Трите най-големите пречки пред използването на повече индустриални роботи в малките и средни производствени фирми са високата първоначална инвестиция, по-малката гъвкавост спрямо човешкия труд и липсата на хора с умения да програмират роботи. През изминалата 2022 година завършихме три проекта за роботизирано палетизиране, с които намерихме креативни и достъпни решения на тези проблеми. 

Палетизирането в малките и средни предприятия има нужда от комбинация от гъвкавост и добра цена

Почти всяка една производствена фирма в края на производствения процес трябва да подготви пакетираните продукти за транспорт като ги нареди на палет. Палетизират се най-различни продукти, но най-често срещаните опаковки са торби, кутии, стекове, кофи и бутилки. Този процес не добавя стойност върху крайния продукт, но може да се окаже тясно място за производството, защото обемите обикновено са големи, а работата е скучна и тежка. Фирмите все по-трудно намират служители за тази дейност.

Добрата новина е, че скучните, повтарящи се и тежки задачи като палетизирането са много подходящи за роботизиране. Предизвикателството в този тип проекти е да се постигне едновременно много добра цена, което предполага и добра възвращаемост, с възможност за гъвкаво и лесно управление и пренастройка на робота. Проблемът е, че обикновено добрата цена предполага просто решение. Докато гъвкавостта и лесното управление са свързани с усложняване на решението и съответно по-висока цена.

Нашето решението е комбинация от правилно оразмерени и надеждни роботи, мултифункционални Siviko хващачи и лесен за употреба софтуер за палетизиране, чрез който клиентите ни могат да управляват робота без специализирани познания по програмиране. Това ни позволява да постигнем максимално добра възвращаемост. По този начин роботизираното палетизиране става рентабилно и достъпно дори в производства, които произвеждат малки серии от разнообразни продукти. В следващите три проекта ще разкажем подробно за този подход с конкретни примери.

Проект №1: Палетизиране на кутии с робот с 35 kg товароносимост

Задачата в този проект беше да палетизираме над 10 вида кутии с различни размери и тегло до максимум 13 kg. Освен това, част от кутиите са с дисплейни отвори и затворени с капак. Това ги прави много нестабилни и трудни за палетизиране. Водещ фактор в този проект беше липсата на пространство във фабриката и ограничения бюджет.

Първата стъпка в решаването на този проблем беше избора на индустриален робот модел FANUC M-20iD/35. Това е компактен, бърз и достъпен като цена робот, но рядко се използва за палетизиране, защото има товароносимост от само 35 kg, в които трябва да се включи и теглото на хващача. Интеграцията на по-голям и съответно по-скъп робот е по-лесна, защото той предлага по-голяма товароносимост и по-голям обхват и има повече място за грешки. За този проект FANUC M-20iD/35 е оптимален избор заради цената и размера си.

Хващачът и управлението на системата са от огромно значение за постигане на достъпно роботизирано палетизиране

За да се справим с ограниченията, наложени от товароносимостта на робота, проектирахме специален олекотен хващач Siviko PBXG. Той захваща кутиите от долу и отстрани и ги придържа от горната част. Това позволява бързото транспортиране на кутиите, въпреки тяхната нестабилност. Освен това, хващачът е проектиран по такъв начин, че да може да работи и с десетте вида кутии без да има нужда от пренастройване.

Управлението на робота е максимално опростено и бюджетно. Програмите на робота се избират от пулта за управление на робота от падащо меню. По този начин, робота може да се управлява от хора без специална квалификация. Освен това, потребителят може самостоятелно да прави дребни промени по програмата като променя даден параметър. Например, така може да промени височината на палета.

В резултат на комбинацията от трите компонента – компактен и достъпен робот, гъвкав и стабилен хващач и лесно управление, постигнахме краен резултат, който е идеално решение за по-малки фабрики. Бюджетно, но много надеждно и гъвкаво палетизиране.

Проект №2 – Автоматизирана роботизирана линия за палетизиране на торби

Във втория ни проект заменихме стар конвенционален палетизатор с напълно автоматизирана роботизирана линия за палетизиране. По-добра възвращаемост на проекта постигнахме като програмирахме и оборудвахме робота да прави три различни задачи – палетизиране, вземане и поставяне на празен палет и поставяне на найлонова подложка.

Автоматизираната система се грижи за целия процес след опаковането. Тя подготвя за палетизиране няколко десетки вида вентилни торби с максимално тегло от 25 kg, палетизира ги, взема и поставя празни палети и найлонова подложка. Освен това, нашият интелигентен софтуер за палетизиране Siviko Smart Pallet позволява на крайния потребител сам да създава конфигурации за палетизиране без никакви умения за програмиране.

В този проект използвахме индустриален робот FANUC M-710iC/70, който разполага с 6 оси, 70 kg полезен товар и 2050 mm обхват. За добра интеграция на робота, инфраструктурата около него, която се грижи за потока на материали и продукти, е от ключово значение. За този проект проектирахме и произведохме транспортните линии, буферите и допълнителния хардуер, обслужващ продуктовия поток. Има механизми и транспортни линии, които поемат пълната торба от машината за пълнене, притискат я, за да я направят по-правоъгълна, и я транспортират до мястото за палетизиране.

Палетите се поставят на ролков транспортьор с три секции – една, на която се палетизира, една буферна позиция и една позиция, от която пълните палети се вземат и транспортират до склада. Освен това има буфер за празни палети и сензори, които засичат кога чрез мотокар се зареждат нови палети и ограничават движението на робота в тази зона, за да се избегне сблъсък. Има и предпазна ограда с ключалки и сензори, които осигуряват безопасността на работа.

Многофункционалния хващач Siviko PBG-4 има ключова роля

Ключова част от този проект беше създаването на многофункционалния хващач Siviko PBG-4. Той има три интегрирани функции:

• палетизиране на торби с висока скорост и инерция,
• вземане и поставяне на празни палети;
• вземане и поставяне на найлонови листове върху празния палет.

Този интелигентен хващач ни позволи да автоматизираме целия процес, като използваме възможностите на индустриалния робот, вместо да инсталираме допълнителен хардуер и манипулатори. Този подход е по-рентабилен и изисква по-малко поддръжка, стига да е добре съобразен с търсения работен цикъл.

Хващачът Siviko PBG-4 има интегрирани сензори, които правят системата бърза и интелигентна. Например, когато взема празен палет, роботът знае точно къде се намира следващият палет. Тогава роботът може да се движи бързо, без да рискува сблъсък. Освен това роботът знае дали е успял да захване пластмасовата подложка и ако не е успял, автоматично опитва отново.

Софтуерното приложение Siviko Smart Pallet позволява на потребителя сам да управлява палетизирането

Робота се управлява чрез Siviko Smart Pallet – нашето интелигентно софтуерно приложение за палетизиране. То позволява на крайния потребител да създава конфигурации за палетизиране без умения за програмиране. Той трябва да въведе само данни за конкретната конфигурация:

• Размер, тегло и ориентация на обекта (торби, кашони и др.);
• Размери на палета;
• Подредба на обектите на четни и нечетни редове;
• Брой на обектите на ред и брой редове.

Въз основа на въведената информация софтуерът автоматично променя движенията на робота. В допълнение, той проверява въведената информация и не позволява конфигурации, които са физически невъзможни или опасни. По този начин потребителите могат лесно и безопасно да създават или редактират сами програми за палетизиране, независимо от системния интегратор. С този софтуер роботизираното палетизиране става много по-гъвкаво и по-лесно за използване от крайния потребител.

Отново правилната комбинацията от добре подбран робот, мултифункционалност и гъвкавост при употреба ни позволи да дадем максимална стойност в определения бюджет.

