A negyedik ipari forradalommal megjelenő digitalizáció gyökeresen forgatta fel a vállalatok életét. A szolgáltatószektorban ugyanúgy megjelentek a digitalizációs megoldások, mint a termelővállalatoknál, ugyanakkor az Ipar 4.0 hozadékának leglátványosabb eredményeit leginkább a gyártástámogatás területén kell keresnünk.

Míg az ember megmaradt továbbra is fő döntéshozó és szervező feladatköreiben, egyre több vállalatnál alkalmaznak gépesített, robotos megoldásokat is gyártásának támogatására. Sokat hallunk arról, hogy a gépek elveszik, vagy elvehetik majd a munkánkat, de az átalakulás pozitív hozadékaira is érdemes lenne odafigyelnünk. Míg emberi munkaerővel kisebb volumenű termelés folytatható, addig a robotos kiszolgálással jelentősen megugrott a hatékonyság. És ez csak egy a számos előny közül.

A robotok helyett azonban most tekintsük át azokat a digitális eszközöket, amelyek a gyártás és annak előkészítő folyamataiban vesznek részt! Azokat a láncszemeket, amelyek nélkül ma már aligha tudjuk elképzelni a termékek létrejöttét.

Ötletből terv, tervből valóság

A tervezési és fejlesztési folyamat alapjaiban újult meg a CAD rendszerek megjelenésével. Kezdetben a rajzkészítés, majd a modellépítés vált jellemzővé, ezt napjainkban már számos eszköz egészíti ki (szimulációk, mechanikai méretező modulok, összeállítás elemzés). A terméktervezésben egyre fontosabbá vált a költségek leszorítása mellett az egyediségre törekvés és a XXI. Század kihívása a tömeges testreszabás lett. Vagyis mindenki egyedi terméket vár el alacsony áron.

A CAD rendszerek a gyors és rugalmas változtatás lehetőségét kínálják, ami a fenti feltételek mellett elengedhetetlen. Ráadásul a tervezést segítő modulok a termékek kialakításában is támogatják a tervezőket. Mechanikai ellenőrzéseket végezhetnek a kész, vagy félkész modellekkel. Az ütközésvizsgálatok jó szolgálatot tesznek az összeállítások ellenőrzése során, míg az anyag kiválasztásával a termék egyéb tulajdonságai is meghatározhatók (tömeg, dinamikai jellemzők, stb.)

A számítógéppel támogatott tervezés mellett megjelent a számítógéppel támogatott gyártás (CAM) fogalma is. Ezzel pedig kezdetét vette a gyártástervezés új korszaka is a terméktervezés reformja után. A CAM rendszerekkel tulajdonképpen a virtuális modellen végezhetjük el a pályagenerálást, így nincs szükség manuális NC kódolásra. Emellett a forgácsolási paramétereket is megválaszthatjuk a virtuális térben. Ezzel a gyártástervezési idő jelentősen rövidül és már az első megmunkálás is biztonságosan kivitelezhetővé válik. Ez utóbbi pedig egyáltalán nem elhanyagolható, hiszen egy hibás szerszámpálya következtében nemcsak a szerszám törhet el, hanem a gép szerkezetileg is károsodhat. Ennek pedig igen magas javítási költségei lehetnek.

Természetesen ahhoz, hogy a papírra vetett ötletből kézzelfogható termék születhessen, rengeteg további feladatot kell elvégeznie a tervezőknek. Így vessünk egy pillantást az ellenőrzés és a termékvizsgálat lépéseire is.

Vizsgálat és ellenőrzés

A termékek vizsgálata a digitalizációval már a képernyőn megkezdődhet. Míg az 1900-as évek végén a gyors prototípusgyártás kezdte gyorsítani a fejlesztést, a 2000-es években már szimulációk segítségével ellenőrizhetők a darabok. A kész modelleket számos, áramlástani, dinamikai és egyéb viselkedési tesztnek vetik alá. Ezek nem helyettesítik a kész gyártmány végső ellenőrzését, de a fejlesztési fázisban sokat segítenek. Hiszen az alapvető konstrukciós hibák kijelölhetők, a fejlesztési irányvonalak meghatározhatók, valamint a funkciónak való megfelelés is ellenőrizhető.

