wzrosła z 1 do 10. Rezultatem była całkowita redukcja części o 81% ze 118 do 23. Końcowym rezultatem była szybsza, lepsza, tańsza i znacznie bardziej kompaktowa maszyna.

Technologię serwonapędów można dziś traktować jako plug and play – prostą w integracji i programowaniu.

Czy innowacje są martwe w dziedzinie budowy maszyn?

Dekady między 1970 a 2000 rokiem były świadkami eksplozji innowacji w branży obrabiarek. Projektanci tamtego okresu powiedzą, że rzadko budowano dwie maszyny z tą samą architekturą sterowania. Sterowniki PLC, interfejsy HMI i kontrolery serwomechanizmów szybko ewoluowały, a projektanci układów sterowania byli stale zalewani nowymi technologiami. Na nich była narzucana zmiana.

Wraz z rozwojem maszyn rosła także złożoność dokumentacji wymaganej do ich zbudowania. Do biur projektowych wdzierały się nowe sposoby prezentacji informacji. Ołówki ustąpiły miejsca klawiaturom, a maszyny do rysunków i ich zapach amoniaku zniknęły na rzecz dyskietek i dysków twardych.

W tym chaotycznym środowisku technologia rozwijała się tak szybko, że doświadczenie przekraczające kilka lat miało niewielką wartość. Wydawało się, że za rok od teraz nic nad czym pracował konstruktor, nie będzie miało znaczenia. Wyobraźnia i inicjatywa oraz umiejętność pracy poza strefą komfortu to największe atuty, jakie mógł posiadać projektant.

Wiele firm, które weszły w lata 70te jako silne i zdrowe organizacje, nie było w stanie wytrzymać nieustannych zmian tego okresu i zniknęło z widoku. Nie tylko sposób, w jaki kontrolowano maszynerię zmieniał się. Same maszyny dostosowywały się do nowych technologii. Jednym z przykładów są maszyny transferowe. Ustąpiły one miejsca maszynom CNC, a belki kroczące zostały zastąpione robotami. Pod koniec XX wieku przemysł motoryzacyjny został całkowicie przekształcony.

Śmierć innowacji dla projektantów maszyn

A potem się zatrzymało! Sektor motoryzacyjny osiągnął poziom innowacyjności. Producenci nie szukali już nowatorskich pomysłów. Specyfikacje maszyn stopniowo stawały się coraz bardziej sztywne, a pomysłowi liderzy z przeszłości znaleźli się w nowej, dziwnej sytuacji. Objęte surowymi normami, które przedkładały jednolitość ponad wszystko inne, ich największe atrybuty stawały się bezużyteczne.

W tym nowym świecie standardowych paneli, standardowej logiki i standardowych ekranów HMI odpowiedź na każdy nowy problem była taka sama: więcej standardów, ściślejsza kontrola i większa alienacja dla wolnych duchów z przeszłości. Stopniowo, nie zwracając na to uwagi, firmy, które przetrwały rygory ostatnich trzech dekad, zaczęły pokazywać swoje walory.

Kiedy zniechęca się do innowacji i inicjatywy, zaczyna się degeneracja a firmy przestają inwestować pieniądze w nowe przedsięwzięcia. Rozwój może trwać przez jakiś czas poprzez przejmowanie mniejszych, bardziej energicznych firm, ale to tylko tymczasowo maskuje problem.

Bez względu na to, w jakim kierunku pójdzie innowacyjność, firmy muszą dawać obecnym klientom to, czego chcą, ale konieczne jest też szukanie nowych klientów, nowych pomysłów i nowych produktów do stworzenia. To daje nadzieję, że duch innowacyjności przetrwa.