Шинэ технологийг ашиглан спираль хоолойн үйлдвэрлэлийг оновчтой болгох

Спираль хоолойн үйлдвэрлэлийн хөгжил: Гар ажлаас ухаалаг үйлдвэрт шилжих явц

Спираль хоолой үйлдвэрлэх аргачлалын түүхэн хөгжил

Өмнө нь спираль хоолой үйлдвэрлэх нь бүрэн бие даасан, энгийн ажил байв. Мастерууд хуучин байдлын формеруудыг гар агаар нь ашиглан металл хавтанг спираль хэлбэрт оруулдаг байсан бөгөөд энэ нь хэмжээний нарийвчлал муу байж, илүү их хэмжээний хоолой үйлдвэрлэхэд маш удаан байсан. Хааяа л жижиг үйлдвэрүүд ийм гараар ажилладаг спираль формеруудыг онцгой захидал дээр ашигладаг байсан ч үнэхээр томоохон салбарын шаардлагад нийлэх боломжгүй байв. Учир нь бүх зүйл гар агаар хийгддэг байсан тул үр дүн нь масс үйлдвэрлэлийн шаардлагад нийцэхүйц нарийвчлалгүй байсан.

Гараар бүрдүүлэхээс автомжуулсан тасралтгүй хоолой үйлдвэрлэл рүү шилжих

2000-эад оны эхэн үеэс PLC системүүд болон тэр үеийн маш алдаршуусан серво моторуудын тусламжтайгаар автоматжуулалт үйлдвэрлэлд бүрэн нэвтэрч эхэлсэн. Өнөө үед автоматжуулсан хоолойны үйлдвэрүүд спираль хоолойг минутанд 60 метрээс дээш хурдаар, ихэнх хүмүүсийн алхах хурдаас илүү хурдан үйлдвэрлэж чаддаг. Ийм өндөр хурдатгал байхаа ч хэмжээсийн нарийвчлалыг харин сайн хадгалж, хагас миллиметрээс давахгүй байдаг. Энэ өөрчлөлтийн гол шалтгаан нь програмчлагддаг цэгнэлийн хяналт болон автоматаар хооллох системүүд бөгөөд эдгээр нь бүх процессыг бараг бүрэн удирдан авчээ. Зарим судалгаагаар үзүүлэлт нь үйлдвэрийн ажилтны тоо одоогоос 70% хүртэл багассан гэж зааж байна. Энэ нь машинууд унтахгүй, зогсохгүй ажиллаж, хүмүүс тохируулга хийх замаар чанарын уналт гардаг байсан өмнөх үеийнхээс ялгаатай, тогтвортой бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэж чаддаг болсон гэсэн үг юм.

Орчин үеийн спираль хоолой үйлдвэрлэлд Индустри 4.0-ийг нэвтрүүлэх

Орчин үеийн ухаалаг үйлдвэрүүд нь IoT мэдрэгч, чанарын хяналтын хиймэл оюун ухаан, таатай урьдчилан таамаглах засварын хэрэгсэл зэргээр спирал түтүврийн үйлдвэрлэлийг маш их сайжруулж байна. Үнэхээр тоглоомын өөрчлөлт? Өндөр байдлыг хянах систем нь даралтыг бараг шууд өөрчилж чадна. Бид хагас секундын дотор хариулах боломжтой! Цахим хослуудыг бүү мартаарай. Эдгээр виртуал хувилбар нь үйлдвэрлэгчдэд асуудал үүсэхээс өмнө үйлдвэрлэлийн янз бүрийн нөхцөл байдлыг гүйцэтгэх боломжийг олгодог. Эдгээр технологиуд хамтдаа 12 орчим хувиар хог хаягдлыг бууруулдаг. Энэ нь жилийн зардалтай харьцуулахад маш хурдан нэмэгддэг. Түүнчлэн инженерүүд үйлдвэрт хөл тавьж ч үгүйгээр хаанаас ч асуудлыг оношлох боломжтой болсон. Үйлдвэрлэл 4.0 нь зөвхөн үгийн бүс биш, энэ салбарт үр ашигтай, өгөгдлийн төвтэй үйл ажиллагаа явуулахыг эрмэлздэг хэн бүхэнд зайлшгүй шаардлагатай болж байна.

