رویکردی نو به تولید صنعتی محلی
Schneider Electric با شرکت استرالیایی Hyperion Systems که در حوزه تولید پیشرفته فعالیت می‌کند، همکاری کرده است تا فناوری‌های اتوماسیون صنعتی و کنترل را در TitanCell ادغام کند؛ پلتفرمی کانتینری برای چاپ سه‌بعدی که برای تولید قطعات جایگزین و ابزارهای تعمیر و نگهداری، در نزدیکی محل نیاز به آن‌ها طراحی شده است.
این همکاری به چالشی دیرینه برای فعالان صنعتی می‌پردازد: تأمین قطعات جایگزین در مناطق دورافتاده، جایی که زنجیره‌های تأمین متعارف ممکن است با چرخه‌های طولانی تأمین، حمل‌ونقل گران‌قیمت و پیچیدگی‌های لجستیکی همراه باشند. این همکاری با نزدیک‌کردن تجهیزات تولیدی به محل‌های عملیاتی، قصد دارد راهکاری جایگزین برای تولید محلی قطعات مناسب فراهم کند.
TitanCell چاپ سه‌بعدی را با اتوماسیون صنعتی ترکیب می‌کند
Hyperion Systems، TitanCell را برای پشتیبانی از چاپ سه‌بعدی در ابعاد بزرگ برای صنایعی از جمله معدن‌کاری، دفاع، صنایع دریایی و ساخت‌وساز توسعه داده است. طراحی کانتینری آن با هدف نزدیک‌کردن قابلیت‌های تولیدی به محیط‌های عملیاتی انجام شده است تا وابستگی انحصاری به تأسیسات تولید متمرکز کاهش یابد.
Schneider Electric برای پشتیبانی از کنترل و پایش فرایندهای تولیدی TitanCell، کنترل‌کننده‌های صنعتی، حسگرها، نرم‌افزار اتوماسیون و تخصص فنی خود را ارائه خواهد کرد.
از دیدگاه مهندسی، ترکیب تولید افزایشی و کنترل صنعتی برای تولید توزیع‌شده اهمیت ویژه‌ای دارد. تجهیزات چاپ باید پارامترهای فرایند را هماهنگ کنند، شرایط کاری را زیر نظر داشته باشند و توالی‌های تولیدی یکنواختی را حفظ کنند. اتوماسیون زیرساخت کنترلی لازم را برای مدیریت این فعالیت‌ها و ادغام آن‌ها در گردش‌کاری تکرارپذیر برای تولید فراهم می‌کند.
نقش اتوماسیون در پشتیبانی از تولید توزیع‌شده
به گفته دارن باتلر، معاون اتوماسیون صنعتی در Schneider Electric، هدف از این همکاری کمک به رفع دشواری‌های دسترسی به قطعات حیاتی و قابلیت‌های تولیدی است. او گفت فناوری‌های این شرکت به Hyperion امکان می‌دهد فرایندهای تولیدی خود را کنترل، پایش و مدیریت کند.
ارزش عملی این ترکیب فراتر از خود چاپگر است. کنترل‌کننده‌ها و حسگرها، بسته به پیکربندی نهایی سیستم، می‌توانند به توالی‌بندی تجهیزات، پایش وضعیت عملیاتی و نظارت بر متغیرهای مرتبط با فرایند کمک کنند. نرم‌افزار اتوماسیون نیز می‌تواند دید بهتری از فعالیت‌های تولیدی در اختیار اپراتورها قرار دهد.
برای تأسیسات دورافتاده، این موضوع اهمیت دارد؛ زیرا تولید محلی فقط زمانی سودمند است که تجهیزات بتوانند در محدوده‌های تعریف‌شده فرایند کار کنند و قطعاتی مطابق مشخصات موردنیاز تولید کنند. بنابراین، کیفیت معماری کنترل، جابه‌جایی مواد و اعتبارسنجی فرایند بر میزان اثربخشی TitanCell در پشتیبانی از عملیات تعمیر و نگهداری تأثیر می‌گذارد.
