Цаасан аяга хийх машинуудын хөгжил: Гар ажиллагаатай системээс бүрэн автоматжуулалт хүртэл

Гариг Цаасан аяга үйлдвэрлэх машин Үйлдвэрлэл

Цаасан аяга хэрэглэх, баглах сав баглахын түүхэн хөгжил

Цаасан аяга үйлдвэрлэх машиний бизнес нь 1900-ээд оны эхэн үеэс хүмүүс шилэн савыг хамтран хэрэглэхэд дамжуулан өвчин дамнаснаас болж аяга арьсанд анхаарал тавих болсонтой холбоотойгоор хурдацтай хөгжсөн. Мөн зүтгүүртэй уух зүйлсийн хэрэгцээ нэмэгдсэн. Нэг удаа хэрэглэгдэх сав баглаа боодол түгэж эхэлснээр воскоор давхарласан цаасан аягууд газар нутгийн хязгааргүй тархсан. Эмнэлгүүд үүнийг ашигладаг байсан, хороонууд хангалттай хэмжээгээр нөөцлөж байсан, кинотеатрууд ч өргөн мөрөнд түүнийг хуваарилдаг байв. Энэ бүх эрэлт нь үйлдвэрлэгчдэд их хэмжээний аяга хурдан үйлдвэрлэх илүү сайн арга зам шаардлагатай болгосон. 1950-аад онд ресторан, кофе шөлөө газрууд дэлхий даяар өргөжих тусам компаниуд стандартчилсан бүтээгдэхүүнийг маш их хэмжээгээр үйлдвэрлэх шаардлагатай болсон. Яг л үүний улмаас аяганы жинхэнэ механик үйлдвэрлэлийн системүүд эцэст нь эхэлсэн.

Гараар хийх аргын анхны хязгаарлалт Цаасан аяга үйлдвэрлэх машин Системийн

Хуучин хэвийн буюу зөвхөн гар аргаар цаасан аяга хийдэг тоноглолууд нь ажилчид бүх үйл явцыг өөрсдөө хийхийг шаарддаг байв: тус бүрээр нь огтлох, хэлбэр өгөх, таглах гэх мэт. Энэ нь минутанд дунджаар 10-15 ширхэг аяга л захалдаг байсан бөгөөд чанар нь бага ихээр хэлбэлзэж, партийн хооронд ялгаатай байв. Ийм системийг ашигладаг жижиг бизнесүүдийн хувьд цалин зардал нийт зардлын 50%-иас дээш, зарим тохиолдолд 70%-руу хүрч байсан. Мөн түүн дээр газар шорооны асуудлыг үл тоомсорлох боломжгүй — бүх үйл явцад тасралтгүй гар аар хүрэх нь бохирдох эрсдэлийг ихэсгэдэг байв. Ихэнх үйлдвэрүүд энэ аргыг ашиглан сард дөнгөж ойролцоогоор сая ширхэг аяга л гаргаж чаддаг байсан бөгөөд хүчин чадлын хязгаарт хүрч байв. Хэрэглэгчийн эрэлт өсөх тусам ийм хязгаарлалтууд нь бүх салбарын өргөжилтийн төлөвлөгөөнд хүнд хурц саад болсон.

Зах зээлийн эрэлт инновацийг хөдөлгөн нэмж байна Цаасан аяга үйлдвэрлэх машин Технологи

2020-2025 онд цаасан аяга дэлхийн зах зээл нь ойролцоогоор 7.2% гэсэн маш сайн өсөлтийн түвшинд хүрсэн бөгөөд энэ нь компанийг автомжуулсан шийдэл рүү түлхсэн юм. Хоолны газрууд болон хоол хүнсний үйлчилгээ үзүүлэгчид жижиг 4 унцийн аягаас эхлээд том 24 унцийн сав хүртэлх янз бүрийн хэмжээтэй аяга шаардаж байв. Тэд мөн задран задрах боломжтой материал, ундан тунгалаг ханатай, уух зүйлсийг илүү удаан халуун байлгах чадвартай аяганыг хүсдэг байсан. Энэ олон талт шаардлага нь үйлдвэрлэгчдийг янз бүрийн техникийн шаардлагад хурдан шилжих чадвартай тоног төхөөрөмжид хөрөнгө оруулах шаардлагатай болгосон. Бодит өгөгдлийг харвал 2023 оны дунд үе гэхэд дэлхийн хэмжээнд 5000 гаруй хагас автоматаар ажилладаг үйлдвэрлэлийн шугам ажиллаж байсан. Эдгээр систем нь хүн хүчний шаардлагыг ойролцоогоор 40%-иар бууруулж, хуучин арга замаас гурван дахин илүү их хэмжээний бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх боломжийг олгосон. Мөн ногоон хяналтын дүрэм журмууд технологийн дэвшилтийг хөдөлгөж байна. Сүүлийн тоо баримтаар 2024 онд ашиглалтанд орох машин тоног төхөөрөмжийн бараг 8-н 10 нь цаасан самбайг дахин боловсруулах боломжтой байгаа нь тэгш хандлагатай байдалд чиглэсэн асуудлууд ямар хэмжээгээр салбарын хөгжлийг тодорхойлж байгааг харуулж байна.