Автоматжуулалт, робототехник: Спиралын түтүврийн үйлдвэрлэлийн үр ашгийг нэмэгдүүлэх

Автоматжуулалтын үйл ажиллагааны үр ашигтай, үр дүнгийн тогтвортой байдлын нөлөөлөл

Сүүлийн үеийн салбарын мэдээллээр автоматжуулсан үйл явц нь орчин үеийн эргэлтийн түтүврийн үйлдвэрлэлийн бүтээмжийг 25%-иар нэмэгдүүлсэн байна. Өнөө үед PLC систем нь материалыг идэхээс эхлээд хажуусыг бэлтгэх, чанар шалгах зэрэг бүх ажлыг нэг дор хийж, хүний ажилчдын үүсгэсэн бухимдалтай зөрчилүүдийг багасгаж байна. Үнэхээр гайхалтай зүйл бол автоматаар хандах арга нь үйлдвэрлэлийн цөөнцүүдийг тодорхойлохдоо маш их нарийвчлалгүйгээр хэрхэн тусалдаг нь юм. Ихэнх үйлдвэрлэгчид бүтээгдэхүүнийхээ 98%-ийн хувьд 0.3 мм-ийн хатуу дутагдалтай байх талаар 2023 оны металл хэлбэрлэх салбарын тайланд тэмдэглэсэн. Энэ төрлийн тогтвортой байдал нь хатуу шаардлагыг хангахын зэрэгцээ их хэмжээний бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд ихээхэн нөлөөлдөг.

Роботын технологийн гүйцэтгэх үүрэг

Зургаан тэнхлэгт роботын хуруунууд нь катушкиудыг боловсруулах, дугуйн зууралтыг шалгах зэрэг салбарт ажиллах арга барилыг өөрчилж байна. Эдгээр машинууд цагт ойролцоогоор 15 мянган хэмжилт хийх чадвартай бөгөөд энэ нь хүмүүсийн хийж чадахтай харьцуулахад ойролцоогоор дөчин дахин хурдан юм. Тэдгээр нь бидний алгасч болох жижиг нарийн дэлгэрэнгүй мэдээллийг илрүүлэх лазер, компьютерийн харааны системийн тусламжтайгаар ингэдэг. Өнгөрсөн жилийн судалгаагаар харахад эдгээр роботуудыг ашигладаг ажлын байранд галт зууралт хайчлах, хүнд материал зөөх зэрэг аюултай ажлуудыг автоматаар хийдэг болсноор гэмтлийн түвшин ойролцоогоор гучин хувиар буурсан.

Тухайн тохиолдол: Европын хоолой үйлдвэрүүдэд автоматжуулалтаар нийлүүлэлтийг сайжруулсан талаарх судалгаа

Европын нэгэн уламжлалт үйлдвэрлэгч компани нь гурван спираль хоолойн үйлдвэрт төвлөрсөн SCADA удирдлага ба MES хяналтын системийг нэвтрүүлснээр хэмжилтээр тодорхойлогдох үр дүнг гаргасан:

Интеграцчилсан сенсорын сүлжээнүүдийн тусламжтайгаар урьдчилан цаашид гарах доголдолтой хэсгийг илрүүлж, төлөвлөгөөгүй зогсонги байдал 41%-иар буурсан нь 24 цагийн дараалсан үйлдвэрлэлийн чадавхийг хадгалж үлдсэн. Энэхүү автомжуулалтын стратеги нь үр ашгийг сайжруулснаар болон хаягдлыг багасгаснаар 14 сарын дотор хөрөнгийн өгөөжийг олж авах боломжийг бүрдүүлсэн.

Өндөр хурдны, өндөр нарийвчлалтай спираль хоолойн холболтын дэвсгэр хийхийн төгрөг өндөр технологи

Өндөр хурдны спираль хоолойн үйлдвэрлэлд доор муруйсан нуман дэвсгэр хийх (SAW)

