Industry 4.0: Розумний інструмент для розумного виробництва
В. А. Жовтобрюх, керівник групи компаній «Інженерно-Технічний Центр «Варіус»:
«Металообробка стоїть на порозі серйозних змін. Час оцифрування всіх процесів у промисловості, який прийнято називати ерою Industry 4.0, вимагає від виробників інструменту розробки не лише кращих конструкцій, матеріалів та інноваційних покриттів, а й нових концептуальних рішень, впровадження яких дозволить використовувати на повну міць можливості сучасного металообробного обладнання та підвищити ефективність виробництва ».
Інструмент та запити часу
Ми, як інжинірингова компанія, що здійснює повний комплекс із впровадження у виробництво обладнання, оснащення, інструменту та технологій, відчуваємо деяке відставання можливостей різального інструменту від верстатів. А це означає, що саме функціональність інструменту нині визначає існуючий рівень продуктивності у металообробці. Особливо, коли це стосується виготовлення складних виробів для аерокосмічної галузі з нових матеріалів, що ще більш важко обробляються.
Виробництво виробів, що відповідають сучасним запитам суспільства: побутової техніки, сільгосп обладнання, економічних та надійних літальних апаратів, автомобілів та морських суден тощо, постійно потребує нових матеріалів, що мають покращені властивості. Вони повинні бути міцними, недорогими, теплостійкими, зносостійкими та стійкими до агресивних середовищ. Це, у свою чергу, стимулює провідних світових верстатобудівників удосконалювати обладнання, щоб обробляти вироби з нових матеріалів із необхідною потужністю, необхідною кінематикою та максимально можливою універсальністю. Але в цьому процесі між інноваційним матеріалом та верстатом завжди знаходиться ще один важливий елемент конструкції – інструмент.
Наскільки він добрий, наскільки підходить саме для обробки даної деталі з даного матеріалу, для даного процесу та даного виробництва? — Питання, яке хвилює технолога підприємства, яке стоїть перед вибором інструменту для виконання нового завдання замовника.
Провідний спеціаліст компанії ISCAR Андрій Петрилін в одній зі своїх публікацій наголошує на цій тенденції:
«Прогрес у галузі матеріалознавства та металургії не лише приніс нові екзотичні матеріали, а й надав технології для створення матеріалів із заздалегідь заданими властивостями. Виготовлення компонентів з таких матеріалів значно покращило робочі параметри деталей, але їхня обробка стала більш складною. У багатьох випадках можливість успішної обробки обумовлена лише обмеженнями ріжучого інструменту.
Ріжучий інструмент, найменший елемент технологічної системи, що безпосередньо контактує з деталлю, і є сполучною ланкою між верстатом та матеріалом. Для реалізації переваг високотехнологічних верстатів та ефективних стратегій обробки він має відповідати відповідним вимогам. Пошук технічних рішень у відповідь на постійно зростаючі запити сучасної металообробки і є основою нових розробок у галузі ріжучого інструменту».
Незважаючи на те, що можливості програм, що значно зросли, для тривимірного моделювання інструменту, а також конструкторсько-технологічних систем CAD/CAM дозволяють досягати відмінних результатів, пропонуючи інноваційні конструкції державок і нові форми пластин для обробки екзотичних матеріалів, на мій погляд, недостатньо застосовувати тільки традиційні. методи розробки різального інструменту, спрямовані на досягнення кращої продуктивності та надійності.
Наприклад, у сучасних літаках, особливо у безпілотних літальних апаратах (БПЛА), значно збільшилася кількість деталей, виготовлених із композиційних матеріалів. А для їх ефективної механічної обробки потрібен спеціальний різальний інструмент із новими властивостями. Це є ключовим моментом для технологічного стрибка в аерокосмічній промисловості.
Сьогодні металообробні підприємства ставлять виробникам ріжучого інструменту інші завдання, ніж навіть 5–10 років тому. У цифрову епоху замовник чекає від них постійної участі не тільки у фізичному, а й у віртуальному виробництві, а отже — зручної інформації, необхідної фахівцям клієнта для моделювання процесів, для інтеграції складання інструментів та оснащення, а також для багато іншого, що впливає на процес підготовки виробництва.
Сучасним менеджерам підприємств все частіше потрібні вичерпні дані про інструмент, необхідний доступ до різної інформації, що дозволяє створювати моделі-близнюки, виконувати інженерні та економічні розрахунки, аналізувати термін служби інструменту, виконувати негайні налагодження та автоматичні заміни. Розробка інструменту на основі всієї бази знань та компетенцій, а також оцифрування у форматах, зручних як для його споживача, так і виробника обладнання, стає вимогою часу. У цьому полягає основна особливість процесу розвитку ріжучого інструменту відповідно до концепцією Industry 4.0.
