W świecie produkcji przemysłowej komputery zawsze odgrywały kluczową rolę w procesie przenoszenia pomysłów do rzeczywistości. W wielu branżach wykorzystuje się fakt, że produkcja wspomagana komputerowo (CAM) znacznie skraca czas tworzenia prototypów i nie wymaga przezbrajania linii produkcyjnej.
Oprogramowanie CAM odgrywa coraz szerszą rolę we wszystkich operacjach zakładu produkcyjnego, w tym w planowaniu, zarządzaniu, transporcie i magazynowaniu. Rozwój technologii, Internet rzeczy (IoT), przechwytywanie rzeczywistości, sztuczna inteligencja (AI), przetwarzanie w chmurze… Wszystko to pozwala na tworzenie zupełnie nowej koncepcji produkcji wspomaganej komputerowo, znanej jako Przemysł 4.0 lub czwarta rewolucja przemysłowa.
Największa różnica dotyczy postawienia nacisku na wartości niematerialne oraz koncentrowaniu się na cyfrowej produkcji. Przemysł 4.0 polega na łączeniu maszyn, procesów i systemów, aby umożliwić tworzenie inteligentnych sieci, które autonomicznie kontrolują się nawzajem.
Produkcja wspomagana komputerowo korzysta na tego rodzaju inteligentnym rozwoju systemów, zapewniając wyższą jakość w bardziej efektywny sposób. Jednak samo oprogramowanie CAM odgrywa dużą rolę jako część szerszego, zintegrowanego procesu dostarczania produktów i usług. Potrzebne będzie wprowadzenie nowych zasad projektowania oraz wprowadzenia nowych technologii.
Obecnie sieci i procesy są ograniczone do jednej fabryki. W Przemyśle 4.0 te granice poszczególnych fabryk najprawdopodobniej już nie będą istniały. Produkcja wspomagana komputerowo będzie coraz bardziej połączona w sieć. Spowoduje to ogromny wzrost złożoności produkcji i sieci dostawców.
Sukces firmy produkcyjnej mierzy się najczęściej jakością wykonanego produktu w stosunku do poniesionych kosztów. Dlatego wszystkie fabryki dążą do optymalizacji wydajności. Biorąc pod uwagę rozwój programów CAM, w przyszłości zostaną wprowadzone bardziej złożone czynniki, takie jak monitorowanie i diagnostyka usterek. Systemy będą samoczynnie diagnozować i przewidywać, zapewniając lepszy wgląd w stan procesu oraz dostarczając samonaprawiające się i elastyczne rozwiązania.
Kluczowe technologie przyszłości wykorzystywane w produkcji wspomaganej komputerowo
Internet rzeczy (IoT) to sposób łączenia fizycznych rzeczy, takich jak czujniki, z Internetem, za pomocą połączeń stacjonarnych lub mobilnych. Systemy oparte o Internet-of-Things mogą gromadzić dane produkcyjne w sposób przejrzysty, kompleksowy i interaktywny, umożliwiając wgląd w czasie rzeczywistym w zasoby i wyposażenie oraz jakość procesów.
Wykorzystując szeroką gamę danych dostępnych z licznych źródeł, organizacje mogą optymalizować procesy produkcyjne, zredukować przestoje i reagować na zmiany na rynku. IoT umożliwia automatyzację jak nigdy dotąd, dzięki maszynom podejmującym decyzje na podstawie danych w czasie rzeczywistym. Produkcja wspomagana komputerowo będzie teraz powiązana nie tylko z funkcjami projektowymi, ale także z danymi dotyczącymi wydajności, popytu i doświadczeń klientów.
Laserowe skanery 3D, za pomocą specjalnych czujników, potrafią szybko przenieść rzeczywiste dane obiektów do świata wirtualnego. Szczegółowe dane magazynowane w chmurze, umożliwiają natomiast dokładne projektowanie, symulację, monitorowanie i optymalizację produkcji oraz sprawne serwisowanie.
Coraz dokładniejsze skanowanie obiektów, mające na celu uzyskanie informacji na temat jakości produkcji, ułatwia korzystanie z systemów CAM do celów prefabrykacji w projektach budowlanych.
Rozwój technologii druku 3D, w procesie którego część jest budowana, a nie wycinana z materiału, pozwala na dowolne zlokalizowanie zakładu produkcyjnego. Co więcej, posiadając odpowiedni sprzęt, klient na podstawie udzielonego przez producenta “cyfrowego prawa do produkcji”, może wytworzyć gotowy produkt w dowolnym miejscu na świecie.
Cyfrowe metody produkcji i przetwarzania danych, sprzyjają powstawaniu produktów modułowych, zbudowanych ze znormalizowanych komponentów, które można łączyć na różne sposoby, aby pełniły szereg funkcji.
Chmura danych, w przyszłości, będzie stanowić podstawę produkcji wspomaganej komputerowo, umożliwiając przekazywanie danych w skali globalnej. Przenosząc dane z serwerów lokalnych do baz danych w chmurze, dostęp do nich staje się możliwy z dowolnego miejsca na świecie i dla wskazanych konkretnie użytkowników.
Na rozwój cyfrowych fabryk pozytywnie wpływa również komunikacja 5G, która pozwala na łączenia milionów czujników IoT i punktów danych. Technologia ta zapewnia bardzo niskie opóźnienia, wysoką przepustowość i niezawodną komunikację.
Ostatecznym celem w ramach Przemysłu 4.0, jest stworzenie systemów zdolnych do samodzielnego myślenia i uczenia się. Sztuczna inteligencja będzie w stanie zweryfikować co zostało zrobione, wychwycić problemy, ustalić priorytety produkcji i wprowadzić udoskonalenia. Od dziesięcioleci w fabrykach robią to ludzie.
Wkrótce maszyny będą miały możliwość zwiększenia tych umiejętności. Dzięki sztucznej inteligencji algorytmy stają się coraz lepsze. W miarę gromadzenia większej ilości danych uczenie staje się szybsze, a wyniki produkcji lepsze, czy to w zakresie projektu, dostępności, niezawodności i kosztów.
Jesteśmy w trakcie Rewolucji Przemysłowej 4.0, a jej kluczowym elementem jest produkcja wspomagana komputerowo, która zapewnia płynne połączenie między światem rzeczywistym, a jego cyfrowym odpowiednikiem. W tym kierunku zmierzają zarówno modele biznesowe, systemy produkcyjne, maszyny, operatorzy, produkty i usługi.
Warto wziąć sobie do serca słowa Billa Gatesa: „Zawsze przeceniamy zmianę, która nastąpi w ciągu najbliższych dwóch lat, a nie doceniamy zmiany, która nastąpi w ciągu najbliższych dziesięciu.” Nie daj się zaskoczyć.
