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复合材料 4.0:数字助理、边缘计算和智能工厂的未来

Plataine 的复合材料 4.0 生产软件中的工具跟踪允许制造商优化工具使用、维护和资本支出。来源 |白兰地。

Ben-Bassat 说,凭借对工具所做工作(零件、流程、质量)的了解,Plataine 的软件可以查看个别情况。 “假设您有两个工具:一个在 9 次循环后需要维护,另一个在 10 次循环后需要维护。我们分析了这些工具有何不同以及为何不同。维护太少会导致质量问题,但维护太多会降低吞吐量。此外,购买工具是一项严肃的投资,有些工具要花费数十万到数百万美元。因此,制造商希望尽可能避免购买新工具,但在必要时,他们需要确保这些工具的效率最高。”

另一个问题是工具经常丢失。 “例如,工人可能在拆卸时忘记了工具,”Ben-Bassat 说。 “但现在必须有人去寻找那个工具并将其重新投入生产。因此,您不仅会失去那个人的时间,还会失去该工具的上篮效率。使用我们的软件,经理将收到警报,提示工具 #10 将被拆解 3 天。然后经理可以回应并解决这个问题。”

在铺设工具之后,Plataine 再次扩展以包括跟踪热电偶、钻头、钻头和消耗品。 “这些都是复合材料生产这一庞大而复杂的图景的所有方面。材料、工具、设备——它们都是相互关联的。我们的愿景是监控尽可能多的因素,不仅要识别生产问题,还要提出和实施解决方案。”

智能数字助理

Renault Sport Racing(英国恩斯通)的生产主管 Ian Pearce 说:“我们将该软件视为一个数字助理,它不断分析生产数据,为我们的操作员和经理提供实时警报和智能建议。” 1 队在其赛车的底盘和变速箱中广泛使用复合材料,并于 2018 年选择在其复合材料生产系统中实施 Plataine 的软件。Plataine 的软件管理材料,指导生产人员使用哪些预浸料卷(基于跟踪-时间和残余物的使用)以及他们需要的预浸料的物理位置 - 无论是在冷冻存储中还是在生产车间。

Ben-Bassat 解释说,Pearson 上面讨论的预测需要了解当前的生产状态和之前发生的事情的历史。 “这是关于通过材料、机器和零件中的传感器收集数据,以便我们知道谁在任何特定时间在什么环境中做什么。例如,我们可以识别模式并预测机器 #7 中的瓶颈。或者我们可能会说这看起来不对,可能是在机器 #7 中开发出了问题。”

Ben-Bassat 讨论了该系统的智能:“当你在亚马逊购物时,它会告诉你其他喜欢你的顾客买了什么。它是如何做到这一点的?亚马逊的算法会收集您的点击历史记录以及许多其他参数。该数据创建了一个历史存储库。同样,我们使用来自材料、机器、工具和零件的所有传感器的大量历史数据。但这些也告诉我们现在正在发生的事情。然后我们使用人工智能——本质上是分析算法——来查看所有这些数据,识别模式并预测问题。”

但 Ben-Bassat 说,仅仅识别潜在问题是不够的。 “我们的软件也会提出建议。这是下一个前沿:预测备用、产能过剩和工具维护,以便您可以更好地分配材料,将工具下线,因为它会减慢生产速度,或者延长工具的维护周期以最大限度地提高产量。我们想要影响和改进无数决策。”

Plataine 软件使用来自材料、机器、工具和零件的数据来识别复合材料生产中的模式并预测潜在问题。来源 |白兰地。

“该软件会学习给定零件的典型流程,”Ben-Bassat 继续说道。 “例如:冷冻机、ATL、高压釜、机械加工、最终质量保证 (QA)。但是,突然间,有人从第 5 步转到第 7 步。或者,某个零件一步步倒退,这意味着存在质量问题。因此,该软件已识别出模式,并可以提醒问题,例如何时遗漏了某个步骤。”这些问题对生产指标有影响。越早发现或预测它们,就越早解决它们,从而使生产保持平稳运行。