Ойролцоохон хугацаанд спираль хоолойнууд үйлдвэрлэхэд дамжууралттай нуман багсаж ултуулах, эсвэл SAW гэж нэрлэдэг аргыг стандарт практик болгон ашигладаг. 2024 оны Европын ган хоолойн зах зээлийн сүүлийн өгөгдлөөр энэ арга нь хуучин арга замаас ойролцоогоор 15%-иар илүү гүн рүү ордог. Багсаж ултуулах үед цахилгаан нумыг тусгай флюст материалаар бүрхэх нь чанарыг муутгаж болох агаарын бохирдлыг бүрэн саатуулдаг. Мөн эдгээр системүүд зогсолтгүй ажиллаж байхад цагт 25-30 кг материал тавих хурд гэх мэт гайхалтай давуу талуудыг үл тоомсорлох ёсгүй. SAW-ийн автомжуулсан хувилбарууд минутанд 1.2-1.8 метрийн тогтмол хурдаар ажиллаж байдаг бөгөөд дэлхийн хэмжээнд байгууламжийн төслүүдэд том диаметртэй хоолойнуудын эрэлт их байгаа нь ийм хурдны шаардлагатай болгоход нөлөөлж байна.

Нарийвчлалтай багсаж ултуулах толгойн загварчлал ба автомжуулсан байршлын систем

Орчин үеийн боолтны толгойнууд нь 5 тэнхлэгт роботын хөдөлгөөнтэй ирдэг бөгөөд диаметр нь 24-120 инч хүртэлх хоолойд ойролцоогоор 0.1 мм нарийвчлалтай байршуулалт хийдэг. Ухаалаг програм хангамж нь утасны хөдөлгөөний хурд болон хүчдэлийн тохиргоог секундэд 500 удаа тасралтгүй тохируулдаг бөгөөд энэ нь ялгаатай зузааны материал ашиглах үед ч гэсэн боолтыг сайн байлгахад тусалдаг. 2023 онд Европын дугуйлангийн зургаан үйлдвэрт хийсэн туршилтаар эдгээр дэвшилтэт систем нь хуучин арга замаас ойролцоогоор гуравны хоёр хэсгээр илүү буруу боолтыг бууруулсан. Үйлдвэрийн металл холбогч хэрэгслүүдэд хамааралтай хүмүүст маш гайхалтай зүйл.

Лазерын мэдрэгч ашиглан нэгэн зэрэг холбоосын байршлыг тодорхойлох, суурилуулах хяналт

Лазерийн гурвалжин хэмжигдэхүүний мэдрэгчид (0.02 мм нарийвчлал) нь 100 Гц-д холболтын геометрийг зураглаж, хаалттайн хяналтын замаар уялдуулан боолтны параметрүүдийг тохируулдаг. Энэ нь дараах боломжийг олгодог:

• Боолтын агуулахын тогтвортой байдал : 1.5 м/мин хурдтай үед ±0.3 мм хөндлөн чиглэлд хяналт тавих нарийвчлал
• Профилийн нийцүүлэлт : ±10% материалийн зузааны хэлбэлзэлд тохируулан хүчдэлийг сайжруулах
• Шлакийн хяналт : Хаягдал багасгах 18%-ийн урьдчилан таамаглаж болох нунтгийн хэрэглээний алгоритм

Автомжуулсан SAW процессын хурд ба дугуйлтын бүрэн байдлыг тэнцвэржүүлэх

Орчин үеийн SAW хяналтын төхөөрөмжүүд 2.7 сая орох дугуйлтын бичлэг дээр суурилсан машин сургалтын загвар ашиглан хурд ба бат бөхийн харьцааг оновчтой болгодог. Автомжуулсан спираль хоолойн үйлдвэрийн 2024 оны судалгаанд эдгээр системүүд дараах үзүүлэлтэд хүрснийг харуулсан:

Энэхүү технологийн нэгдэл нь үйлдвэрлэлийн гарц хоёр дахин нэмэгдэж, API 5L/ISO 3183 стандартыг хангасан үед чухал ач холбогдолтой бөгөөд ухаалгаар хянах систем нь үр ашгийг болон чанарыг сайжруулдаг гэдгийг харуулж байна.

Хиймэл оюун ухаан, Интернет ба Том мэдээллийн технологи: Оюунлаг процессын хяналт, удирдлагыг идэвхжүүлэх

Машин сургалт ба Том мэдээлэл нь Мушгиа хоолой үйлдвэрлэлд оюунлаг байдлыг хэрхэн дэмжих вэ