Проект №3 – Индустриален робот обслужва едновременно две производствени линии

В третия ни палетизиращ проект заменихме съществуващ робот с нов палетизиращ робот FANUC M-410iC/110. Този робот е сред най-бързите четириосни палетизиращи роботи в света. Спряхме се на него, защото неговият 2 400 mm обсег и товароносимост от 110 kg ни позволиха да увеличим нивото на автоматизираност на производството. Подобно на предишния проект, робота започна да върши две допълнителни задачи – да взема и поставя празен палет и да поставя найлонова подложка. Голямата разлика между двата проекта е, че при този проект робота обслужва едновременно две производствени линии. M-410iC/110 е голям робот, но тъй като обслужва две производствени линии, решението като цяло е компактно и с добра възвращаемост.

Заключение
Вярваме, че роботизацията тепърва навлиза в България и истинското предизвикателство е тя да бъде достъпна дори за малките и средни производствени фирми, в които има по-ограничени бюджети и пространство. Успешните и добри проекти са тези, при които сме предоставили максимално добавена стойност на клиента в рамките на бюджета му. Изборът на правилно оразмерен робот, използването на мултифункционален хващач, който няма нужда от пренастройка и лесното управление на програмите на робота, без специални умения, са в основата на този успех.

Статията е публикувана в Годшиния доклад на PARAi за Българските успехи в роботиката и автоматизацията през 2022

The post По-достъпно и гъвкаво роботизирано палетизиране за малките и средни производствени фирми appeared first on Siviko.

Сивико ООД сключи договор № BG-RRP-3.004-0366-C01 за предоставяне на финансова безвъзмездна помощ по процедура BG-RRP-3.004 „Технологична модернизация“.

Основната цел на проекта на СИВИКО ООД е повишаване на ефективността на производствените процеси, ръст на производителността, намаляване на производствените разходи и разширяване на дейността на компанията, посредством въвеждане в експлоатация на ново оборудване и софтуер за производство на метални елементи и 3Д принтирани части, влагани в предлаганите от фирмата индустриалните роботи и системи: CNC рутер – 1 брой; 3D принтер – 1 брой; CNC машина за водно рязане – 1 брой; Едноглав циркуляр с горно подаване хидро-пневматично – 1 брой; Магнитна бормашина – 1 брой; Заваръчен MIG/MAG апарат – 1 бр.; Индустриален робот- 1 бр.; Вакуумен хващач – 1 бр.; Специализиран софтуер – 1 брой.

Основните дейности са свързани с придобиване на нови технологии с акцент върху цифровизацията на производствените процеси с оглед на разширяване на производствения капацитет.

Очакваният ефект върху предприятието – кандидат е възстановяване на икономическия потенциал на компанията от периода преди COVID пандемията и създаване на условия за растеж и развитието и чрез цифровизация на производствените процеси с цел разширяване на дейността.

Обща стойност на проекта: 245 200.00 лв, от които 122 600.00 лв. европейско финансиране от Механизма за възстановяване и устойчивост (МВУ).
Начало: 10.04.2023 г.
Край: 10.04.2024 г.

Този документ е създаден с финансовата подкрепа на Европейския съюз – NextGenerationEU. Цялата отговорност за съдържанието на документа се носи от СИВИКО ООД и при никакви обстоятелства не може да се приема, че този документ отразява официалното становище на Европейския съюз и Главна дирекция „Европейски фондове за конкурентоспособност“ към Министерство на иновациите и растежа

Линк към документа като PDF файл: Документ Сивико

The post Сивико ООД сключи договор № BG-RRP-3.004-0366-C01 за предоставяне на финансова безвъзмездна помощ по процедура BG-RRP-3.004 „Технологична модернизация“. appeared first on Siviko.

Стар конвенционален палетизатор във фабрика за сухи строителни материали нарушаваше производствения процес. Все по-честите повреди причиняваха дълги периоди на непланиран престой, спирайки производствения процес, което в крайна сметка води до пропуснати продажби. Спешната поддръжка и честите ремонти също струваха много средства и усилия.

За нашия клиент беше ясно, че този проблем трябва да бъде разрешен. Той реши да замени проблемния палетизатор с робот за палетизиране. Това решение има някои основни предимства:

• На първо място, индустриалните роботи имат по-малко движещи се механични компоненти спрямо конвенционалните палетизатори, което означава много по-рядко прекъсване на работата, по-лесна поддръжка и превъзходна надеждност.
• Второ, мястото, което заема на индустриалния робот е по-малко, което винаги е предимство в ограниченото пространство на фабриката.
• Трето, роботът палетизатор предлага много по-голяма гъвкавост, тъй като е много по-лесно да промените неговата конфигурация за палетизиране или дори да възложите на робота да върши допълнителни задачи, както направихме в този проект. Това беше много важно за нашия клиент, тъй като той работи с голямо многообразие от торби.
• Като стойност на инвестицията, конвенционалното и роботизираното палетизиране са сравними.
• Основно предимство на конвенционалните палетизатори е, че постигат по-висока скорост, когато се палетизира ограничен брой продукти с правоъгълна форма. В нашия конкретен случай роботизираното палетизиране покри изискванията за скорост на палетизиране.

Палетизиране чрез напълно автоматизирана роботизирана палетизираща линия – лесно и надеждно

Напълно автоматизирана роботизирана линия за палетизиране, която доставихме, се грижи за целия процес след опаковането. Тя подготвя за палетизиране 25 kg вентилни торби, палетизира ги, взема и поставя празни палети и найлонова подложка. Освен това, нашият интелигентен софтуер за палетизиране Siviko Smart Pallet позволява на крайния потребител сам да създава конфигурации за палетизиране без никакви умения за програмиране.

Линията използва индустриален робот FANUC M-710iC/70, който разполага с 6 оси, 70 kg полезен товар и 2050 mm обхват. Многофункционалният робот има голяма прецизност, компактен размер и най-добрият полезен товар и инерция в своята категория. Освен това има изключително високи скорости на осите.

За добра интеграция на робота, инфраструктурата около него, която се грижи за потока на материали и продукти, е от ключово значение. При това роботизирано палетизиране проектирахме и произведохме транспортните линии, буферите и допълнителния хардуер, обслужващ продуктовия поток. Има механизми и транспортни линии, които поемат пълната торба от машината за пълнене, притискат я, за да я направят по-правоъгълна и я транспортират до мястото за палетизиране.

Палетите се поставят на ролков транспортьор с три секции – една, на която се палетизира, една буферна позиция и една позиция, от която пълните палети се вземат и транспортират до склада. Освен това има буфер за празни палети и сензори, които засичат кога чрез мотокар се зареждат нови палети и ограничават движението на робота в тази зона, за да се избегне сблъсък. Има и предпазна ограда с ключалки и сензори, които осигуряват безопасността на работа.

Мултифункционален хващач Siviko PBG-4

Ключова част от този проект беше създаването на многофункционалния хващач Siviko PBG-4. Той има три интегрирани функции:

• палетизиране на торби с висока скорост и инерция,
• вземане и поставяне на празни палети;
• вземане и поставяне на найлонови листове върху празния палет.

Този интелигентен хващач ни позволи да автоматизираме целия процес, като използваме възможностите на индустриалния робот, вместо да инсталираме допълнителен хардуер и манипулатори. Този подход е по-рентабилен и изисква по-малко поддръжка, стига да е добре съобразен с търсения работен цикъл.

Хващачът Siviko PBG-4 има интегрирани сензори, които правят системата бърза и интелигентна. Например, когато взима празен палет, роботът знае точно къде се намира следващият палет. Тогава роботът може да се движи бързо, без да рискува сблъсък. Освен това роботът знае дали е успял да захване пластмасовата подложка и ако не е успял, автоматично опитва отново.

Софтуера за палетизиране Siviko Smart Pallet

Софтуерът Siviko Smart Pallet е в основата на системата за управление на линията. Чрез него операторите вече самостоятелно могат да създават и управляват собствени конфигурации за палетизиране и да контролират всеки един важен аспект от работата на линията за палетизиране.