کاهش وابستگی به زنجیره‌های تأمین متعارف قطعات یدکی
Joshua Wigley، بنیان‌گذار و مدیرعامل Hyperion Systems، گفت TitanCell طوری طراحی شده است که توانمندی تولید را به عملیاتِ نیازمند آن، به‌ویژه در مناطق دورافتاده، نزدیک‌تر کند.
در معدن‌کاری و دیگر صنایع دورافتاده، در دسترس نبودن یک قطعه نسبتاً کوچک می‌تواند تعمیرات را به تأخیر بیندازد یا زمان ازکارافتادگی تجهیزات را افزایش دهد. اگر بتوان قطعه جایگزین مناسبی را در محل ساخت، تولید محلی می‌تواند وابستگی به حمل‌ونقل راه‌دور و زمان تأمین متعارف از سوی تأمین‌کنندگان را کاهش دهد.
بااین‌حال، تولید افزایشی جایگزینی همگانی برای قطعات یدکیِ موجود در انبار یا کانال‌های تأمین تثبیت‌شده نیست. مناسب‌بودن آن به هندسه قطعه، ویژگی‌های مواد، تلرانس‌های ابعادی، بارهای کاری و پیامدهای خرابی بستگی دارد.
برای مهندسان نگهداری، پرسش اصلی صرفاً این نیست که آیا می‌توان قطعه‌ای را چاپ کرد یا نه، بلکه این است که آیا قطعه نهایی می‌تواند الزامات فنی و ایمنی تجهیزات اصلی را برآورده کند یا نه. قطعات حیاتی ممکن است پیش از استفاده در محل کار همچنان به مواد تأییدشده، تأیید صلاحیت مهندسی، بازرسی و قابلیت ردیابی مستند نیاز داشته باشند.
پلیمرهای بازیافتی بُعدی از تولید چرخه‌ای می‌افزایند
Hyperion در کنار پلتفرم TitanCell، در حال توسعه فرایندهای تولید چرخه‌ای بر پایه مواد پلیمری بازیافتیِ منتخب است. این شرکت مواد مناسب را بازیابی، ترکیب و اعتبارسنجی می‌کند تا به‌عنوان خوراک تولید به کار روند و راهی فراهم شود تا پلاستیک‌های بازیافت‌پذیر به چرخه تولید صنعتی بازگردند.
این رویکرد می‌تواند بازیابی مواد زائد را به تولید قطعات در محل پیوند دهد. به‌جای آنکه پسماند پلیمریِ قابل‌استفاده صرفاً مشکلی برای دفع تلقی شود، اپراتورها می‌توانند ارزیابی کنند که آیا می‌توان آن را برای کاربردهای صنعتی جدید به ماده اولیه تبدیل کرد.
بااین‌حال، خوراک‌های بازیافتی به ارزیابی فنی دقیق نیاز دارند. تفاوت در ترکیب پلیمر، آلودگی، سابقه حرارتی و ویژگی‌های مواد می‌تواند بر چاپ‌پذیری و عملکرد قطعات نهایی تأثیر بگذارد. هنگام استفاده از پلیمرهای بازیافتی در قطعاتی که در شرایط کاری سخت قرار می‌گیرند، تأیید صلاحیت مواد و ثبات فرایند اهمیت خواهد داشت.
مزایای زیست‌محیطی و اقتصادی نیز به عواملی مانند نرخ بازیابی مواد، انرژی موردنیاز برای پردازش، الزامات حمل‌ونقل، قطعات چاپ‌شده مردود و عمر مفید قطعات تولیدشده بستگی خواهند داشت.