Хиймэл оюун ухаан нь өдөр бүр үйлдвэрийн талбарт гарч буй мянга мянган өгөгдлийг судалж, машинуудыг ажиллуулж байгаа хүнд харайцгaaн харагдахгүй байх чиг хандлагыг илрүүлдэг. Машин сургалт нь материал нимгэх, роллерууд зөв байрласан эсэх, доод цэглэлтийн тохиргоо зэрэг үйлдвэрлэлтийн явцад гарч буй бүх төрлийн хүчин зүйлсийг судалж, Control Engineering-ийн 2023 оны мэдээний байдлаар, дэд зах зээл дээрх хэмжээсүүдийг ±0.2 мм-ийн дотор байлгахын тулд тохируулгыг хийдэг. Эдгээр том өгөгдлийн системүүд нь өмнөх үзүүлэлтүүдийг бодит бүтээгдэхүүний чанартай холбож, асуудал гарахаас өмнө үйлдвэрүүд ухаалгаар шийдвэр гаргах боломжийг олгодог. Зарим компаниуд том масштабын үйлдвэрлэлийн шугамд эдгээр системийг нэвтрүүлснээр жил бүр орлого алдалтыг ойролцоогоор 18 хувиар бууруулж чадсан гэж мэдээлж байна.

Тасралтгүй үйлдвэрлэлийн орчин дахь хиймэл оюуны тусламжтай чанарын хяналт

Орчин үеийн хиймэл оюун ухааны системүүд нь үйлдвэрлэлийн шугам дагуух доголдолтойг бодит цагт илрүүлж чаддаг. Эдгээр оюунлаг системүүд хөгжилдөвтэй зураг авах арга техникийн тусламжтайгаар секунд тутамдаа мянга орчим өөр өөр хэмжилтийг шинжилдэг. Их хэмжээний өгөгдлийн цуглуулгатай барьж буй машин сургалтын загваруудыг онц үйлдвэрт тасралтгүй ажиллуулбал бараг төгс нарийвчлалтайгаар жижигхэн трещинууд эсвэл хэлбэрийн зөрүүг илрүүлж болно. Гарсан үр дүн өөрөө ярьдаг - AQe Digital-ийн саяхны салбарын тайлангийн мэдээллээр, энэ технологийг нэвтрүүлсэн үйлдвэрүүд материал хэмнэлтээрээ зардалгаагаа ойролцоогоор 40 хувиар бууруулсан гэж мэдээлжээ. Европын үйлдвэрлэгчид материалын хэмнэлтээр мөнгө хэмнэх явцад чанарын стандартыг хангаж байгаагаараа тус системд ихэд таатай байна.

IoT-д суурилсан Бодит Цагийн Процессын Хяналт болон Системийн Интеграци

Үйлдвэрлэлийн шугамууд одоогоор хөдөлгүүрийн температураас хойш гидравлик даралт хүртэлх бүх зүйлсийг хянах зорилгоор ойролцоогоор 200 ширхэг сенсор агуулсан IoT сүлжээтэй байдаг. Эдгээр бодит цагийн шинжилгээний хэрэгслүүд нийт мэдээллийг төв самбар руу илгээдэг бөгөөд операторууд сул таталтыг ойролцоогоор 2%-ийн хувьсах хязгаарт байлган, минутанд 45 метр хурдтайгаар цэгэн боолтыг удирдан ажиллуулдаг. 2023 онд Кумарын хийсэн саяхны судалгаагаар үзүүвэл эдгээр орчин үеийн системийг ашигладаг үйлдвэрүүд технологийн асуудалд хуучин системүүдээс ойролцоогоор 35% илүү хурдан хариу үзүүлдэг. Ийм түвшний үр ашгийн сайжралыг харахад үйлдвэрлэгчид шилжих нь логик юм.

Нэгтгэсэн сенсорын сүлжээ ашиглан урьдчилан сэргийлэх засвар үйлчилгээний чиг хандлага

Орчин үеийн хэлбэлзлийн сенсорууд дулаан тусгах технологитой хослуулбал тоног төхөөрөмжийн гэмтэл гарахаас хойш гурваас илүү өдрийн өмнө ойролцоогоор 89 хувийн амжилттай илрүүлж чаддаг. Эдгээр ухаалаг системүүд нь хэлбэрлэх роль, баглах толгой шиг чухал хэсгүүдийн хугарч элэгдэх явцыг хянах машин сургалтын алгоритмд тулгуурладаг. Ямар нэг зүйл муу болохын тэмдэг илэрвэл техникийн үйлчилгээний баг хугацаа нь дууссан деталуудыг төлөвлөгөөт зогсооны үед солих боломжтой байдаг тул хүлээгээгүй зогсолтуудаас зайлсхийх боломжтой. 2023 онд Control Engineering-ийн салбарын тайлангийн мэдээний дагуу ийм урьдчилан цоошилтын үйл ажиллагааг нэвтрүүлсэн үйлдвэрлэлийн үйлдвэрүүд нь спираль хэлбэртэй нэгтгэх төхөөрөмжийн гол засварын хооронд машины амьдралыг ойролцоогоор 25 хувиар сунгасан байдаг. Ийм цаг хугацааны өмнөөс харах чадвар нь үргэлжийн зогсолтгүй үйлдвэрлэлийн шугамыг гүйцэтгэхэд ихээхэн ялгаатай болдог.

