Ova takozvana četvrta industrijska revolucija, ili industrija 4.0, radikalno preoblikuje proizvodnju u različitim tehnologijama
Pristup temeljen na podacima Industrije 4.0 nastavit će preoblikovati krajolik oblikovanja u sljedećim godinama. Ljubaznošću Arburga
Kako se injekcijske kalupe suočavaju sa sve većim zahtjevima za poboljšanjem propusnosti, kvalitete dijelova i estetike, pristup temeljen na podacima Industrije 4.0 nastavit će preoblikovati krajolik oblikovanja u sljedećim godinama.
Digitalna ili pametna proizvodnja temelji se na prikupljanju podataka iz više izvora opreme i procesa kako bi se odredila – i optimizirala – izvedba proizvodnje. Ova takozvana četvrta industrijska revolucija, ili industrija 4.0, radikalno preoblikuje proizvodnju u različitim tehnologijama.
Osnove industrije 4.0
Podaci o injekcijskom prešanju prikupljaju se sa strojeva za injekcijsko prešanje (IMM) i pomoćne opreme. Nadzor u stvarnom vremenu sa strateški postavljenim senzorima i uređajima Interneta stvari (IoT) prikuplja mnoštvo podataka o performansama procesa i materijala.
Ti senzori mjere niz ključnih parametara procesa, uključujući temperaturu kalupa, tlak ubrizgavanja, vrijeme ciklusa, potrošnju energije po ciklusu, potrošnju materijala, iskorištenost stroja, vrijeme zastoja i njegove uzroke, stope kvarova i još mnogo toga.
Ovaj pristup temeljen na podacima pomaže kalupnicima da optimiziraju operativne troškove i upravljaju resursima kako bi smanjili otpad.
Uz sve prednosti koje nudi tehnologija Industrije 4.0, pametne tvornice i operacije pametnog oblikovanja pojavljuju se kao val budućnosti. Zapravo, prema Deloitteu, 83 % proizvođača vjeruje da će pametne tvornice promijeniti način na koji se proizvodi proizvodi u pet godina.
Industrija 4.0 u svojoj punoj implementaciji znači potpuno digitalan, integriran proces od unosa narudžbe do zakazivanja, oblikovanja, kontrole kvalitete, montaže, pakiranja i otpreme. Iako su mnogi procesori usvojili različite elemente ove tehnologije, malo ih je još uspostavilo potpuno digitalni proces.
Međutim, kontinuirani nedostatak kvalificirane radne snage i naknadna potraga za automatizacijom više procesa potiču usvajanje. U nadolazećim godinama očekuje se i sveobuhvatnija integracija rasporeda i preventivnog održavanja.
Oprema koju morate imati
Dugogodišnji IMM dobavljači kao što su Arburg, Engel, LS Mtron i Wittmann uspostavili su digitalne proizvodne strategije i pakete, nudeći potpuno integrirana rješenja. Velik dio ove tehnologije prikazan je na NPE 2024 u Orlandu, a slučajevi upotrebe u sljedećih pet godina bit će znakoviti.
Potpuno integrirane radne ćelije za injekcijsko prešanje omogućuju IMM-ovima i pomoćnoj opremi besprijekornu komunikaciju, dajući operaterima neviđen uvid u parametre procesa u stvarnom vremenu.
Arburg
Arburg je razvio Arburg glavni računalni sustav (ALS), sustav za izvođenje proizvodnje posebno za proizvodnju plastičnih dijelova i komponenti. ALS je središnji element u kojem se cjelokupna proizvodnja plastičnih dijelova može digitalno planirati i kontrolirati, a sve relevantne informacije mogu pratiti. Postrojenje za injekcijsko prešanje koje radi na 20 IMM-ova može uštedjeti približno 1,500 sati radnog vremena i 500 sati stroja godišnje koristeći ALS, kaže Arburg. Softver ALS također može raditi s dolaznim signalima s dodatnih senzora, kao što su optičke inspekcijske komponente sustava za kontrolu kvalitete.
