Tillverkningsindustrin genomgår en genomgripande omvandling, som främst drivs av den snabba utvecklingen av industriell automation. Från traditionella löpande band till starkt sammankopplade, datadrivna fabriker – automatiseringen revolutionerar sättet att tillverka produkter.
Flera faktorer påskyndar införandet av automatisering inom tillverkningsindustrin, som t.ex.:
- Ökad effektivitet och produktivitet: Automation kan minska arbetskostnaderna betydligt, förbättra produktionshastigheten och minimera stilleståndstiden.
- Förbättrad kvalitet och enhetlighet: Automatiserade system kan leverera jämn produktkvalitet, vilket minskar antalet defekter och omarbetningar.
- Ökad flexibilitet: Modern automationsteknik gör det möjligt för tillverkare att snabbt anpassa sig till förändrade marknadskrav och produktvarianter.
- Datadrivet beslutsfattande: Automatisering genererar stora mängder data som kan analyseras för att optimera processer, förbättra effektiviteten och identifiera potentiella problem.
- Brist på arbetskraft: I många områden är tillgången på kvalificerad arbetskraft begränsad, vilket gör automatisering till en gångbar lösning.
Framväxande teknik som formar framtiden
På DigiKey har vi noga följt den inverkan som olika tekniker har haft eller kommer att ha på tillverkningsindustrins framtid. Robotteknik, artificiell intelligens, Internet of Things och förstärkt verklighet är början på en ny era inom tillverkningsindustrin.
Robotteknik
Avancerade robotsystem kan utföra uppgifter med större precision och komplexitet än någonsin tidigare. Samverkande robotar (cobots), autonoma mobila robotar (AMR) och automatiserade styrda fordon (AGV) kommer alla att fortsätta att öka i popularitet. Autonoma mobila robotar möjliggör arbete i trånga utrymmen där giftiga kemikalier och tunga maskiner kan utgöra en fara för människor.
Med hjälp av sensorer, maskinseende och artificiell intelligens kan autonoma mobila robotar navigera i omgivningen på ett exakt sätt och helt oberoende av mänsklig styrning. Automatiserade styrda fordon är en utmärkt lösning för materialhantering i lager och distributionsanläggningar. De rör sig enligt förprogrammerade banor med mjukvaruprogrammering och användning av sensorer som LiDAR. Automatiserade styrda fordon är utformade för att hantera uppgifter som att flytta lastpallar eller ta bort skräp.
Samverkande roboter har funnits ett tag. Det är robotar som är utformade för att arbeta tillsammans med människor. De hanterar enkla och till och med farliga uppgifter för att frigöra tid för människor att utföra mer komplicerade arbetsuppgifter. Samverkande robotar är utformade med en rad sensorer för att upptäcka närvaron av människor eller hinder. Med hjälp av laserskannrar kommer de samverkande robotarna att sänka hastigheten i förutbestämda zoner för att garantera personalens säkerhet.
Artificiell intelligens (AI)
AI har tagit hela världen med storm och används för att optimera tillverkningsprocesser, förutse fel på utrustning och förbättra kvalitetskontrollen. Vi ser hur AI används för att programmera PLC:er och robotteknik, för att göra exakta prognoser för produktionsscheman smidigare, samt mycket mer.
Under de senaste åren har vi sett hur digital tvillingteknik har blivit alltmer populär på fabriksgolven. Digitala tvillingar ger tillverkare möjlighet att se en exakt kopia av hela fabriksgolvet i en simulerad miljö. Det ger tillverkare möjlighet att se hur ändringar i programmeringen påverkar den faktiska tillverkningen, vilket minskar tiden för konstruktionscykel och tester för att förbättra resultaten. Genom att lägga till AI kan man förbättra precisionen och realismen hos digitala tvillingar genom att använda maskinseende, maskininlärning och djupinlärning för att analysera data från sensorer, kameror och andra källor.
AI kan även generera realistiska 3D-modeller av fysiska objekt och miljöer med hjälp av Generativa motståndarnätverk (GAN) och andra tekniker. AI kan göra det möjligt för digitala tvillingar att köra simuleringar och scenarier för att optimera prestanda, effektivitet och hållbarhet. AI kan även göra det lättare för digitala tvillingar att lära sig av sina egna erfarenheter, anpassa sig till förändrade förhållanden och ge insikter och rekommendationer baserade på data och resultat från simuleringarna.
Internet of Things (IoT)
Uppkopplade enheter och sensorer möjliggör övervakning av tillverkningsprocesser i realtid, vilket underlättar förebyggande underhåll och förbättrar den totala effektiviteten. Spridningen av IoT har även drivit fram några av de mest innovativa sensorteknikerna på marknaden. IoT fortsätter att driva på sensorteknik och uppkopplingsmöjligheter för vad som i slutändan är en rikare slutprodukt.