“许多仪表板都需要有人监控数据才能做出决定——也就是说,几乎没有自动化,也没有人工智能,”Ben-Bassat 说。 “我们的软件是独一无二的,因为它可以预测问题,然后建议如何解决这些问题。例如,软件会看到机器 #8 上的零件往往会出现故障,因为它在 60°C 而非 62°C 下运行,并且在操作员非常疲倦的星期一运行。像这样的事件太多了,质量问题实际上是许多变量的函数。我们的软件可以识别这些问题并提供诊断、预后和治疗。”

Plataine 软件使用来自所有这些传感器的数据,实际上是在构建一个相互连接的数字线程网络。 Ben-Bassat 说:“您拥有由特定员工使用特定流程、设备和工具以及特定消耗品和特定环境条件由特定材料制成的特定部件。” “我们使用来自 Google、Amazon 和其他公司以及许多内部开发的各种软件工具来提供整体解决方案,实时分析所有这些数据并识别模式、趋势、QA 问题和瓶颈、机会改进等。通过机器学习,系统然后提出建议。这是关键——不仅要保持警惕,还要解决您不知道会遇到的瓶颈,并尽早做到这一点。”

Plataine Edge

Plataine 的最新软件 Plataine Edge 通过使用边缘计算来减少延迟并提高生产级系统性能,提高了在生产瓶颈发生之前识别和解决生产瓶颈的能力。边缘计算允许在这些设备的边缘处理来自物联网 (IoT) 设备的数据,在这些设备的边缘生成数据,而不是通过长路由发送到云端并返回。不是云计算能力被淘汰了,更多的是它被分配到了生产线上。缩短数据生成、处理和反馈到物联网系统之间的距离可以减少延迟时间或延迟。最小化延迟对于 Composites 4.0 生产线实时运行至关重要。

与空客、谷歌等合作

“我们的合作伙伴网络对我们的战略至关重要,因为没有人可以单独做到这一点,”Ben-Bassat 说。 2016 年,Plataine 宣布与空客的子公司复合材料技术中心(CTC,Stade,德国)建立合作伙伴关系。 “我们的合作伙伴性质不同。我们与 CTC 的合作正在整个空中客车公司扩大,”他指出。同时,普拉坦与谢菲尔德大学先进制造研究中心(AMRC,英国谢菲尔德)的合作旨在促进英国和欧洲制造商的创新和竞争力,不仅在航空航天领域,而且在汽车和其他行业。

“我们还与各行各业的各种行业领导者建立了合作伙伴关系,例如 Steelcase。我们在复合材料方面帮助他们,然后我们了解其他行业的趋势和发展,并可以将这些用于复合材料。通过与复合材料技术公司(例如用于智能热电偶的 Airborne 和 TE Wire and Cable)的合作,我们了解了有关如何获取数据和分析数据的更多信息。什么时候是将热电偶拔下或更换的合适时机?”

2019 年,斯威本大学宣布将与 Plataine 以及 Fill(奥地利 Ried im Innkreis)、Quickstep(澳大利亚班克斯敦机场)和 Arena2036(德国斯图加特)合作建立澳大利亚第一个复合材料工业 4.0 测试实验室生产。该计划由澳大利亚政府资助,目标是实现灵活且具有学习能力的高速复合材料制造。 “与斯威本的这种合作很重要,但它是全球推动复合材料高速生产的众多举措之一。”

Plataine 与谷歌眼镜合作,为其数字助理软件提供可穿戴界面,用于管理复合材料、工具和流程。来源 |白兰地。

Google Glass 数字助理

尽管 Plataine 与 Google 的大部分合作都是在幕后进行的,但实际上有一部分是摆在用户面前的。 “谷歌眼镜是操作员佩戴的用户界面,带有听筒和麦克风,基本上相当于平板电脑或手机,只是形式不同,”本-巴萨特解释说。 “它使用谷歌的自然语言处理能力,但更先进——它可以理解任何语言并克服环境噪音。当操作员通过谷歌眼镜麦克风以任何语言交谈时,谷歌可以翻译问题并将其形式化为 Plataine 的软件,然后再回答问题。”他举了个例子:

技术员:“我的下一份工作是什么?”
PLATAINE 通过 GOOGLE GLASS:“下一份工作是#102。”
技术人员:“我使用哪种工具?”
PLATAINE 通过 GOOGLE GLASS:“Joe,使用工具 #5,它位于 14A 架子上。”