A szimulációknak köszönhetően a gyártott prototípusok száma is lecsökken. Ugyanis egyre kevesebb fizikai vizsgálatra van szükség. Ugyanakkor a szimulációk által szolgáltatott adatok elemzése és megfelelő kezelése is szaktudást igényel. Erre természetesen a fizikai tesztek értékelése során is szükség van, de a vizsgálatok számának emelkedésével az adatkezelés további kérdéseket vethet fel.

A prototípusgyártás persze napjainkban is a termékfejlesztés része. A műanyagból vagy fémből nyomtatott termékek fizikai tesztjei értékes információkat szolgáltatnak a formáról, a beépíthetőségről és az áramlástechnikai tulajdonságokról. Ráadásul a 3D fémnyomtatás térnyerésével a felhasználásra kerülő munkadarabok additív gyártása is egyre gyakoribb. Ezesetben pedig a termékvariánsok gyártása sokkal egyszerűbb, mint a programíráshoz vagy szerszámgyártáshoz kötött hagyományos sorozatgyártás. A költségterhek azonban jelentősen magasabbak még egy ilyen gyártástechnológiánál.

PDM, tervrajzkövetés

A vállalaton belüli kommunikációt is utolérte a digitalizáció. A kommunikáció reformjának köszönhetően a kapcsolattartás az irodák és a műhely között jelentősen egyszerűsödött, közvetlenebbé vált. A vállalati dokumentumkezelő rendszerek pedig abban segíthetnek, hogy ez a kommunikáció tökéletesen átlátható legyen. Az aktuális tervek, rajzok, modellek, összeállítások és technológiai információk a jogosultság szerint kereshetők – így mindenki a számára releváns adatokhoz férhet hozzá. Emellett a PDM rendszerek a szerkesztési lehetőségeket is korlátozhatják, így elkerülhető, hogy jogosulatlan személyek szerkesszék a termékrajzokat.

Képernyőről a kézbe: digitális gyártás

Néhány lépés, és eljutunk a digitális termelésig. A virtuális gyárban végigkövetett termék a valóságban is megszületik, a felügyeletet ellátó személyek pedig gyakorlatilag helyszíntől függetlenül rálátnak a termelés állapotára. A mobil eszközök terjedése lehetőséget ad arra, hogy a termelésfelügyelet többé ne helyhez kötött tevékenység legyen. Emellett a digitalizálódás rugalmasságot is kölcsönöz a rendszernek, hiszen beavatkozási lehetőségeket is kínál.

A digitális gyárat nem a virtuális térben kell ugyanakkor elképzelnünk. A digitális ikrek lehetőséget adnak a teljeskörű szimulációra és felügyeletre, valamint a tervezésre. Ugyanakkor a valós termékek születése valódi gépeken zajlik, többnyire emberi döntéshozatalok után. Ez persze nem jelenti azt, hogy a digitális világ nem egészíti ki ezt – így bizonyos automatizált folyamatokban a döntéshozatal is történhet előre meghatározott normák és stratégiák szerint. A gyártástámogatásban is nagy szerepe van az ilyen párhuzamos, virtuális modelleknek: előre tervezett folyamatok szimulálhatók, így a termelésbe már csak az kerül bevezetésre, ami a képernyőn is jól szerepelt.

Ez képezi a jövő gyárának alapját.

A jövő gyára

A jövő gyárában, a smart factory-ban a digitalizáció, a humán munkaerő és az automatizált termelőeszközök tökéletes egyensúlyban működnek együtt. A robotok és a szerszámgépek ellátják a munka oroszlánrészét, míg az emberek felügyeleti és döntéshozatali jogokkal bírnak. Vállvetve dolgoznak együtt, kiegészítve egymást.

Gyártástámogatás minden szinten

A digitalizálódás tehát számos téren támogatja a gyártást, átláthatóbbá és követhetőbbé téve azt. A fejlett termelőüzemekben pedig hatékonyabb munka folyik, amely végső soron több profitot termel és magasabb szinten elégíti ki az ügyfelek és vásárlók igényeit is. Egy szó, mint száz, a digitalizáció határozottan jót tett a termelésnek és számíthatunk rá, hogy a jövőben további eszközökkel bővül majd a digitális portfólió.