Локомотивом у цьому процесі, як завжди, є найбільші світові компанії з виробництва металорізального інструменту. А лідерами в інноваціях можна назвати: ISCAR (Ізраїль), TaeguTec (Республіка Корея) та Tungaloy (Японія).
Назустріч стандартам Industry 4.0
Завдання Industry 4.0. в галузі промислового виробництва полягають у підвищенні його ефективності завдяки інтеграції до технологічних процесів кіберфізичних систем (CPS). При цьому все обладнання, інструмент, оснащення, матеріали оснащуються датчиками зворотного зв’язку та/або засобами ідентифікації, які формують загальну базу даних про свої властивості, положення, стан тощо. без втручання людини, у тому, щоб зробити продукцію певної якості та у заданій кількості.
У таких умовах дуже важливо, щоб процес підбору інструменту був швидким, простим та зручним для виробничників. Ось із цього і починається «Індустрія 4.0» для інструменту! Тобто його весь час має супроводжувати інформація на кожному етапі життєвого циклу.
А для цього виробники різального інструменту все інтенсивніше оцифровують процеси розробки та виробництва. Щоб контролювати та покращувати якість, збільшувати надійність та передбачуваність терміну служби інструменту. При цьому на перший план виходить завдання розробки такого інструменту, який «уміє спілкуватися» з іншими пристроями за допомогою технологій IoT, мовою, єдиною для всіх засобів виробництва, на основі єдиних специфікацій, стандартів, баз даних. Тобто для ріжучого інструменту повинен створюватися цифровий двійник, який буде носієм всієї необхідної виробником інформації про нього. Наприклад, якщо зараз машинобудівні підприємства використовують у своїй роботі сучасні CAD/СAM-системи, то цифровий двійник інструменту має бути інтегрований у них для того, щоб допомогти у виборі інструменту для певних завдань. При цьому може бути завантажений великий обсяг інформації про його геометричні параметри, режими, оброблювані ним матеріали, досвід експлуатації і т. д. Крім того, вся інформація повинна бути постійно оновлюваною. Дане програмне забезпечення має легко встановлюватися як на комп’ютер або планшет, так і смартфон. Це відкриває інструменту «двері» у виробництво, бо без цього він уже просто стоятиме, як сувенір на полиці.
Оцифрування інформації про інструмент
Питання оцифрування інформації про інструмент у ІТЦ «Варіус» ми приділяємо багато уваги.
Це добре демонструє наша віртуальна виставка — там весь інструмент та супутнє оснащення представлені в 3D-форматі, завдяки чому металообробники можуть розглянути його з усіх боків, а конструктор — завантажити в CAD/CAM-систему та заощадити, таким чином, багато часу технолога при розробці техпроцесу.
Така форма подання інформації дозволяє виробничникам звертатися до нас у компанію вже з повним розумінням того, який інструмент необхідний. І після кількох додаткових питань отримати найефективніший варіант.
Безперервний контакт із клієнтом
Бізнес-модель Інженерного Центру заснована на постійному, точніше безперервному контакті з клієнтами. І правильність цієї стратегії підтвердила фраза одного з топ-менеджерів найстарішої на світовому ринку європейської компанії, що виробляє ріжучий інструмент, що недавно трапилася мені на очі.
«Очікування покупців обладнання та інструменту від продавців стрімко змінюються. Від нас чекають дедалі доступнішої, буквально в один клік, інформації та більше технічних знань, але водночас і більше уваги, оскільки на пенсію йде все більше власних фахівців. А це означає, що взаєморозуміння та довіра клієнтів, як і раніше, має вирішальне значення, і найкраще його налагоджувати особисто».
Додати до цього нічого. Це те, що ми робимо сьогодні як постачальники інструментів та обладнання. І те, над чим працювали минулого року, і те, чого прагнутимемо в майбутньому. Наші клієнти повинні мати під рукою інформацію — про розміри, матеріал, про досвід експлуатації, про умови співпраці та застосування інструменту на певному устаткуванні в Україні, про рівень сервісу, який надається виробником або дилером цього інструменту — та отримувати її одним натисканням клавіші.
Але це не виключає потреби постійного зв’язку з клієнтом. Потрібна інфраструктура для цього у нас також передбачена. Практично щодня на виїзді перебуває від 8 до 10 автомобілів із нашими фахівцями «на борту». Це продавці, технології, сервісні інженери. Причому коли ця команда відвідує замовника, наприклад у Луцьку, то намагається побувати і в інших клієнтів із цього міста. Таким чином, працюючи щодня у різних регіонах країни, ми забезпечуємо технологічну, консультативну та сервісну підтримку великому числу наших клієнтів в Україні. При цьому ще зустрічаємося зі спеціалістами нових підприємств та отримуємо від них нові завдання.
Рішення пропонує дистриб’ютор
Зараз у світі машинобудівних підприємствах спостерігається цікава тенденція. Пошук нових технологічних рішень, оптимізацію та удосконалення існуючих процесів на підприємстві виконує не штатний технолог, а дистриб’ютори. Тобто компанії, які постачають інструмент, обладнання, матеріали, сьогодні зобов’язані не лише бути службою логістики, а й надавати технічну підтримку своїм клієнтам, при цьому бути носіями інновацій.