LS Mtron
U međuvremenu, paket pametnih rješenja CSI 4.0 tvrtke LS Mtron integrira i kontrolira proizvodnju, opremu, podatke i usluge u nekoliko faza: početno prikupljanje podataka, pretvaranje podataka u smislene informacije i obrada velikih podataka. Također koristi umjetnu inteligenciju za optimizaciju procesa oblikovanja i kvalitete proizvoda. LS Mtron’s Smart Production Suite daje kalupnicima najnovije mogućnosti Industrije 4.0, uključujući mobilni pristup 24/7, optimizaciju proizvodnje u stvarnom vremenu, pametno prepoznavanje kalupa s RFID procjenom i primjenu podataka o kalupu putem QR koda.
Wittmann
Wittmannov paket Industry 4.0 uključuje mogućnosti prikupljanja podataka poput kontrolera vrućeg razdjelnika za sustav vrućih kanala, koji može odmah reći operateru je li zona izvan – i u konačnici je veća vrijednost od jeftinije, samostojeće jedinice za kontrolu temperature (TCU) koja ne slijedi protokole Industrije 4.0.
Patentirani modem ključan je za upravljanje Wittmannovom opremom, koja služi kao središnje komunikacijsko čvorište za sve periferne uređaje tvrtke do primarnog IMM-a. Svaki uređaj može se autentificirati i automatski upravljati vezom IP uređaja.
Uz povezivost Industrije 4.0, procesori izbjegavaju pretraživanje svog proizvodnog pogona za svaku promjenu opreme za različite dijelove i postavke kalupa ili ako se uređaj mora zamijeniti radi održavanja. Wittmannov IMM kontroler pokazuje korisnicima popis kako izgleda određeni “recept” za postavljanje kalupa i koji su uređaji priključeni. Korisnik može isključiti uređaje koji se ne koriste u toj postavci i zamijeniti ispravne uređaje. Nakon što je uređaj autentificiran, korisnik učitava podatke o postavljanju, uključujući zadane vrijednosti TCU-a, recept blendera, postavke sušilice i program robota za oblikovani dio.
Kako se oprema i kontroleri Industrije 4.0 razvijaju, postaju jednostavniji za rukovanje i intuitivniji. Pojednostavljivanjem složenih podataka i procesa u povratne informacije u stvarnom vremenu i djelotvorne uvide. Ova tehnologija omogućuje operaterima da se istaknu u svojim ulogama – značajna prednost u zadržavanju proizvodnih talenata.
Protokoli Euromapa
Osnovan 1964. godine, Euromap je krovna organizacija za europsku industriju strojeva za plastiku i gumu, za koju organizacija kaže da čini oko 40 posto svjetske proizvodnje i 50 posto obujma izvoza.
Euromap objavljuje protokole Industrije 4.0 koje proizvođači originalne opreme IMM-ova i pomoćne opreme mogu slijediti kako bi se dogovorili o signalima i prijenosu podataka u integraciji 4.0. Takvi protokoli uključuju Euromap 82.1 za uređaje za kontrolu temperature, Euromap 82.2 za uređaje s vrućim kanalima i Euromap 82.3 za sustave za doziranje tekuće silikonske gume.
Ovi protokoli opisuju sučelje između IMM-ova i uređaja koji podržavaju Industriju 4.0 za razmjenu podataka. Proizvođači opreme, obaviješteni tim protokolima, proizvode novi hardver i softver u skladu s tim smjernicama.
Pogodnosti i usluge
Pravilnim prikupljanjem i analizom podataka, procesori mogu značajno poboljšati različite pokazatelje performansi injekcijskog prešanja.
Na primjer, dr. Miguel Garzon kaže da klijenti PM Tec Engineering iz Bogote u Kolumbiji koriste KERN IoP senzore, sustave za akviziciju, analizu i upravljanje podacima kako bi doživjeli smanjenje vremena ciklusa između 10 % i 30 % i manju potrošnju energije od 7 % do 25 %.