Гараас хагас автоматашлын түвшинд: Автоматжуулалтын эхний алхам

Хагас автомат ба гарааны системийг нэвтрүүлэх цаасан аяга үйлдвэрлэх машинууд

Цаасан аяга хийх хагас автоматаар ажилладаг машинууд руу шилжих нь үйлдвэрлэгчдэд гар ажиллагааны уян хатан байдлыг механизмчлагдсан нарийвчлалтай хослуулах боломжийг олгосон. Эдгээр системүүд нь материал оруулах үйлдлийг гараар хийж үлдээсэн ч, хэлбэр болгох, ёроолгын хэсгийг автоматаар хийдэг болсон бөгөөд бүрэн гараан горимтой харьцуулахад үйлдвэрлэлийн алдааг 25%-иар бууруулсан. Энэ хагас дундын загвар нь жижиг партийн захидалт үйлдвэрлэлийг дэмжиж, хоолны аюулгүй баглаа боодлын чанарыг илүү тогтвортой болгосон.

Ажиллагчийн үр ашгийн сайжрал ба зардал-боломжийн шинжилгээ

Хагас автомат систем нь хүчин хүчний зардлыг 30–40%-иар бууруулж, гарцыг хоёр дахин нэмэгдүүлсэн. Анхны хөрөнгө оруулалт нь гараан системийнхээс 2.5 дахин их байсан ч үйлдвэрлэгчид илүү хурдан үйлдвэрлэлийн мөчлөг, материал хаягдал 15–20%-иар буурах, ажилчдыг чанарын хяналтын үүргээр дахин томилогдох замаар 18–24 сарын дотор орлогогоо бүрэн нөхөж авсан.

Тохиолдол судалгаа: Дунд зэргийн хэмжээний үйлдвэрлэлийн нэгжид шилжих явцад гарсан дутагдал

2023 онд 12 өөр сав баглаа боодлын нийлүүлэгчидтэй харьцуулан судалгаа хийхэд судлаачид сонирхолтой зүйлийг анзаарсан: ойролцоогоор гурван хоёр нь хагас автомат системээ зөв ажиллуулахад төвөгтэй байдалд орсон. Жишээ нь, Зүүн Өмнөд Азийн нэг үйлдвэрийг авч үзье. Тэд хуучин тоног төхөөрөмжийг шинэчлэх, замын турш гарч ирсэн бүх төрлийн асуудалтай тэмцэхдээ бараг хагас жил зарцуусан. Ажилчдын ойролцоогоор 45 хувь нь шинэ сургалтын хичээлүүдийг хэрэгцээ болгож, инженерүүд нь бүс нутгийн цаг агаарын нөхцөлд тохируулах зорилгоор сенсорын тохиргоог өөрчилсөн. Мөн үйлдвэрлэлийн шугамын тэнцвэрийг тохируулах, ялангуяа хэрэглэгчийн тусгай хүсэлтүүдэд зориулсан илүү их хэмжээний автомжуулалт байхгүй байх ёстойг мартаагүй байх хэрэгтэй. Удаан, тогтвортой явсан компаниуд урт хугацаанд илүү сайн үр дүнд хүрсэн. Бүх зүйл бэлэн болтол хүлээгээд өөрчлөлтийг хэрэгжүүлсэн компаниуд нь төлөвлөлтгүйгээр бүрэн автомжуулалт руу шатахуй орсон үйлдвэрүүдтэй харьцуулахад ойролцоогоор 22% илүү үр ашигтай байсан.