Операторът може да създава и редактира конфигурацията за палетизиране чрез въвеждане на информация за няколко ключови параметри:

• Размер, тегло и ориентация на торбата;
• Размери на палета;
• Подредба на торбите за четен и нечетен ред;
• Брой на торбите на ред и брой редове.

Въз основа на въведената информация софтуерът създава конфигурация за палетизиране и управлява движенията на робота. Освен това, той проверява въведената информация и не позволява палетизиране на конфигурации, които са физически невъзможни или опасни. По този начин операторът може лесно, бързо и безопасно да създава или редактира програми за палетизиране без да притежава специфични програмни умения.

Софтуерът също така действа като SCADA и HMI система, предоставяща преглед и контрол на цялата палетизираща линия, както и алармени събития, исторически данни за производителността и т.н. С помощта на Siviko Smart Pallet роботизираното палетизиране става много по-гъвкаво и по-лесно за използване.

„Всеки може да достави и програмира робот, но само професионалистите могат да създадат интелигентни хващачи“

Първият път, когато показахме палетизиращата система пред публика, беше на най-голямото техническо изложение в България – Machtech и Innotech през септември 2021 г. Хората бяха наистина очаровани от гъвкавостта на хващача, скоростта на робота и лекотата, с която можеше да се преконфигурира програмата за палетизиране. Неслучайно се радвахме на един от най-посещаваните щандове.

Няколко месеца след панаира FANUC публикува нашето видео. Стана едно от най-гледаните видеа в канала им за последните няколко месеца. Още веднъж получихме много похвали от целия свят за интелигентния начин, по който нашата палетизираща линия се справя със задачата да палетизира на торба, и за взема и поставя празни палети и пластмасова подложка. Един човек дори ни написа следното съобщение:

„Всеки може да достави робота и програмата – но не всеки може да достави умен хващач. Харесва ми концепцията за един робот, който взема, поставя палети и лист и след това подрежда… добро използване на пространството.“

Това е наистина хубава обратна връзка. И точно това искаме да постигнем с нашите проекти – да дадем максимална стойност с подръчното оборудване. Ако търсите роботизирано палетизиране за вашата фабрика или ако искате да автоматизирате процес, дори по-сложен от този, обадете ни се или ни пишете съобщение. Ще се радваме да обсъдим възможностите.

Галерия на палетизиращата система

The post Автоматизирана роботизирана линия за палетизиране appeared first on Siviko.

Демографското развитие на Европа и България, по-специално, ще бъде една от основните причини за все по-широкото използване на индустриална автоматизация. Ако погледнем настоящите демографски тенденции в Европа, се откроява един основен факт – населението бързо остарява и намалява, тъй като хората имат все по-малко деца. Резултатът от тази тенденция може да се наблюдава в настоящите пирамиди на населението на европейските страни: European Demographics, Distribution of the populations in European countries by age and sex ratio, Eurostat 2013. 

Според Евростат в ЕС-28 общото намаляване на населението в трудоспособна възраст през следващите шест и половина десетилетия се очаква да бъде 41,5 милиона души. В следващата таблица може да се види какво е прогнозираното развитие на населението във възрастовата група 15-64 години за всяка отделна държава.

Таблица 1: Население във възрастовата група 15-64 години

Евростат обаче предполага, че ще има приблизително 72 милиона имигранти нетно, което частично ще компенсира естественото намаляване на населението, особено в Западна Европа. Изглежда, че тяхното предположение е, че страните, които са привлекли най-много имигранти до момента, ще продължат да привличат още повече в бъдеще. Но това може и да не се сбъдне, тъй като този процес има и непредвидени социално-политически последици. Готови ли са тези страни да приемат още повече имигранти от Азия и Африка?

Колко надеждни са демографските прогнози?

Бях доста впечатлен, когато за първи път прочетох тези данни и споделих информацията с мой приятел. Като типичен българин, който е много скептичен по отношение на статистиката и авторитети като цяло, той коментира: „Да, всичко е много интересно. Но се съмнявам, че това някога ще се случи. Добре знаеш, че прогнозите за бъдещето почти винаги са погрешни.“

Наистина, той е прав за повечето прогнози. Има толкова много неща, които са били прогнозирани и никога не са се случили. Когато обаче говорим по отношение на демографските данни, някои прогнози са по-надеждни от други. Например, ако искаме да знаем колко деца ще започнат първи клас след 7 години просто трябва да видим броя на децата родени тази година. Броят ще е приблизително същия. По същия начин, ако искаме да прогнозираме колко хора ще навлязат на пазара на труда след 20 години, просто трябва да видим колко деца се раждат тази година.

Единственото нещо, което може да се промени е или някакво непредвидено бедствие с много смъртност, или големи промени в нетната миграция. В противен случай тези видове демографски прогнози са много надеждни. Това, разбира се, не е така за по-дългосрочните периоди, които включват по-голяма несигурност и спекулации. Например, няма как да знаем със сигурност колко деца ще се родят догодина, и още по-малко след 10 години.

„Пирамидата“ на българското население всъщност е „гъба“

„Пирамидата на населението“ е графично представяне на населението във възрастови групи. Най-възрастните хора са на върха, докато най -младите са на дъното. Нарича се „пирамида“, защото така са изглеждали данните в началото на ХХ век. Хората са имали много деца, докато възрастните хора са били много по-малко поради по-ниската продължителност на живота.

Разпределение на населението в България по възраст и пол 2021. НСИ 2021.

Сегашната „пирамида” на българското население прилича повече на гъба. Той има малка основа поради много по-малките поколения, родени през последните 25 години. През следващите две десетилетия тези на възраст 0-20 години ще навлязат на пазара на труда и ще заменят много по -големите поколения, които сега са на възраст 40-60 години. Дори ако по някаква неизвестна причина започнем да имаме много повече деца, това ще се отрази на пазара на труда 20 години по-късно. А най-вероятно следващите поколения ще бъдат още по-малки, тъй като поколението от 20 до 40 години, което предимно създава деца, вече ще бъде по-малко.

Накратко, до 2030 г. броят на хората на възраст от 15 до 64 години ще намалее с 496 218 души. Това е почти толкова, колкото цялото настоящо население на област Пловдив, която е сред най-проспериращите региони в момента. Така че, за да си представите как изглежда демографската криза, си представете, че България до 2030 г. може да изглежда така:

Карта на България без област Пловдив

Във всички останали региони, населението е останало същото, а Пловдивска област е изчезнала. В периода 2030 до 2040 г. тя ще намалее с приблизително същото количество – приблизително 0,5 милиона души. Към Пловдив, ще може да добавим и цяла Северозападна България, заедно с областите Плевен и Ловеч.

Въздействие върху пазара на труда

Повечето европейски предприятия се оплакват, че няма достатъчно работници, за да запълнят съществуващите работни позиции. Лошата новина е, че през следващите десетилетия недостигът на работна ръка ще се задълбочи още повече. Ситуацията е особено мрачна в България, в която възрастовата група от 15 до 64 години ще намалее с почти половин милион души през следващите 10 години.

Това ще окаже голямо влияние върху пазара на труда. Конкуренцията за работници ще увеличи заплатите. През последното десетилетие разходите за труд в България се увеличават средно със 7%:

Индекс на общите разходи на работодателите за труд за периода 2000 – 2021 година (календарно изгладени, спрямо същото тримесечие на предходната година). НСИ 2021.

Индекс на разходите на работодателите за труд в Индустрията (2010 Q1 – 2021 Q2; 2016 = 100). НСИ 2021.

Тенденцията вероятно ще продължи през следващото десетилетие, тъй като ще има по-малко предлагане и увеличено или стабилно търсене поради местните и чуждестранните инвестиции. Все пак България все още е евтино място, с ниски заплати, за производство в сравнение със Западна Европа и дори повечето страни в Източна Европа. 

