Czym jest Przemysł 4.0 we wtryskiwaniu materiałów polimerowych?
Na pewno znasz to pytanie, ale czy znasz też na nie odpowiedź? Nawet jeśli tak, to zapewniam Cię, że nie jest to jedyna, prawidłowa i obowiązująca definicja. Zwłaszcza w branży przetwórstwa tworzyw sztucznych, a konkretnie we wtryskiwaniu. Przemysł 4.0 to pojęcie zupełnie niejasne, podobnie do “zrównoważonego rozwoju”. Wszyscy o tym mówią, ale mało kto wie, co to naprawdę jest. 😉
Zanim podasz mi swoją wersję Przemysłu 4.0, sprawdź jak na pytanie “Czym jest Przemysł 4.0?” odpowiedzieli inni specjaliści w dziedzinie inżynierii przetwórstwa tworzyw z Polski i reszty świata.
Poniższe wypowiedzi zostały ułożone w porządku alfabetycznym.
CAE od początku do końca cyklu życia produktu
Dla mnie jako reologa temat Przemysłu 4.0 w branży tworzyw sztucznych to przede wszystkim zastosowanie programów symulacyjnych CAE procesu wtrysku w całym cyklu procesu produkcyjnego. W każdej fazie procesu produkcyjnego ( RFQ, part design, mold construction, part production, DOE, part quality control ) można zastosować wyniki programów takich jak Cadmould, Autodesk Moldflow czy Moldex3D. Każda firma musi wypracować sobie własną strategię, lecz najważniejszymi tematami jest zastosowanie rozwiązań systemowych CAE — analizy, komunikacji tych programów i ich integracji w procesie. Bardzo ważne jest wypracowanie przepływu danych w poziomych strukturach cyfrowej integracji, który zagwarantuje optymalizację i tym samym redukcję czasu procesu rozwoju produktu.
Jednym z ważnych elementów jest zastosowanie nowych narzędzi cyfrowych CAE i ich połączenia z programami CAD, oraz maszynami wtryskowymi (przekaz wyników symulacji do wtryskarek i komunikacja maszyn z urządzeniami peryferyjnymi, jak roboty i termostaty, oraz integracja symulacji z programami pomiarowymi jak Zeiss Calypso czy GOM Inspect do kontroli jakości produktu). Przemysł 4.0 oznacza, więc proces integracji nowych technologii, a następnie konwersję danych wirtualnych w procesy zapisane tylko cyfrowo i w modele tych procesów.
Nauczanie 4.0
Ostatnio odchodzi się od tradycyjnych szkoleń na rzecz e-learningu, a konkretnie do ukierunkowanego uczenia się i “mikro lekcji”. Nauczanie 4.0 to sposób dostarczania wiedzy inżynierom w mniejszych, bardziej przystępnych porcjach. “Mikro lekcje” są krótkie i szczegółowe. Człowiek jest się w stanie skupić tylko przez 10 do 20 minut podczas trwania tradycyjnej lekcji. “Mikro lekcje” nie są dłuższe niż 4 minuty.
Te mniejsze „kawałki” treści pozwalają uczniom uczyć się, kiedy i gdzie chcą. Jeśli ktoś chce posiedzieć kilka godzin i przerobić więcej materiału, to ma taką możliwość, ale jeśli woli obejrzeć trzy lub cztery dwuminutowe filmy w przerwie na lunch, to też może to zrobić.
Lekcje są wystarczająco krótkie, aby przykuć uwagę ucznia, a jednocześnie wystarczająco szczegółowe. Zawierają symulacje komputerowe rzeczywistych wyprasek, które wzmacniają ogólne zrozumienie skomplikowanych nieraz zależności w procesie wtryskiwania tworzyw.
Właściwe wykorzystanie danych
Przemysł 4.0 to metody wykorzystania danych pozyskanych w procesach produkcyjnych poprzez różne formy pomiarów do budowania algorytmów sztucznej inteligencji. W zamyśle te modele uczenia maszynowego będą wykorzystywane do ułatwiania podejmowania decyzji ludzi pracujących nad rozwojem i produkcją nowych wyrobów. W skrócie: Przemysł 4.0 zamienia dane w inteligencję, abyśmy mogli wykorzystać je do podejmowania właściwych decyzji.
Czy jesteśmy na to gotowi?
Wydaję mi się, że jesteśmy w przetwórstwie na etapie automatyzacji procesów i komputeryzacji, czyli na etapie 3.0. Przemysł 4.0 to tak naprawdę analiza predykcyjna, a żadne z urządzeń lub programów dostępnych w branży nie opiera się obecnie o BIG Data i analizę predykcyjną.
Czy Przemysłem 4.0 możemy nazwać szlaban, który będzie otwierał się przy podjechaniu samochodu? Czy parking, który na podstawie danych historycznych jest w stanie podnieść szlaban, ponieważ wie, że niedługo przyjedziemy (bo mamy to w zwyczaju), ale też zmieniać ceny za postój w zależności od zapotrzebowania na miejsca parkingowe?
Takim “parkingiem” byłyby maszyny, które są się w stanie się samo diagnozować, czy też procesy, które są w stanie powiedzieć nam, że od poprzedniej produkcji coś się zmieniło i dostosować parametry. Obecnie odchyłka parametrów jest traktowana jako zakłócenie i powód do interwencji w proces.
Do tego potrzeba ogromnej ilości danych, a więc i sposobu na ich gromadzenie — Internetu Rzeczy. Następnie trzeba te dane przetworzyć poprzez algorytmy AI i przechowywać (Blockchain). Aby nie ograniczać się do mocy obliczeniowej tylko jednego komputera potrzebne będą obliczenia w chmurze. Jest to możliwe poprzez SaaS (Software as a Service).
W przypadku wtryskiwania polegałoby to stworzeniu Digital Twin procesu w postaci symulacji. Do “nauczenia” takiej symulacji wykorzystane by były dane z czujników w formie oraz dane maszynowe. Po takim “wyuczeniu” programu symulacyjnego moglibyśmy otrzymywać bardzo realną symulację bez znaczenia, jaki byłby to materiał. Opieralibyśmy się na informacji zwrotnej — bez generowania braków i bez konieczności używania maszyny. Wszystkie obliczenia odbywałyby się w chmurze SaaS.
W Przemyśle 4.0 pewne rzeczy będą w “czarnej skrzynce algorytmów” gdzie nie będziemy mieli dostępu, albo nie będziemy umieć zinterpretować dziejących się tam procesów. Dlatego uważam, że nie jesteśmy do końca gotowi na taką rewolucję. Nikt nie wyobraża sobie odpowiedzi wtryskarki: “Nie powiem Ci, bo i tak tego nie zrozumiesz”. Taką odpowiedź możemy dostać od maszyny pracującej w oparciu o AI.
Nasza najbliższa przyszłość
Przemysł 4.0 w branży tworzyw sztucznych to w moim przekonaniu ukierunkowana wizja rozwoju branży, opartej na maksymalizacji efektywności procesów technologicznych w dążeniu do ich pełnej spójności i nieustannej kontroli nad ich ciągłością. To droga jednoznacznie wskazująca kierunek przyszłości wszystkim firmom działającym w branży przetwórstwa TS.
Pytanie do Ciebie
A czym jest Przemysł 4.0 dla Ciebie? Czy to jest przyszłość firmy, w której pracujesz, a może to już jej teraźniejszość? Zostaw, proszę swój komentarz poniżej.