Для нашого Інженерно-Технічного Центру це давно така ж норма, як і для кращих дистриб’юторів у Північній Америці або в країнах Європейського Союзу. Адже заводчани, постійно зайняті вирішенням поточних завдань, зовсім не мають часу для ретельного вивчення новинок ріжучого інструменту або можливостей сучасних верстатів. Тому їм вигідно працювати зі справжніми інжиніринговими компаніями, а не просто із продавцями.
Коли наші конкуренти на українському ринку в цих питаннях роблять лише перші кроки, ми пішли далеко вперед. Кадрова політика ІТЦ «Варіус» ще 15 років тому була спрямована на безперервне підвищення рівня знань не лише інженерного складу, а й продавців інструменту чи обладнання. Відповідно до неї ми прагнемо, щоб рівень компетентності співробітника відділу продажів ІТЦ «Варіус» з досвідом роботи 3–5 років був адекватний підготовці спеціаліста ВДТ
промислового підприємства Такий вектор на навчання співробітників і безперервне зростання їхньої кваліфікації завдяки обміну досвідом усередині компанії приносить свої плоди вже багато років. По суті, ми сьогодні наближаємося за рівнем і обсягом завдань до роботи цілого підрозділу солідного НДІ машинобудування.
Оцінка такого взаємовигідного партнерства, дана керівниками та власниками українських промислових підприємств, підтверджує правильність обраної нами стратегії.
Крім того, завдяки роботі IT-департаменту ІТЦ та розробленим ним програмним засобам контролю ефективності обладнання ми заощадили для наших замовників чимало часу, необхідного їм для розробки власних технічних рішень.
Заповнити паузу
В умовах кадрового дефіциту нерідко трапляються ситуація, коли ключовий спеціаліст підприємства йде на пенсію або з якоїсь причини звільняється. Керівники підприємств, які вже попрацювали з нами, впевнені, що в такий скрутний момент можуть звернутися до нашої компанії та отримати практичну допомогу з усіх питань, пов’язаних із відпрацюванням технологічних процесів і навіть із терміновим випуском реального виробу. Наш фахівець може стати за верстат, а технолог — написати програму, доки підприємство не знайде нового фахівця, якого, до речі, ми ж і допоможемо навчити.
Час, коли темп змін постійно зростає
Сьогодні зміни у світі відбуваються з зростаючим темпом. Машинобудівні підприємства стають все гнучкішими, дуже рідко випускаючи ту саму продукцію довгий час. Вони змушені розширювати асортименти, постійно виводити на ринок новинки. Важливу роль цьому грають розробки власних технічних фахівців, які мають великим досвідом і компетенціями. А наше завдання – забезпечити їх необхідною інформацією про новинки, допомогти у розрахунках чи контролі результатів впровадження технологій та обладнання.
Система моніторингу ефективності роботи верстатів
Сьогодні Варіус – єдина в Україні компанія, яка розробила власний програмно-апаратний комплекс моніторингу ефективності використання обладнання з ЧПК (СМЕІО). Вперше ми його продемонстрували у 2019 р. на Київському промисловому форумі, потім протягом року модернізували відповідно до відгуків та рекомендацій клієнтів, та представили оновлену версію в рамках нашої Цифрової виставки обладнання та інструменту у листопаді 2020 р. До 2021 року ця система була запущена вже на семи українських підприємствах, забезпечуючи моніторинг понад 80 одиниць обладнання.
Це програмне забезпечення дозволяє менеджменту компаній та керівникам виробничих підрозділів у будь-який час доби мати доступ до ключової інформації: чи працює верстат, який виріб обробляється на верстаті в даний момент, побачити конкретний кадр програми або причину зупинки, П. І. О. оператора верстата, сформувати статистику за будь-який період та за будь-яким параметром, порівняти ефективність роботи верстатів у різні періоди. Крім того, технологи, користуючись нашою системою, можуть завантажити нову програму, не виходячи з офісу.
ВІРТУАЛЬНА ВИСТАВКА
У 2020 р. Цифрова виставка обладнання та інструменту та ПЗ пройшла на «УРА»! Навіть із більшим успіхом, ніж традиційна у всі попередні роки. Її відвідали майже всі наші клієнти. Багато хто залишив свої коментарі, поставили завдання, дав рекомендації.
Машинобудівники України переживають зараз не найпростіший період своєї діяльності. Але життя триває, і ми всі повинні рухатися вперед: якщо не хочеш тупцювати на місці, шукай нових шляхів…
Підписуйтесь на наш You-Tube канал! — Тут практично щотижня з’являється багато матеріалів, цікавих для виробничників.
Завантажити статтю у форматі pdf >>