В тази жестока конкуренция за работници много индустрии или компании, които зависят от нископлатения ръчен труд или имат много ниска рентабилност, ще фалират или ще се изнесат от страната. Едно правдоподобно решение, и може би единственото реално, е да се увеличи производителността на човек чрез автоматизация, дигитализация и подобрени работни процеси. С други думи, трябва да се научим да правим повече с по-малко хора.

Други начини за решаване на проблеми на пазара на труда извън повишаването на ефективността

Има ли други начини за решаване на този проблем освен автоматизация и повишена ефективност? Според мен има поне три възможни решения, които имат потенциал да подобрят ситуацията. Вероятността да се случат е малка, тъй като повечето от тях или имат ограничен ефект, или зависят от реформи в публичния сектор. A българските политици, поне до момента, рядко са правили реформи, освен ако не са били абсолютно наложителни и закъснели. За съжаление, не очаквам това да се промени през следващото десетилетие. Има три възможни решения, които биха могли да подобрят ситуацията.

Нетна имиграция

Първият вариант е да започнем да привличаме повече имигранти, отколкото губим като емигранти. С други думи, трябва да имаме стабилна положителна нетна миграция. Има някои чужденци, които работят в България, но те не са толкова много. По-голямата част от тях всъщност са българи, които се завръщат или живеят в чужбина.

Нетните миграции в периода 2012 до 2019 г. са отрицателни всяка една година. Трудно е да се прогнозира дали това ще се промени по някакъв начин. Но е малко вероятно нетната миграция през следващите 10 години да бъде толкова голяма, че да компенсира половин милион хора, които са излезели извън трудоспособната възраст. Теоритично за да стане това в България трябва да се случи много бързо подобрение на обстановката във всички сфери. България трябва да стане едно изключително привлекателно място. Да има работещо правосъдие, да се изкорени корупцията, да се подобри цялостната среда за живот, работата на институциите, възможностите за работа и бизнес. Дори ако се намерят политици-реформатори, всичко това ще отнеме години да се реализира. За това мисля, че в следващите 10 години едва ли ще има огромно преобръщане на тенденцията.

Увеличаване на равнището на заетост

Друг вариант би бил да се увеличи процентът на заетост. Коефициентът на заетост проследява какъв процент от хората на възраст от 20 до 64 години действително работят. На теория, нисък процент би означавал, че има възможност да работят повече хора. През 90-те години България има много по-нисък процент на заетост от средния в ЕС. Коефициентът на заетост обаче се подобрява през последните две десетилетия и в края на 2019 г. достига рекордните 75%. За първи път той надмина средния коефициент на заетост в ЕС от 73% за същата година.

Коефициенти на заетост (20 – 64 навършени години) по тримесечия. НСИ 2021.

Може ли процентът на заетост да се увеличи още повече? Някои от най-добрите икономики в ЕС, като Швеция и Германия от години работят със заетост от около 80%. Най-вероятно границата в една икономиката е около 80%. Ако това предположение е вярно, това означава, че на теория остава малък резерв по отношение на достигане на максимална заетост. Всяко допълнително увеличение на процента обаче ще бъде много трудно постижение, защото означава в работната сила да се включат хора, които до момента не са могли или не са искали да се включат. В българския случай предполагам, че реалните данни за заетостта са дори по-високи от официалните, тъй като много хора вече работят в чужбина или работят в сивия сектор. Предполагам, че статистическата служба едва ли е толкова прецизна и едва ли отчита това, защото все пак борави с предоставените им данни.

Преструктуриране на пазара на труда и оптимизация на обществения сектор

Когато преглеждах всички статистически данни, забелязах, че в публичния сектор работят много хора – в него са заети 662 хиляди души, като около 98 хиляди в централната и общинска администрация. В българския публичен сектор работят над 21% от всички заети хора в България. Този процент е подобен на социалните страни като Швеция или Франция, но много по-висок, отколкото в Германия (13%), или подобни на България държави като Полша (17%) или Румъния (16%). За това предполагам, че има възможности за оптимизиране на броя на хората в публичния сектор. Електронното управление не е добре развито и държавата е претоварена с институции със съмнителна полезност. Много от работата, като например свързана с обработката на хартиени документи, отдавна можеше да бъде автоматизирана и дигитализирана.

Оптимизация на обществения сектор е добра стъпка ако е свързана с повишена ефективност, а не просто съкращаване на служители. Но както и да се случи, това няма да реши големия проблем на трудовия пазар причинен от демографската криза, а просто ще го облекчи краткосрочно. Причината е, че хората заети в публичния сектор са част от същата демографска „гъба“. Освен това, е много вероятно, много от тези осободени хора да нямат нужните умения и квалификация търсени в частния сектор. Вливането им в частния сектор ще отнеме време. Не на последно място, много от заетите в обществения сектор работят във важни обществени институции като здравеопазване и образование, които ще изпитат същия неостиг на служители както частния сектор. Няма как да имаме съвременна държава без такива институции.

Заключение

Демографското развитие в България и останалата част от ЕС е основна тенденция, която ще оформи икономическото развитие през следващите 20 години. Тя ще стимулира автоматизацията и дигитализацията на производствения сектор. С увеличаване на разходите за труд, възвръщаемостта на инвестициите в автоматизацията се подобрява. Ако няма смисъл да се инвестира в автоматизация, когато разходите за труд са 700 лв. на месец, това може да не е така, когато те достигнат 1400 лв. или дори повече.

Истинският проблем в България не е в намаляването на населението, а по-скоро в това, че голяма част от нашата икономика произвежда продукти с ниска добавена стойност и зависи от ниските разходи за труд. Този модел ще бъде (и вече е) сериозно затруднен поради липсата на евтина работна ръка. Преминаването към по-висока добавена стойност е изключително трудна задача и имаме много ограничено време и ресурси, за да извършим този преход.

Най-доброто ни решение, заедно с иновациите и търсенето на по-рентабилни пазарни ниши, е да приемем автоматизация, дигитализация и подобряване на процесите като основна задача. Трябва да бъдем ревностни фанатици на тема увеличаване на ефективността, защото при нас нуждата ще е най-голяма спрямо останалите държави в Европа. Имаме същински късмет, че това се случва по време на силен технологичен прогрес, за който писахме в последните две статии: 

The post Демографски тенденции в България. Мега тенденции, част 3. appeared first on Siviko.

Участваме за първи път на най-голямото техническо изложение в България – Маштех & Иннотех, което ще се проведе от 14.09 до 17.09.2021 г. в Интер експо център, София. Сивико има цел да даде възможност на индустрията да бъде по-продуктивна и по-ефективна чрез индустриални инженерни и софтуерни решения. Фокусът ни е върху интегрирането на индустриални роботи и индустриални системи за контрол. Ако искате да се запознаете с нас и да обсъдим вашите идеи и нужди, може да ни намерите на щанд номер А22 в зала 2.

Като акцент на това издание на изложението ще представим новия си софтуер за интелигентно създаване на програми за палетизиране на торби. Тя ще бъде демонстрирана чрез робот FANUC M-710iC/70 и специализиран хващач модел Siviko PBG-3,  проектиран и произведен от Сивико. Софтуера дава възможност на потребителите сами да създават програми за палетизиране като въведат следната информация:

• Размери на торбата, тегло и ориентация;
• Размери на палета;
• Конфигурация на програмата на редене;

На базата на въведената информация, софтуера автоматично създава и оптимизира движенията на робота. Освен това, той проверява въведената информация и не разрешава конфигурации, които са физически невъзможни или опасни. По този начин, потребителите могат лесно и безопасно сами да създадат или редактират програми за палетизиране независимо от системния интегратор. Чрез този софтуер роботизирано палетизиране става много по-гъвкаво и по-лесно за употреба за крайния потребител.