Гол технологийн нэгтгэх хүснэгт

Орчин үеийн спираль хоолойн системд нарийвчлал, аюулгүй байдал, найдвартай ажиллагааг хангах

Тогтмол хэмжээний нарийвчлалын тулд дижитал калибровка

Өнөөгийн спираль хоолойн үйлдвэрлэл нь бүх үйлдвэрлэлийн партид ±0.15 мм орчим нарийвчлалыг хадгалж байдаг автомжуулсан калибрын системд тулгуурладаг. Энэ нь 2023 оны дүрмийн дагуу гар аргаар үйлдвэрлэх боломжтойгоос ойролцоогоор гуравны хоёр дахин сайжруулалт хийсэн тооцоотой. Эдгээр системийг ийм сайн ажиллуулах шалтгаан нь лазерын хэмжих тоног төхөөрөмж, мөн хиймэл оюун ухаанаар ажилладаг ухаалаг хариу урвалын механизмийг хослуулсан байдагт оршдог. ХИО-нь машины параметрүүдийг тасралтгүй тохируулж байх бөгөөд их хэмжээний үйлдвэрлэл явуулах үед тохиолддог саад болдог хэмжээний өөрчлөлтийг зогсоодог. 2024 оны сүүлийн өгөгдлүүдийг харвал автоматжуулсан хоолойн үйлдвэрийг ашиглаж эхэлсэн үйлдвэрлэгчид мөн бараг төгс үр дүнд хүрч, процессын туршид хийгдэж буй тасралтгүй цифров шалгалтаас үүдэн API 5L стандартыг 99.4% хувьд хангасан.

Хоолойн системд автомжуулсан алдаа илрүүлэх болон аюулгүй байдлын сайжруулалт

Фаз сэлгээний хэт авианы шинжилгээ гэж нэрлэдэг энэ зүйлийг ашиглан спираль бөхнөрсөн нугалмын жижиг дотор дохиоллын асуудлыг ойролцоогоор 0.3 квадрат миллиметр хүртэл тодорхойлох боломжтой хамгийн сүүлийн үеийн хараа шалгах системүүд байдаг. Энэ юу гэсэн үг вэ? Эдгээр автоматжуулсан шалгалтууд нь хуучин загварын санамсаргүй дээж авах арга замаас харьцуулахад аюултай дутагдалтыг бараг 90 хувиар бууруулдаг. Олон үйлдвэрлэлийн талбай одоо компьютерээр удирдлагдах байршилдэх технологийн тусламжтайгаар аюулгүй байдлын хэд хэдэн давхаргатай арга хэмжээг ажиллуулдаг. Эдгээр системүүд нь машин механизмүүд хоорондоо мөргөлдөхөөс сэргийлж, үйл ажиллагаа үйлдвэрийн талбайд явагдаж байх үед OSHA-ийн дүрэмд заасан аюулгүй байдлын хязгаар дотор бүх зүйлийг хадгалж байдаг.

Материалын шинэчлэлүүдийн ихэсгэсэн бат бөх чанар, ажиллагаа

12–15% илүү их уян хатан байдлаар тусгайлан сайжруулсан микродуслагт ган нь ойрчихон хугацаанд спираль хоолойн хэрэглээнд доминант байр эзэлж, 28 МРа-аас дээш даралт тэсвэрлэх чадварыг хадгалж үлдэх үед хананы зузаан шаардлагыг бууруулдаг. Фторополимерийн давхарга ашигладаг найрмал бүрээсийн технологи нь NACE-ийн тусгай шалгалтын аргачлалын дагуу шалгагдаж, идэвхжилтэй орчинд 40–60 жилийн үйлчилгээний хугацааг илүү өргөтгөдөг.