“我们与 Google 的合作将我们的制造知识与 Google 的广泛专业知识相结合,为管理复合材料、工具和流程提供数字助手,”Ben-Bassat 说。 “我们的软件和 Google Glass 平台使操作员或技术人员能够完成他/她的工作并提高吞吐量、减少错误并促进学习曲线的提升。”

软件实施、互联供应链和网络安全

Ben-Bassat 首先表示,Plataine 的存在是为了提供业务解决方案。 “因此,实施首先要确定客户的痛点:您想解决和实现什么?答案通常是生产率/产量或质量/返工。然后我们访问该设施并进行过程分析。”后者是一种对不同层次人员的尽职调查,从管理层到工厂车间,以提供一个广泛而全面的画面。

“然后我们确定 Plataine 是否可以提供帮助以及如何提供帮助,然后是逐步的方法,”Ben-Bassat 说。 “我们建议从一条生产线开始,首先在那里推出软件,然后逐渐扩展。这也给了时间来管理更改并获得用户的支持。同时,我们会收到反馈以了解哪些方面需要更多培训,等等。”

原始设备制造商 (OEM) 目前对互联供应链的看法如何? “这无疑会给尝试实施 Composites 4.0 带来额外的挑战,”Ben-Bassat 回答道。 “OEM 会说它希望连接所有供应商,因为这有助于它加强控制并降低成本,但整个供应链如何管理数据安全?顺便说一下,没有全球标准。目前,OEM 可以为您提供一份需要遵守的事项清单,一旦您证明合规,您就可以被接受。因此,Plataine 在这方面花费了大量时间,因为“如果我们不能证明符合 OEM 的要求,那么我们就无法销售我们的软件,”Ben-Bassat 指出。

“我们借鉴了当地的专业知识和知识,”他补充道。以色列在网络安全方面处于世界领先地位。 “我们在以色列拥有出色的工具(例如渗透测试软件),我们可以购买这些工具来发现我们可能存在的任何弱点。 Plataine 正在这方面进行大量投资,我们必须这样做。”

增材制造和回收?

“总的来说,我们看到增材制造 (A.M.) 行业正在从原型制作过渡到批量生产,”Ben-Bassat 说。例如,制造商必须跟踪进料的谱系以及金属和复合粉末和/或热塑性废料的回收次数。 “这种循环可能会在数百台机器中进行,尤其是对于航空航天部件,必须保持可追溯性。这是非常复杂和巨大的挑战,”他说。 “但在工艺和零件方面也存在可重复性的挑战。例如,一个零件经过 5 次混合和 10 次回收,而另一台机器和零件经过 6 次混合和 9 次回收。这两个部分是一样的吗?因此,这不仅仅是材料数据,还包括来自机器的大量数据,这些数据必须与 QA 和生产环境相关联。我们相信 Plataine 可以帮助更好地预测生产和零件性能,并且可以在 AM 和回收方面发挥支持作用。我们不仅拥有软件基础设施,还拥有知识库。如果我们能够帮助我们的客户提高他们使用 AM 和回收利用的能力,尤其是在复合材料方面,那么这对整个行业的灵活性、生产力和可持续性都有好处。”

复合材料 4.0 将走向何方?

“从积极的角度来看,这是一个紧张的时期,”Ben-Bassat 说。 “行业动态正在创造对生产解决方案的需求。我们正在扩大我们在制造车间的足迹,并专注于优化每个制造商的复合材料生产。”他同意,似乎许多公司不确定该做什么或如何做。 “我认为有些公司很难理解工业 4.0 对吞吐量、产能等方面的颠覆性影响。业务影响如此重大,它确实会影响哪些公司领先,哪些无法竞争。 ”

“自动化正在向前发展,”他补充道。 “这不会停止。我们已经看到,软件几乎不会取代人,而是让团队变得更好。”换句话说,它可以让操作员、技术人员和管理人员腾出时间来解决新问题和新发展——预测客户接下来需要什么,并寻求能够显着改变复合材料竞争力和可持续性计算的解决方案。 “是的,我们追求的是一种哲学,但最重要的是,这是一个非常真实的商业价值主张。”


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