Гол технологийн хөгжил Цаасан аяга үйлдвэрлэх машин Автоматжуулалт

Цаасан аяга үйлдвэрлэхэд автомжуулалтыг боломж болгосон үндсэн шинэчлэлтүүд

Саяхны цаасан аяга үйлдвэрлэх тоног төхөөрөмжийн хамгийн сүүлийн үеийн үе нь хуучин загварын механик байгууламжаас гарч, серво драйверийн технологид шилжсэн бөгөөд энэ нь материал алдагдлыг ойролцоогоор 40%-иар бууруулдаг. Эдгээр үед нарийн аяганы хэлбэрүүдийг нарийвчлалтай огтлох техник болон олон шатны термоформингийн процессын хослолоор үйлдвэрлэж чаддаг болсон. Мөн серво моторууд нь зүйлсийг плюс минус 0.1 миллиметр нарийвчлалтай байлгаж, аяга уусгахад ямар ч хэмжээний урсгал үүсгэхгүй байхад маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. 2023 онд хийсэн сүүлийн туршилтын үр дүнгээр програмчлагддаг логик контроллер (PLC) калибрлах алдааг ойролцоогоор 92% бууруулсан бөгөөд үйлдвэрийн шугам нэг минутанд дунджаар 200 аяга гаргаж авч чаддаг болсон. Ийм төрлийн сайжруулалт нь үйлдвэрийн операторуудын чанарын хяналт болон нийт үр ашгийг ихэсгэхэд томоохон нөлөө үзүүлдэг.

Чанарын хяналтанд зориулсан оюунлаг сенсорууд болон бодит цагт мониторинг

Орчин үеийн хараа системүүд инфра улаан туяаны сенсоруудтай хамтран ажиллах замаар энэ үед маш хурдан доголдол илрүүлдэг бөгөөд зарим тохиолдолд минутанд 150-с дээш аяга шалгадаг. Тэд ханын зузаан эсвэл чичирхийллийн алдаа зэрэг асуудлыг илрүүлж чаддаг. Хэрчмэх процессийн хувьд температурын хяналт нь ихэвчлэн ялгаатай байдаг. Хэрчмэх материал нь ойролцоогоор плюс, минус 2 градус Цельсийн хэмжээнд барьж байвал хэт их хэрчмэх материалын алдагдлыг гуравны нэг хүртэл бууруулдаг. Эдгээр сайжруулалтыг хэрэгжүүлсэн үйлдвэрүүд брак буюу хаягдах бүтээгдэхүүний хэмжээг хүчтэй бууруулсан талаар тайлагнаж байна. Зарим автоматжуулсан үйлдвэрүүд өнгөрсөн жилийн Сав баглаа боодлын Үр Ашиг Шимийн Тайлан (2023) -д заасны дагуу бракны түвшингээ ойролцоогоор 8 хувиас доош 1 хувиас бага түвшинд бууруулсан.

Урьдчилан сайн байлдалд хяналт тавих зорилгоор Хиймэл Оюун ухаан болон Интернет Холболтын Интеграци

Машин сургалтын алгоритмууд нь хөдөлгүүрийн чичирхийллийн загварыг шинжилж, түлхэвчийн гэмтэл гарахаас 72 цагийн өмнө урьдчилан таамаглаж, төлөвлөгөөгүй зогсолтыг хамгийн бага болгодог. IoT-тэй машинууд үзүүлэлтийн мэдээллийг төвлөрсөн самбар руу илгээж, алсаас энергийн үр дүнтэй ашиглалтыг хангана. Эдгээр системийг ашигладаг үйлдвэрүүд 2024 оны Баглаа боодлын автоматжуулалтын тайлангийн мэдээгээр 21% илүү их ажиллагаатай байдал, жилийн 18% бага засвар үйлчилгээний зардалтай байсан.

Анхдагч өндөр зардал vs Хугацааны дараах цэвэр ашиг: Автоматжуулалтанд хийх хөрөнгө оруулалтыг үнэлэх

Бүрэн автоматжуулсан машинууд анхдагч хөрөнгө оруулалт нь 4.6 дахин илүү шаарддаг боловч, хөдөлмөр болон хаягдлын хэмнэлт их учраас 84% илүү хурдан ROI (цэвэр ашиг) олдог. 2020 оноос хойш эдгээр технологийг хэрэгжүүлсэн компаниуд ихэвчлэн 22 сарын дотор break-even (зардал нөхөлт) цэгт хүрдэг бөгөөд энэ нь нарийвчлалтай, задардаг аяга хийх эрэлт нэмэгдэж буйтай холбоотой.