Förebyggande underhåll har funnits länge, men under de senaste åren har det blivit en enorm ökning i behovet av att samla in information från varenda aspekt av den industriella tillverkningsprocessen. Varje steg under resan för en tillverkad produkt analyseras. Sensorer övervakar vibrationer, temperaturer, buller, luftfuktighet, etc. för att minska avfall och förluster genom att se till att tillverkningslinjen arbetar med maximal effektivitet.
System för tillståndsövervakning rapporterar när ett lager eller en motor börjar nå slutet av sin livslängd. Borta är de dagar då man skickade en tekniker till fabriksgolvet för att utföra schemalagt rutinunderhåll på en motor bara för att kalendern sade att det skulle ske.
Med möjligheten att övervaka varenda aspekt av sagda motors prestanda, vet vi nu exakt när den kommer att gå sönder och när vi ska göra beställningar för att byta ut den i förväg. Det innebär färre situationer med stillestånd och minskningar av linjeproduktionen, vilket minimerar förlusten i anläggningens produktionskapacitet.
Förhöjd verklighet (AR)
AR, en av de snabbast växande teknikerna för uppslukande miljöer, kan ge medarbetare information och instruktioner i realtid, för att förbättra produktiviteten och minska antalet fel. Förra året besökte jag en mässa där jag såg en elektriker använda AR för att diagnostisera ett problem i ett skåp och utföra reparationen. AR försåg elektrikern med en steg-för-steg-process och gjorde det möjligt för denne att få skåpet i drift igen på mycket kort tid.
Uppslukande teknik som virtuell verklighet (VR) kan användas på andra sätt, till exempel för att utbilda anställda i drift och underhåll av fabriken. Det bidrar till att tiden för att bygga kompetens och överföra en hög nivå av kunskaper, kännedom om fabriken och situationsmedvetenhet.
Tillämpning av kommande teknik: Exempel från den verkliga världen
I den nya säsongen av vår videoserie Morgondagens fabrik samarbetar DigiKey med tillverkare i världsklass som Siemens och Banner Engineering för att utforska de produkter och tekniker som formar fabriksgolvet idag och tar det in i framtiden.
Vi besökte Siemens på LIFT Technologies i Detroit, Michigan, där vi fick se förstahandsexempel på digital tvillingteknik som används för att effektivisera tillverkningsprocessen. Med simulering och analys i realtid kunde vi se hur den digitala omvandlingen av tillverkningsprocessen gör det möjligt för tillverkare att förbättra effektiviteten på nya sätt och därigenom öka produktionen och samtidigt minska mängden fel och avfall.
Vi besökte sedan Banner Engineerings huvudkontor i Minneapolis, Minnesota, där vi fick lära oss mer om utvecklingen av IIoT (Industrial Internet of Things) och den roll det spelar för kommunikationen på fabriksgolvet. På Banner Engineering kunde vi se hur möjliggörande av maskin-till-maskin-kommunikation förbättrar den totala effektiviteten och ökar livslängden på mekaniska tillgångar, för att skydda tillverkarnas investeringar. Banner Engineering fortsätter att skapa annorlunda lösningar med plug-and-play-design, vilket gör det ännu enklare för kunden än någonsin tidigare.
Framväxten av industriell automation
Under vårt utforskande av de tekniker som formar morgondagens automatiserade fabrik är det uppenbart att tillverkningslandskapet genomgår en enorm förändring. Industriell automation, som drivs av framsteg inom robotteknik, AI, IoT och AR, är på väg att omdefiniera hur produkter tillverkas. Även om det finns utmaningar som initiala investeringar och omställning av arbetstillfällen, gör de långsiktiga fördelarna, inklusive ökad effektivitet, förbättrad kvalitet och ökad flexibilitet, automation till ett övertygande val för tillverkare som vill behålla sin konkurrenskraft på den globala marknaden.
Som framgår av våra samarbeten med Siemens och Banner Engineering kännetecknas framtidens tillverkning av en konvergens mellan teknik och innovation. Digitala tvillingar och IIoT förändrar fabriksgolvet och gör det möjligt för tillverkare att optimera processer, minska kostnader och förbättra produktkvaliteten. Genom att ta till sig dessa tekniker kan företagen öppna upp för nya möjligheter, förbättra resultatet och positionera sig för hållbar tillväxt i den automatiserade fabrikens tidsålder.
På DigiKey förstår vi vikten av att ha rätt produkter tillgängliga för att möjliggöra teknik och innovation. Våra produkter är redo att levereras till hela världen. Vi gör det enkelt för våra kunder att göra affärer, vilket är viktigt för hela DigiKey-teamet.
Besök www.digikey.com/automation, för mer information om automation, resurser och produkter.