Палетизиращ робот FANUC M-710iC/70 със специализиран хващач модел Siviko PBG-3

Хващач за торби модел Siviko PBG-3

Интерес представлява и хващача за торби модел Siviko PBG-3. Той може да захваща с най-различни типове и размери торби, като торбата е притисната от три страни. Това позволява висока скорост на палетизиране, защото се премахва възможността за приплъзване или скъсване на торбата. Освен това, хващача може да хваща и премества празни палети, и да полага найлонова или картонена подложка върху празния палет. По този начин, процеса на палетизиране е изцяло автоматизиран.

Други интересни проекти, който ще покажем на Маштех и Иннотех 2021

Освен този проект, на щанда получите информация за други наши интересни проекти като:

• Повече от робот за палетизиране
• Индустриален робот зареждащ торби
• Индустриален заваръчен робот за котли
• Дигитализация на производството чрез Ignition

Сивико е сертифициран златен интегратор на Ignition, която е първата истински универсална индустриална платформа за извличане на данни от всички нива в производственото предприятие. На практика, с нея могат да се създадат всякакъв вид индустриални приложения като SCADA, MES, IIoT, докладване, алармиране и много други. Тя използва модерни IT технологии, има модулна архитектура, което позволява лесно разширение на функционалностите и няма лицензни ограничения за брой клиенти, тагове и връзки с база данни или устройства.

Благодарни сме на Европейския фонд за регионално развитие, който чрез програма „Иновации и конкурентоспособност“ 2014-2020“ подпомогна участието ни в това изложение.

The post Участие на Сивико на Маштех и Иннотех 2021 appeared first on Siviko.

Наскоро завършихме интересен проект, който започна като стандартен робот за палетизиране, но завърши като нещо много по-сложно, с много повече добавена стойност и много по-интересен от инженерна гледна точка.

Клиентът разполага с модерна производствена инсталация за висококачествена боя за пътна маркировка. Тя представлява прахообразно вещество, което се опакова в 20 кг торби. Опаковката и палетизирането на торбите се превръщаха в сериозно пречка в производствения процес. Причината беше, че всичко се вършеше ръчно.

Служител трябваше да вземе празна торба и да я държи под отвора, през който се изсипва боята за пътна маркировка. Трябваше да държи торбата изправено докато се пълнеше. Но тъй като отворът за пълнене е разположен сравнително ниско, служителя трябваше през цялото време да е леко наведен. Ергономично това е много лоша позиция. След като торбата се напълни, операторът трябваше да я вдигне и да я запечата с термостопяваща лепяща машина. Накрая следваше ръчното палетизиране на торбата. Този процес се повтаряше няколкостотин пъти на ден.

Работата беше физически изтощаваща. За това не беше изненада, че фабриката се затрудняваше да намери и задържи служители на тази длъжност. Затова клиентът ни търсеше решение с индустриален робот.

Стандартният подход за роботизирано палетизиране

Стандартният подход при проектирането на роботизирано решение за такъв производствен процес е създаването на серия от механизми, които се грижат за всяка стъпка в процеса:

• вземат се празни торби,
• отварят се,
• поставят се под отвора за пълнене,
• контролира се дозирането, с връзка към производствената машина
• затварят се и се залепят торбите,
• торбите се палетизират.

Обикновено в такива системи се използва индустриален робот само за палетизирането. Всичко останало се извършва с допълнителен хардуер – манипулатори, транспортни системи, конвейери и т.н. Това е скъпо за изграждане, скъпо и трудно за поддръжка в дългосрочен план и се нуждае от значително пространство. Предимството на такава система е, че тя може да постигне по-бърз цикъл на работа. Освен това роботизираното решение в такава система е по-просто и по-лесно.

Другият по-прост вариант би бил да се използва робот отново само за палетизирането, а операторът да прави останалото. При такъв подход капиталовите разходи са по-ниски, но това не предлага толкова добра възвръщаемост на инвестицията, тъй като операторът е също толкова зает, колкото преди и не може да изпълнява други задачи. Това решение спестява изморителното палетизиране, но отново трябва да заема неергономични позиции на тялото по време на пълнене на торбата. Освен това, този подход също изисква повече пространство, тъй като операторът трябва да e на безопасно разстояние от робота.

Нашият индустриален робот за опаковане и палетизиране

Нито едно от стандартните решения не беше подходящо, тъй като те са или много скъпи и изискват много място, или имат лоша възвръщаемост на инвестицията. Започнахме да се питаме – има ли по-добър начин? Възможно ли е да направим всички тези стъпки в процеса с избрания от нас индустриален робот? В края на краищата FANUC M-710iC / 70 е много мощна машина. Той има обхват от 2050 mm, много добра гъвкавост поради своите 6 оси , може да вдигне до 70 kg, бърз е и много прецизен, с повторяемост ± 0,04 mm.

Друг голям фактор беше, че цикъла на работа на производството нагоре по веригата е 25 kg/min. Това означава, че имаме достатъчно време да изпълним всички тези 6 задачи само с един робот и с минимални допълнителни механизми. Това би било най-доброто решение. То е по-евтино от сложна линия за опаковане и палетизиране, много компактно, лесно за поддръжка и с възможност да работи напълно автономно. По този начин операторът ще бъде свободен да изпълнява други задачи с по-голяма добавена стойност. Освен това, когато се налага да се пълнят биг бег (big bag), роботът просто ще се премести настрани, за да не пречи на процеса.

Осмели се да иновираш

Най-голямото предизвикателство за нашия екип в Сивико при този проект беше да създадем сложен хващач, който може да изпълнява всички задачи. Той трябваше да може да взема празни найлонови торби, да ги отваря, да ги държи докато се пълнят, като в същото време проверява теглото им и контролира дозирането, да ги затвори и залепи и накрая да ги палетизира.

Създаването на иновации е болезнен процес защото крие много рискове. Но той е от съществено значение, за да се постигнат много по-добри резултати от колкото стандартните решения могат да постигнат. И така, след стотици часове прекарани в проектиране, и множество опити и грешки, ние създадохме напълно оригинален дизайн на хващач и цялостно роботизирано решение, което не сме виждали на друго място.

В производството е още по-важно да се постигне високо ниво на надеждност. С нашето роботизирано решение постигнахме точно това. За операторите беше много лесно да разберат какъв е работният процес и те знаеха как да го контролират. Поради това, те спокойно можеха да се съсредоточат върху по-интересната работа и да оставят робота да върши скучната и трудната физическа работа.

Клиентът ни също беше много доволен, тъй като той реши голям производствен проблем. Сега разполагаше с автоматизирано опаковане и палетизиране. Освен това, нашия новаторски поход е по-евтин от стандартните решения. Също така е по-лесен за поддържа, тъй като има по-малко механизми, които могат да се развалят. Решението ни е по-компактно и е идеално пригодено за производствен процес, който произвежда както 20-килограмови торби, така и биг бегове.

Галерия със снимки на палетизиращ робот

Видео на палетизиращ робот

The post Повече от робот за палетизиране appeared first on Siviko.

Разработихме гъвкава и високо производителна роботизираната система за зареждане на празни вентилни торби. Вентилните торби са много популярно решение за опаковане при производството на различни продукти като сухи строителни смеси, торове, храни, зърно, слънчогледово семе, минерали, химикали, каучукови и пластмасови гранули и др. Те имат отворен вентил в единия ъгъл, през който се осъществява пълненето. Ключови предимства са приложимостта им за високоскоростно пълнене и правоъгълната форма, която придобиват когато са пълни. Заради тази характеристика, те стоят много стабилно и е възможно палетизиране на много торби на един палет. Освен това, за затварянето им няма нужда от залепване, шиене или друга допълнителна операция, която струва време и пари.

Недостатък на много от по-малките и средно големи машини за пълнене на торби обаче е, че те трябва да се обслужват ръчно. Операторът трябва постоянно да е до машината и да зарежда празните вентилни торби. Това е монотонна работа и когато операторът се отегчи и разсее, това забавя цикъла на работа.