Дөнгөж эрчимтэй Цаасан аяга үйлдвэрлэх машинууд : Шинэ дүрэм тогтоож байна

Бүрэн автоматаар ажиллах боломжийн онцлог шинж чанарууд цаасан аяга үйлдвэрлэх машин системийн

Орчин үеийн бүрэн автоматжуулсан үйлдвэрлэлийн шугамууд нь хооллох механизм, хэвлэх нэгж, огтлогч хэрэгсэл болон хэлбэржүүлэгч хэсгүүдийг нэг нийцсэн үйл ажиллагаанд нэгтгэж, минутанд дунджаар 150 ширхэг уух зуурас үйлдвэрлэх чадвартай. Эдгээр машинууд нь үйлдвэрлэлийн явцад бүтээгдэхүүний чанарыг тасралтгүй хянах өндөр түвшний оптик мэдрэгч технологид тулгуурладаг. Систем нь бүтээгдэхүүний дутагдалтай талыг бараг 99,7%-ийн гайхалтай түвшинд илрүүлдэг бөгөөд энэ нь хуучин хагас автоматжуулсан тоног төхөөрөмжтэй харьцуулахад материал алдагдлыг ойролцоогоор 18%-иар бууруулдаг. Эдгээр системийг ялангуяа үнэ цэнэтэй болгож буй зүйл бол тэдгээрийн уян хатан чанар юм. Ажиллуулагчид програмын параметрүүдийг тохируулах замаар жижиг 6 унцийн хэмжээтэй зуураснаас эхлээд том 32 унцийн сав хүртэлх янз бүрийн хэмжээний зуурасны хооронд хялбархан шилжих боломжтой. Мөн эдгээр системүүд стандарт цаасан самбар, орчныг хамгаалах биологийн задралттай материал эсвэл бат бөх чанарыг нэмэгдүүлэхийн тулд хамгаалах полимер давхаргатай бүрхүүлтэй материалыг ашиглахад сайн ажилладаг.

Бүтээмжийн хэмжигдэхүүн: Автомжуулалтын түвшингүүдийн хувьд гарцын харьцуулалт

Бүрэн автомжуулсан систем нь хагас автомжуулсан загвараас 240% илүү их гарцтай бөгөөд хөдөлмөрийн зардлыг 70%-иар бууруулдаг.

Тохиолдол судалгаа: Автомжуулсан үйлдвэрлэлийн шугамын үр ашигт чадлын дээшлэл

Их эрхэмшсэн үйлдвэрлэгч нь IoT-ийг дэмждэг машинуудыг нэвтрүүлснээс хойш 98% ажиллагааны цагийг хангаж, урьдчилан сэргийлэх засварын хандлагатайгаар жилийн туршид ажиллагааны цагийн 34%-ийг бууруулсан. Одоогийн 24/7 үйлдвэрлэлийн шугам нь сард 15 сая савыг 0.5%-аас бага доголдлоор хангаж чаддаг бөгөөд автомжуулалт нь масштабчлал, тэгш хандлагат чадвар болон тэвчээртэй хөгжлийн зорилгод хэрхэн дэмжлэг үзүүлж байгааг харуулж байна.

Ирээдүй Цаасан аяга үйлдвэрлэх машин Үйлдвэрлэл: Industry 4.0-тэй нийцүүлэн ажиллах

Хэрхэн цаасан аяга үйлдвэрлэх машин технологи нь Индустри 4.0-ийн зарчимтой таарч байна

Сүүлийн үеийн цаасан аяга үйлдвэрлэх тоног төхөөрөмжүүд системийн хоорондын ажиллагаа, орон нутгийн шийдвэр гаргалт зэрэг Индустри 4.0-ийн ойлголтыг бодитоор хэрэгжүүлж байна. Салбарын сүүлийн тайлангуудын мэдээллээр, IoT-тэй системийг нэвтрүүлсэн үйлдвэрийн ойролцоогоор гуравны нэг нь үйлдвэрлэлийн зогсонги байдлыг тавны нэг хувиар бууруулж чадсан байна. Эдгээр машинууд эрхлэгчийн нөөцийн төлөвлөгөөний программ хангамжуудтай сайн холбогдвол, үйлдвэрлэгчид ухаалаг эрэлт таамаглалын алгоритмуудын тусламжтайгаар нөхцөл байдлаас хамааран анхдагч материал худалдан авалтыг тохируулж болно. Орчин үеийн аяга үйлдвэрлэгчид экологийн хувьд ч илүү сайжирч байна. Олон үйлдвэрүүд одоо хаягдал усыг дахин боловсруулан үйлдвэрлэлд ашигладаг циклт усны системийг ашиглаж байгаа бөгөөд үйлдвэрлэгчид үйл явцыг илүү үр дүнтэй болгохын тулд аяга хэлбэржүүлэх үеийн энерги хэрэглээг хамгийн их бууруулсан.