Nadalje, korisnici KERN IoP-a povećali su ukupnu učinkovitost opreme (OEE) za 5% do 20% na temelju smanjenja vremena pokretanja stroja do 30% i smanjenja stope otpada od 10-20% (i do 35% u ko-injektiranju).
Implementacija KERN IoP sustava izravno se pretvorila u smanjenje troškova za kupce, koji su u prosjeku doživjeli povrat ulaganja u jednoj do dvije godine, kaže Garzon.
Također, iskorištavanje prednosti Industrije 4.0 za injekcijsko prešanje ne zahtijeva uvijek neulaganje kojim se ne može upravljati.
Garzon kaže da KERN IoP prilagođava svoja rješenja zemljama Latinske Amerike kako bi bila isplativa i jednostavna za integraciju s postojećim sustavima. “Iskorištavanje pristupačnih i skalabilnih tehnologija Industrije 4.0 omogućuje latinoameričkim proizvođačima da povećaju svoju konkurentnost bez potrebe za značajnim početnim ulaganjima.”
U istraživanju iz studenog 2023., Arburg je otkrio da je 96 % korisnika vrlo zadovoljno ili zadovoljno ALS-om, posebno zbog transparentnosti, poboljšane kvalitete podataka i smanjenog zastoja stroja. Ispitanici su u prosjeku povećali OEE i ukupnu učinkovitost postrojenja za više od 26 %.
Održivost i industrija 4.0
Održivost je postala kritična briga za industriju injekcijskog prešanja plastike. Tehnologija Industrije 4.0 može pomoći u smanjenju utjecaja na okoliš i promicanju praksi kružnog gospodarstva, posebno upotrebe recikliranih smola (PCR).
PCR smole mogu biti izazovne za optimizaciju procesa zbog varijacija u materijalima. Preciznim praćenjem svake faze procesa injekcijskog prešanja – posebno ponašanja materijala u kalupu – proizvođači mogu pouzdano koristiti više PCR-a u svojim proizvodima.
“Korištenjem podataka u stvarnom vremenu sa senzora i IoT uređaja, proizvođači mogu osigurati da se svojstva PCR smola, kao što su viskoznost i toplinska stabilnost, dosljedno održavaju u optimalnim rasponima”, savjetuje Garzon. “Ova razina kontrole ključna je za održavanje kvalitete i performansi proizvoda pri korištenju recikliranih materijala, koji često pokazuju veću varijabilnost u usporedbi s djevičanskim smolama.”
Uključivanje umjetne inteligencije
Kako se podaci prikupljaju i pohranjuju, njihova analiza radi optimizacije njihove korisnosti postaje sve kritičnija. Uđite u umjetnu inteligenciju i strojno učenje kako bi sve imalo smisla i radilo bolje – čak i pomažući IMM-ovima da sami donose “odluke” u vezi s prilagodbama procesa.
Arburg pomaže i usmjerava operatere u svakodnevnom oblikovanju sa svojim chatbotom “pitajte ARBURG”. Chatbot sadrži sveobuhvatno znanje o injekcijskom prešanju kojem je lako pristupiti i odgovara na specifična pitanja o strojevima i procesima; Također identificira i ispravlja uzroke kvarova.
U KERN IoP-u, “naši algoritmi za analizu podataka i strojno učenje mogu identificirati obrasce i predvidjeti ishode na temelju povijesnih podataka”, napominje Garzon. “Ova mogućnost omogućuje proizvođačima dinamičku prilagodbu parametara obrade, optimizirajući upotrebu PCR smola i smanjujući otpad materijala.”
Prediktivno održavanje još je jedan ključni način na koji strojno učenje igra ulogu u injekcijskom prešanju vođenom industrijom 4.0. Senzori ugrađeni u opremu za oblikovanje prikupljaju podatke o performansama koji se analiziraju kako bi se predvidjeli i spriječili kvarovi. Razvijanjem proaktivnih rasporeda održavanja temeljenih na podacima, kalupi smanjuju zastoje strojeva i troškove održavanja, a istovremeno produljuju vijek trajanja opreme.