Роботизираната система за зареждане на вентилни торби на Сивико автоматизира процеса

Разработихме автоматизирано роботизирано решение за зареждане на празни вентилни торби на пълнещите машини. Този тип системи са още известни като „апликатори“ на торби. Използваният индустриален робот FANUC M-10iD достига най-висока скорост на осите и прецизност в своя клас. Той работи със специализиран хващач разработен специално за това приложение. Чрез него взема торбите, отваря ги и ги поставя върху дюзите на пълнещата машина. Системата работи в координация с машините за пълнене. Тя разполага с магазин за празни торби, който може да побере десетки различни видове торби, предлага дълъг период на автономна работа и спестява място заради компактните си размери.

Основни предимства на системата

Роботизираната система за зареждане на торби на Сивико има редица предимства като основните са повишена производителност, голяма гъвкавост, компактен размер и лекота на използване.

Повишена производителност: Използването на автоматизирана система за зареждане на торби увеличава производителността. На първо място, цикъла на работа  е кратък и постоянен – по-малко от 6 секунди на торба. На второ място, системата работи координирано със машините за пълнене. За това няма принудителен престой или забавяне. На трето място, системата автоматично отхвърля дефектните вентилни торби, преди изобщо да се опита да ги постави на дюзата за пълнене. По този начин се избягва забиване заради дефектните торби и спиране на цялата система.

Гъвкавост: Роботизираното решение е изключително гъвкаво, защото може да бъде препрограмирано за други приложения. Робота може да бъде конфигуриран да работи в множество различни пространствени разпределяния. Може да обслужва няколко пълнещи машини едновременно. Освен това, благодарение на дизайна на захранващия буфер, могат да се използват различни видове торби. Зареждането и замяната на торби е лесно и интуитивно. Не на последно място, при необходимост индустриалният робот може да се премести настрани и да позволи на оператор да работи ръчно без да му пречи.

Компактен размер: Роботът може да бъде монтиран на тавана или на пода. И в двата случая той заема малко място. Възможността да се програмира траектория на работа, позволява да се внедри системата дори в много тесни зони, при които конвенционалното оборудване не може да се побере, защото е твърде голямо или с неподходяща геометрия.

Лесно използване: Управлението и работата със системата за зареждане на вентилни торби е лесна. Тя може да бъде интегрирана в нашата система за индустриален контрол, която е разработена на платформата Ignition SCADA от американската компания Inductive Automation. Двете системи комуникират чрез протокол от ново поколение OPC-UA. Удобният потребителски интерфейс позволява на оператора да контролира робота и да вижда историческа или в реално време информация за неговото състояние, параметри и аларми.

Заключение

Роботизираната система за зареждане на торби на Сивико е отлично автоматизирано решение за процеса на зареждане на торби с вентилни отвори. Тя е бърза, гъвкава, с компактен размер и лесен за използване. Може да работи с всички видове машини за пълнене и с много различни видове вентилни торби. Това я прави универсално решение за много индустрии и продукти, които използват вентилни торби за опаковане.

Може да научите повече за работата ни като системен интегратор на индустриални роботи тук.

Галерия

Видео

The post Индустриален робот зареждащ торби с вентилни отвори appeared first on Siviko.

Индустриалните роботи са сред най-обещаващите технологии за увеличаване на степента на автоматизация в производството. Те предлагат голяма гъвкавост поради трите или повече оси на движение и възможността да бъдат препрограмирани и преизползвани за други задачи. Освен това, те са много надеждни, изключително прецизни и с увеличаването на изчислителната мощност могат да осмислят заобикалящата ги среда. Те могат да се използват в много индустриални приложения като монтаж, боядисване, дъгово или точково заваряване, палетизиране, обработка на материали, обслужване на машини, фрезоване, 3D печат и много други.

Въпреки, че индустриалните роботи са машини като всички останали, те винаги са запленявали човешкото въображение поради своята елегантност, бързина, сила и прецизност. Индустриалните роботи са се превърнали в символ на високо-технологичното производство. Може да прочетете повече за индустриалните роботи и за техните преимущества и недостатъци на нашия сайт. 

Историческо развитие на индустриалните роботи

Първите индустриални роботи се появяват през 60-те години на миналия век. Първият значим скок в употребата им в САЩ се случва когато автомобилните производители автоматизират заваръчните си процеси. Втория значим скок се случи през последните 10 години. Това се дължи на увеличените технически възможности, съчетани с значително по-добрите цени. Средната цена на индустриалните роботи е намаляла с повече от 50% спрямо 90-те години на XX век.

В България промишлените роботи навлизат за първи път през 80-те години на XX век благодарение на сътрудничество на Българската държава с FANUC. През 1983 г. е открит завод „Берое“ в Стара Загора, който доставя около 80% от всички роботи и манипулатори в СИВ. Производството спира през 1990 след разпада на СИВ. Внедряването на модерни индустриални роботи изживява истински скок през последните 10 години. Както и в останалата част от света, причините за това са увеличените технологични възможности,  по-достъпната цена, по-привлекателната възвращаемост и чуждестранните инвестиции в нови производствени мощности.

Текущо развитие на пазара за индустриални роботи

Количество инсталирани роботи в България и по света

През 2019 г. по света има функциониращи около 2,7 млн. самостоятелни индустриални робота. Тази бройка се увеличи с 373 240 броя през 2019 г. и очаквания ръст е 12% годишно. Средната наситеност с роботите в производствената индустрия в Европа е била 114 единици на 10 000 служители през 2019 г.[1]

Годишни инсталации на индустриални роботи по света [хиляди бройки]; Източник McKinsey & Company

Няма подробна статистика за България, но според наличните данни страната е сред най-малко роботизираните държави в Европейския съюз. Основната причина е, че все още липсва производство на автомобили, а в автомобилния сектор се използват най-много роботи. Вероятно в 2020 г. в България има между 1000 и 2000 броя инсталирани индустриални робота.

Двигатели на растежа на пазара

McKinsey & Company публикува отличен доклад за пазара на роботика. Основните заключения на доклада са, че растежът на пазара на индустриални роботи се дължи главно на:

• Все по-голямо разнообразие от модели, което дава възможност за създаване на много нови приложения. Първия електрически, 5-осен, микропроцесорен робот е създаден 1974 г., а в днешно време има над 300 модела. Нещо повече, роботите са станали по-големи и могат да се справят с по-големи товари, поради експоненциално нарастване на товароносимостта от 6 кг до 2300 кг. Също така, контролерите са станали по-мощни. В някои случаи, един контролер може да синхронизира работата на повече от 30 оси.
• По-големи технически способности на работите разширяват обхвата на приложението им и ги направи по-безопасни. Например, колаоборативните роботи могат да работят заедно с хората по задачи, които преди това е нямало как да се автоматизират. Мобилността е друг технически напредък, който може да спомогне за автоматизацията и роботизацията на вътрешната логистика.
• Увеличаване на разходите за труд. С нарастването на разходите за труд в производството, възвръщаемостта на инвестициите в роботи става все по-привлекателна. Това е валидно не само в развитите държави (в САЩ, от 1990 г. насам разходите за труд са се увеличили с 24%), но и в страни с традиционно ниски разходи като Китай или Индия. България не е изключение  – разходите за труд са се удвоили спрямо 2010 г.
• Наличен талант. Докато инженерите по роботика някога са били рядкост, днес хората с умения необходими за проектиране, инсталиране, експлоатация и поддръжка на роботизирани производствени системи стават все повече. Това важи в известна степен и за България, въпреки че роботиката тук е в по-ранна фаза на развитие спрямо водещите пазари.
• По-лесна интеграция. Напредъкът в изчислителната мощ, техниките за разработка на софтуер и мрежовите технологии направиха изработката, инсталирането и поддръжката на роботизирани системи по-бързо и по-евтино от преди.