IoT-тэй боломжийг ашиглан өгөгдөлд суурилсан үр дүнтэй болгох цаасан аяга үйлдвэрлэх машинууд

IoT сенсорууд нь хэмжээний нарийвчлалыг 99,7% хадгалж үлдэх үед материаллаг хаягдалд 18%-иар бууруулдаг. Чийгшил, температур зэрэг орчны хувьсагчдыг хянах замаар наалт тавих үйл явцыг динамик сайжруулах нь чанарын тасралтгүй байдлыг хангахад чухал ач холбогдолтой. Хиймэл оюун ухаан суурьтай самбарууд нь түүхэн үзүүлэлт ба бодит цагийн хонхилын өгөгдлийг харьцуулан шинжилж, төлөвлөгөөгүй зогсолтыг 40%-иар бууруулдаг.

Олон улсын хандлага нь оюунлаг, тэгш хандлагатай баглах сав баглах тоног төхөөрөмж рүү тэмүүлж байна

Эрчим хүчний үр дүнтэй серво моторууд нь хуучин арга замаас 25%-иар цахилгаан хэрэглээг бууруулдаг. 2021 оноос хойш PLA-ийн задардаг давхаргын ашиглалт 78%-иар нэмэгдсэн бөгөөд энэ нь компостлогдох стандартыг шалгаж баталгаажуулах IoT-д суурилсан чанарын шалгалтаар дэмжигддэг. Клуб дээрх шинжилгээ нь олон шугам дээр захидалт, массын үйлдвэрлэлийг тэнцвэржүүлэх боломжийг олгох бөгөөд нүүрстөрөгчийн хэт их зарцуулалттай шөнийн ажил, нэмэлт ачааллыг багасган нөөцийн үр ашгийг сайжруулдаг.

Түгээмэл асуулт

Юу цаасан Аяга Үйлдвэрлэх Машин ?

Энэ хөгжил нь голчлон 1900-ээд оны эхэн үеийн ариун цэврийн асуудлууд, гараан дээрх уух зүйлсийн эрэлт ихсэх, стандартчилсан цаасан аяга массовоор үйлдвэрлэх шаардлагатай ресторан, кофе шугамуудын өргөжилтөөс шалтгаалан хөгжиж байв.

Гар ажиллагаатай цаасан аяга үйлдвэрлэх системүүд үйлдвэрлэлийг хэрхэн хязгаарладаг байв?

Гар ажиллагаатай системүүд нь ажилчид бүрэлдэхүүн хэсгийг тус тусад нь хайчлах, хэлбэр өгөх, таглах шаардлагатай байдаг бөгөөд үүний улмаас бага гарц, чанарын тогтворгүй байдал, өндөр хөдөлмөрийн зардал, ариун цэврийн асуудалд хүргэдэг.

Хагас автомжуулсан цаасан аяга үйлдвэрлэх машинуудын давуу талууд юу вэ?

Хагас автомжуулсан машинууд нь хөдөлмөрийн зардлыг 30–40% бууруулж, гарцыг нэмэгдүүлдэг бөгөөд гар ажиллагаатай системийн уян хатан байдлыг автомжуулалтын нарийвчлалтай тэнцвэртэй хослуулдаг.

Бүрэн автоматжуулсан цаасан аяга үйлдвэрлэх машинууд үйлдвэрлэлийг хэрхэн сайжруулдаг вэ?

Бүрэн автоматжуулсан машинууд нь цаасан аяга үйлдвэрлэх процессыг урсгалжуулж, илүү өндөр гарц олж, хөдөлмөрийн зардлыг 70%-иар бууруулж, зөвхөн 1.8% алдаатай байдлаар өндөр чанарыг хадгалдаг.

Индастри 4.0 нь цаасан аяга үйлдвэрлэлийг хэрхэн сайжруулдаг вэ?

Индастри 4.0 нь IoT, хиймэл оюун, ухаалаг сенсоруудыг үйлдвэрлэлийн процесс руу интеграцчилан нийлүүлж, үйлдвэрлэлийг оновчтой болгох, материаллаг хаягдлыг бууруулах, нийтлэг үр ашгийг сайжруулах, тэсвэрт байдлыг дэмжихэд чиглэгддэг.