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通過工匠技藝的“可視化”,在制造現(xiàn)場掀起革命


歐姆龍?zhí)魬?zhàn)模具制作的IoT化



近年來,隨著少子化老齡化問題越來越嚴重,確保勞動力和技術力已經(jīng)成為整個制造業(yè)面臨的課題。特別是熟練工技術的傳承,成為影響生產(chǎn)力和質量的緊要課題。

在此背景下,歐姆龍啟動了在自有工廠的模具制造部門將 “工匠技藝”IoT化的項目。


從依賴個人的生產(chǎn)向運用數(shù)字技術的生產(chǎn)轉型

歐姆龍之前采取了各種利用數(shù)字技術提高生產(chǎn)效率的措施,包括自動化設計、通過越來越先進的計算機有效利用3D數(shù)據(jù)等。這次在歐姆龍草津工廠啟動的則是“模具制作IoT化項目”。

“現(xiàn)今的制造業(yè)面臨各種各樣的課題,其中一個是缺少熟練工。要通過技術解決這個課題需要攻克多道難關。我們決定首先從內部的模具制造部門開始改變?!?

說這番話的是模具制造部門的高木一則。制作模具要使用被稱為“加工中心”的金屬切削機床,而要操作這種設備,項目組成員山崎雄司長期積累的技術、經(jīng)驗以及直覺不可或缺。

此次項目的目的是,將之前必須仰仗熟練技術工的依賴個人的生產(chǎn)向有效利用數(shù)字技術的智能生產(chǎn)轉型。


與自動化中心合作將阻力數(shù)字化

高木回憶當時的情況:“最艱難的是,怎樣將加工中心運行時產(chǎn)生的切削阻力數(shù)字化?!?

山崎接著說道:“剛開始我們打算根據(jù)切削時的電流變化將切削阻力數(shù)字化,但無法檢測到細微的變化。為此,我們和自動化中心擔任控制系統(tǒng)工程師的技術人員一起反復嘗試并總結經(jīng)驗,最后想到使用自動化中心研發(fā)的‘預兆監(jiān)控系統(tǒng)’。我們有效利用該系統(tǒng)將振動數(shù)據(jù)轉化成聲音的算法,找到了解決問題的辦法?!?

項目組根據(jù)山崎的經(jīng)驗,將振動數(shù)據(jù)轉換成聲音,并根據(jù)聲音將切削加工狀態(tài)定義為“好的狀態(tài)”和“不好的狀態(tài)”,還與自動化中心合作,按各種工具和模具的金屬材料設定控制條件,力圖使“好的狀態(tài)”下的切削速度達到完美。


主導項目的山崎雄司(左)和高木一則(右)



通過“傳感&控制”創(chuàng)造新價值

自動化中心的竹下勝治在談到此次項目時表示:“簡單來說,裝在加工中心機床刀架上的工具數(shù)不勝數(shù),產(chǎn)品也是一件一個樣。為了了解能夠獲取什么類型的數(shù)據(jù),我們在不斷試錯中積累經(jīng)驗。但我們的目標并不僅僅是通過傳感獲得阻力值并將其數(shù)字化。我們要在檢測阻力值的基礎上,通過PLC(可編程控制器)控制加工中心的切削速度。我堅信將將傳感與控制結合起來能夠讓項目取得成功?!?

最終,項目組成功地將加工阻力可視化,根據(jù)數(shù)據(jù)通過PLC控制加工中心的速度,取得了加工時間減少40%、工具磨損減少20%這樣一個超乎預期的結果。包含測試在內,加工中心已經(jīng)運行了一年多的時間,沒有出現(xiàn)任何故障。無論作業(yè)人員的技術如何,都能進行高品質地加工。

模具制造部門與自動化中心的努力終于得到了回報,將山崎掌握的“工匠技藝”變成了資產(chǎn)。




圍繞IoT與客戶共創(chuàng)價值,為解決課題做出貢獻

竹下繼續(xù)說道:“IoT并不僅僅是取得數(shù)據(jù)就結束了。像這次這樣,有效利用數(shù)據(jù)并加以控制才能產(chǎn)生價值??梢赃@樣說,正是因為歐姆龍的產(chǎn)品線覆蓋了包括PLC在內的所有控制設備,項目才能得以開展?!?

歐姆龍將這樣通過IoT有效利用制造現(xiàn)場數(shù)據(jù)的服務定義為“i-BELT”,并且已經(jīng)開始向客戶推廣這項服務。

“‘i-BELT’通過與客戶共創(chuàng)的方式,以IoT為中心獲取數(shù)據(jù)并加以分析,提供解決方案,然后對現(xiàn)場進行革新。當然,現(xiàn)場每天都在發(fā)展,我們無法做到一勞永逸,不斷地與客戶溝通,持續(xù)革新至關重要。”




此次的“模具IoT化項目”僅僅是諸多項目中的一個案例,“i-BELT”還蘊含著將過去未能有效利用的所有現(xiàn)場數(shù)據(jù)轉化為“保障生產(chǎn)和質量的新價值”的可能性。
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