Нови тенденции 

Ако роботите могат да изпълняват по-сложни „интелигентни“ задачи и тяхната интеграция е по-бърза и по-евтина, те биха били ползвани от още повече производствени фирми. Очакванията в индустрията са, че ще има три основни области на подобрение през следващото десетилетие свързани с адаптивност, лекота на програмиране и лекота на интеграция. Това развитие на технологията се нарича усъвършенствана роботика (advanced robotics).

Адаптивност: основни ограничения пред използването на индустриални роботи

Адаптивността е способността на роботите да „усещат“ заобикалящата среда и да адаптират действията си спрямо нея. Въпреки големия напредък в областта на роботиката и непрекъснатите усилия да се създават все по-усъвършенствани роботи,  които да достигнат човешките възможности, роботите все още са много по-малко адаптивни в сравнение с хората. 

Творческите и базираните на знанието работни места са по-малко податливи на автоматизация. Това важи и за работни позиции, които включват физически труд, но средата на работа е непредсказуема и променлива. Ние разчитаме на човешката изобретателност и способността ни да се учим и адаптираме, без да сме обучени за всеки възможен сценарий предварително. Например, мениджър може да нареди на работник, който работи на бормашина, да се прехвърли на нова работна позиция, на която ще боядисва, опакова или полира. Физическото преместване и усвояването на новата работа ще се случи сравнително лесно и бързо, защото ученето на нови неща е вродено умение при хората.

При роботите това не е така. Първо, те са физически ограничени от обсега на ръката си, функциите на техните инструменти, наличието на сензори и др. Още по важно – роботите не могат да действат по различен начин от начина, по който са програмирани. Освен това, роботите все още имат нужда от добре структуриран и с минимално количество вариации поток от входящи материали. Такива мога да бъдат кутии, части и други материали или елементи. Дори най-модерните роботизирани системи днес, които се самообучават чрез алгоритми за машинно обучение, са далеч по-малко адаптивни от хората.

Адаптивност: новите постижения на роботиката

Независимо от това, напредъка на машинното зрение и други интелигентни сензори, усъвършенстваните хващачи (грипери) и приложения за изкуствен интелект и машинно обучение ще увеличат адаптивността на роботите. Това ще позволи на роботите да променят своите функции и поведение спрямо промените в заобикалящата ги среда. Ще могат да работят и в не толкова добре структурирана и подредена среда. Интересен пример идва от FedEx, който е успял да внедри роботи в област, която преди няколко години е била невъзможна – роботи изпълняващи поръчки в логистичен склад. Това е много трудна задача за робот, защото работата е много разхвърляна и неструктурирана. В следващото видео може да научите повече за нарастващата адаптивност на роботите:

Увеличаването на адаптивността също ще позволи създаване на повече приложения, в които роботите работят безопасно рамо до рамо с хората. Когато роботите за съвместна работа (т. нар. коботи) са оборудвани с усъвършенствани вградени зрителни системи и с адаптируеми хващачи, добавянето на машинно обучение създава една изключително сложна и способна роботизирана система. В допълнение, това би могло да увеличи интерактивността между роботите и хората. Когато те започнат да работят съвместно по по-сложни задачи, лесната комуникацията между тях ще стане необходимост. Коботите биха могли да бъдат така проектирани, че да разпознават и реагират на определени гласови команди или жестове с ръка. По този начин се избягва необходимостта от препрограмиране и принудително спиране на работния процес.

Друго ограничение на индустриалните роботи е тяхната неспособност да се движат. Това също се променя, тъй като роботите вече могат да разбират по-добре заобикалящата ги средаи да се движат безопасно, изпълнявайки полезни задачи. Най-интересните примери в тази сфера идват от фирмата Boston Dynamics и различните техни модели роботи:

Все oще практическото приложението на такива роботи е ограничено, но в близко бъдеще това ще се промени когато роботите могат да да изпълняват самостоятелно повече различни „умни“ задачи.

Лесното програмиране: друга основна бариера за използването на индустриални роботи

Промишлените роботи първоначално са разработени, за да обслужват производството на автомобили. При него има малко на брой различни продукти, произвеждани в голям обем, което позволява същата програма на робота да се използва в продължение на няколко години без съществени промени. Това означава, че благодарение на големия производствен обем, производителите на автомобили могат бързо да амортизират цената на персонализираната интеграция на роботите. Освен това, в този контекст надеждността, скоростта и точността са по-важни от това колко бързо и лесно може да се препрограмира робота. Много от наличните на пазара роботи все още оптимизирани за такъв тип работа.

Лесното програмиране: опростяване на програмирането и офлайн програмиране

В днешно време има все по-голям интерес към използването на роботи в индустрии, които имат много на брой продукти, произвеждани в малки серии. Лесното програмиране е от първостепенно значение за по-бързата първоначална интеграция и подобрената поддръжка и препрограмиране през жизнения цикъл на робота. 

Има две основни тенденции в тази посока. На първо място, производителите на роботи опростяват програмирането на своите роботи. Днес повечето индустриални роботи се програмират по същия начин, както през 80-те години на XX век – на място, чрез използване на свързан към робота пулт за обучение (teach pendant) и използването на функции в „заключени“ програмни езици. Това обаче се променя, особено при колаборативните роботи, където програмирането е опростено и достъпно дори за не програмисти. Например новите колоборативни роботи FANUC CRX имат нов сензорен таблет с интерфейс за програмиране с плъзгане и пускане (drag and drop), което улеснява създаването и промяната на програми. Очакваме да видим тази тенденция за опростяване на програмирането и в по-консервативния сегмент на индустриалните роботи.

Втората тенденция е, че има все по-мощни приложения за офлайн програмиране на роботи. Те позволяват създаването на желаното роботизираното приложение първо в цифровия свят, чрез използване на CAD модели, преди то да бъде приложено в реалния свят. Този модел на работа позволява голяма степен на автоматизиране на програмирането на много различни приложения. Освен това, физическото внедряване на нов робот в производството е по-бързо, защото голяма част от програмата на робота е създадена предварително. Допълнителна ползва е, че по този начин се намалява и принудителнто спиране на производството. Все пак, основно ограничение на офлайн програмирането идва от отклоненията между CAD модел и физическия свят. Очакванията са, че с увеличената адаптивност на роботите, приложенията създадени офлайн ще станат по-използваеми и полезни. Можете да прочетете повече по темата за офлайн програмирането на роботи в тази статия.

Лесна интеграция на промишлените роботи

При внедряването на роботи има много работа без добавена стойност поради липсата на стандарти в силно фрагментирания пазар за индустриални роботи. Всеки производител на роботи има свой уникален контролер и операционна система (ОС). И всеки от тях поддържа различни комуникационни протоколи, които в много случаи не са безплатни. На пазара няма нито една доминираща операционна система и нито един производител не контролира повече от 15% от пазара. В резултат на това е техническо предизвикателство да се интегрират технологии, които никога не са били предназначени да работят заедно, и организационно предизвикателството да се координират различни доставчици и заинтересовани страни по даден проект.[2]

Очаква се това положение да се подобри през следващото десетилетие. На първо място, в индустрията вече има примери за внедряване на OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture) информационен модел за комуникация при роботите.[3] Това ще опрости комуникацията с роботите и тяхната интеграция с други устройства и приложения като PLC, SCADA, MES или ERP.

Освен това, с увеличеното използване на роботизирани приложения, ще има нарастващ интерес към решения за опростяване на интеграцията и поддръжката на роботите. Много предприятия са натрупали през годините роботи от различни марки и поддържането им е скъпо и трудно. Тъй като всяка марка роботи има свой собствен контролер и софтуер, е трудно в една фирма да има експерти, които разбират и поддържат всички марки роботи еднакво добре. Едно възможно решение на този проблем би било да има само една операционна система за всички марки роботи. Дори вече съществуват такива варианти. Например инициатива с отворен код, наречена Robot Operating System (ROS) или все по-големия брой стартъпи, които предлагат операционни системи за роботи, които са независими от доставчиците на роботи.