ملاحظات مهندسی پیش از استقرار در محل
اگرچه این همکاری مسیری برای پیوند خودکارسازی با تولید قابل‌استقرار فراهم می‌کند، چند پرسش عملی همچنان بی‌پاسخ مانده‌اند. شرکت‌ها ظرفیت تولید TitanCell، برنامه استقرار یا میزان صرفه‌جویی مورد انتظار در هزینه‌ها را اعلام نکرده‌اند.
پیش از به‌کارگیری یک پلتفرم تولیدی کانتینری، بهره‌برداران صنعتی باید چند حوزه را ارزیابی کنند:
- یکپارچه‌سازی سامانه کنترل: معماری کنترل‌گر، رابط‌های ارتباطی، سازگاری تجهیزات و یکپارچه‌سازی با سامانه‌های موجود کارخانه را بررسی و تأیید کنید.
- پایش فرایند: مشخص کنید کدام وضعیت‌های دستگاه، دماها، شرایط مواد و پارامترهای تولید پایش می‌شوند و با شرایط غیرعادی چگونه برخورد می‌شود.
- تأیید صلاحیت قطعات: روش‌های بازرسی، معیارهای پذیرش ابعادی، الزامات مواد و رویه‌های تأیید را برای هر گروه از قطعات موردنظر مشخص کنید.
- تناسب با محیط: دما، گردوغبار، لرزش، رطوبت، کیفیت برق و دیگر شرایط عملیاتی ویژه هر محل را ارزیابی کنید.
- نگهداری و پشتیبانی: رویه‌هایی برای سرویس تجهیزات، به‌روزرسانی نرم‌افزار، کالیبراسیون، مدیریت مواد مصرفی و پشتیبانی فنی تدوین کنید.
- اقتصاد تولید: هزینه کلی تولید محلی را با تأمین متعارف مقایسه کنید و آماده‌سازی مواد، نیروی کار، انرژی، تضمین کیفیت و میزان بهره‌برداری از تجهیزات را در نظر بگیرید.
این ملاحظات مشخص می‌کنند که آیا پلتفرم در شرایط واقعی بهره‌برداری مزایای عملی ارائه می‌دهد یا فقط در سناریوهای نمایشیِ کنترل‌شده.
این همکاری برای نگهداری صنعتی چه معنایی می‌تواند داشته باشد؟
همکاری اشنایدر الکتریک و هایپریون سیستمز بازتاب‌دهنده روندی گسترده‌تر در تولید صنعتی است: ترکیب خودکارسازی، تولید افزایشی و منابع موادِ مدیریت‌شده در محل برای پشتیبانی از تولید توزیع‌شده‌تر.
برای عملیات صنعتی دوردست، مزیت بالقوه، انعطاف‌پذیری بیشتر در تولید قطعات یدکی مناسب و ابزارهای نگهداری در نزدیکی محل استفاده است. مشارکت اشنایدر الکتریک بر فناوری‌های کنترل و پایش موردنیاز برای راه‌اندازی تجهیزات تولیدی متمرکز است، درحالی‌که هایپریون پلتفرم TitanCell و ابتکارهای خود در زمینه فرآوری مواد را ارائه می‌کند.
معیار بعدی موفقیت، شواهد عملیاتی خواهد بود. توان تولید، تکرارپذیری، تأیید صلاحیت مواد، نرخ پذیرش قطعات، دسترس‌پذیری تجهیزات و کاهش واقعی زمان تأمین قطعات یدکی، تصویر روشن‌تری از ارزش این پلتفرم ارائه خواهند داد.
تولید بومی‌سازی‌شده زمانی بیشترین اثربخشی را دارد که مکمل راهبردهای تثبیت‌شده نگهداری و موجودی باشد و هر بخش با توجه به الزامات فنی و میزان ریسک آن ارزیابی شود. این همکاری چارچوبی برای چنین رویکردی ایجاد می‌کند، اما تأثیر آن در نهایت به نتایج استقرار و طیف قطعاتی بستگی دارد که می‌توان با استانداردهای موردنیاز تولید کرد.