В хаотичния физически свят, интеграцията на роботи ще остане сложна задача

Не знаем дали ще се появи играч, който ще доминира на пазара по същия начин, както Windows или Android доминират на пазара на компютри и смарт телефони. Причината е, че при роботите има много уникални специфики.  Напълно вероятно е пазара да остане фрагментиран. Със сигурност, обаче, ще се увеличи пазарния натиск върху доставчиците на роботи да отворят своя софтуер и да улеснят интегрирането и поддръжката на роботите.

Но докато роботите трябва да боравят с обекти от реалния свят, интегрирането им ще остане сложна задача. За разлика от компютрите, които се занимават с цифрова информация, роботите трябва да се справят с физическия свят. Информационният свят е чист и подреден, тъй като е изцяло изграден от нули и единици. Аналоговият свят е разхвърлян, хаотичен и с безброй вариации. Така че дори ако роботите притежават стандартизиран хардуер, комуникационни протоколи и софтуер, светът около тях никога няма да бъде стандартизиран. 

Заключение: усъвършенстваните роботи значително ще променят производствените процеси

Развитието на адаптивността на роботите, лекотата на програмиране и интеграцията ще създадат усъвършенстваната роботика. Тези роботизирани системи ще трансформират индустриалните операции. В сравнение с конвенционалните роботи, усъвършенстваните роботи имат по-развито възприятие, по-лесна интеграция, по-добра адаптивност и мобилност. Тези подобрения ще позволяват по-бърза настройка, пускане в експлоатация и преконфигуриране, както и постигане на по-ефективни и стабилни операции. Освен това, цената на това сложно оборудване ще намалее, тъй като цените на сензорите и изчислителната мощност също намаляват, а софтуерът все повече ще замества хардуера като основен фактор при функционалността. Взети заедно, тези подобрения означават, че усъвършенстваните роботи ще могат да изпълняват много повече задачи, по-икономично от предишното поколение автоматизирани системи.

Използвани източници

[1] Executive Summary World Robotics 2020 Industrial Robots

[2] Lean Robotics, Samuel Bouchard

[3] VDMA and OPC Foundation – OPC UA Information Model for Robots

[4] OPC UA Robotics Companion Specification

The post Технологично развитие в производството: усъвършенствани индустриални роботи. Мега тенденции, част 2. appeared first on Siviko.

„Нито най-силният оцелява, нито най-интелигентният. Оцелява този, който е най-приспособим към промените.“

Leon C. Megginson

Винаги сме се опитвали да видим общата картина и да синтезираме същността на макро тенденциите засягащи дейноста ни. Понякога, поради постоянния поток от информация, е трудно различимо кое е истинско и кое просто реклама. Фокусът върху основните тенденции ни помага да разберем по-добре какво се случва в динамичната средата около нас и да правим по-добри стратегически решения свързани с дейността ни. Когато промените са очаквани, човек има повече време да създаде правилната стратегия, да планира и и приспособи бизнеса или кариерата си към тях.

Най-видимата тенденция в нашият инженерен сектор е ускорения напредък на автоматизацията и дигитализацията в производството. Тази тенденция е от съществено значение за бизнес ни, защото ние решаваме производствени проблеми точно чрез автоматизация и дигитализация. За това, трябва да знаем какво движи тази тенденция, каква е силата ѝ и какви са фундаменталните предпоставки да се случва точно сега.

През последните няколко години събрахме много информация, както от външни източници, така и от собствените ни проекти. Често ни се налага да решаваме сложни производствени проблеми, в които тестваме възможностите на текущите технологии. За това е изключително важно е да познаваме задълбочено лимитите на текущите технологии и тяхното възможно развитие в близко бъдеще. 

Тази информация е интересна и ценна за хора работещи в производството. За това решихме да я организираме и споделим в поредица от няколко статии. Те са фокусирани върху основните тенденции, които е малко вероятно да се променят в следващото десетилетие. За това информацията в тези статии също ще е актуална в следващите години. Надяваме се тя да е интересна и полезна.

Трите мега тенденции в производството, които водят до повече автоматизация

Основното ни наблюдение е, че има три основни тенденции, които водят до използването на повече интелигентна автоматизация и дигитализация в производството:

1. Технологичното развитие и напредък, породени от нарастващата изчислителна мощ,
2. Приложенията на тези технологии, и
3. Съвременните демографски тенденции в Европа и България.

Очакванията са, че интелигентна автоматизация и дигитализация ще помогнат на производствените компании да подобрят своята производителност и качество, да намалят разходите и да увеличат гъвкавостта си. И още по-важно е, че това ще ускори темповете на въвеждане на подобрения и иновации. Настоящите маркетингови кампании обаче са толкова интензивни, че човек лесно може да повярва, че бъдещето ще бъде толкова радикално различно, че ако съвременен производствен експерт влезе във фабрика на бъдещето, няма да може да разбере какво се случва в нея.

Промените в производството ще приличат на ускорена еволюция

Не можем да знаем какво ще се случи в далечното бъдеще, нито пък някой друг знае със сигурност. Очакваме, че през нашия живот промените ще приличат по-скоро на ускорена еволюция, отколкото радикална революция. Първата причина е, че има някои основни принципи в производството, които не са се променили от началото на индустриалната революция през 1800-те. Те ще останат същите, до тогава докато производството е физически процес, който произвежда стоки от суровини. Можете да прочетете повече за принципите на производство в нашата статия, в която говорим по-подробно за тях. Другата причина е, че производството е по-консервативно към прилагането на нови технологии, които не са стабилни и доказани. А много от най-новите технологии са точно такива.

Дори и промените да не са толкова радикални, те все пак ще са с изключително силен ефект. Интелигентната автоматизация и цифровизацията ще дадат силни конкурентни предимства на определени икономики или компании. Те ще създадат повече възможности за растеж, иновации и подобрения. Тези, които вече инвестират и проучват новите възможности, ще оцелеят и ще просперират в променящата се световна икономика. За разлика от тях, компаниите, които не разбират тази тенденция, нито се интересуват от нея, ще изпитат доста затруднения. За това се надяваме се да видим повече български и европейски компании, които инвестират в интелигентна автоматизация и цифровизация.

Информационната епоха

„Наистина сме в ранните етапи на голяма технологична трансформация, която е много по-мащабна, отколкото дори най-възторжените експерти осъзнават… Триста години развитие на технологията приключи след Втората световна война. През тези три века моделът за технология беше механичен: събитията, които се случват в звезда като Слънцето. Всичко започна, когато един иначе почти неизвестен френски физик, Денис Папен, изобрети парната машина около 1680 г. Той завърши, когато възпроизведохме с ядрените експлозии процесите случващи се в една звезда. За тези три века напредъкът в технологиите означаваше – както при механичните процеси – повече скорост, по-високи температури, по-високо налягане. От края на Втората световна война обаче моделът на технологията се превърна в биологичен процес, събитията в организма. И в организма процесите не са организирани около енергията, в смисъла на термина от физиката. Те са организирани около информация. ”

Питър Дракър, 1985 г., „Иновации и предприемачество“^[1]

Продължаващото технологично развитие е първата голяма сила, която движи нарастващото използване на автоматизацията и цифровизацията в производството. Технологичният напредък прави технологичните решения едновременно по-мощни и достъпни. В резултат това увеличава тяхната полезност и инвестиционна привлекателност. В тази статия ще разгледаме въздействието на нарастващата изчислителна мощ и някои свързани технологични постижения, които ще окажат влияние върху индустрията през следващите от 5 до 10 години. Също така ще обясним защо се фокусираме точно върху нарастващата изчислителна мощ като най-важната тенденция в съвременния технологичен свят.

Законът на Мур – Нарастващата изчислителна мощност

Живеем в информационната ера от края на Втората световна война. От създаването на първия компютър, изчислителната мощ нараства с необикновените 35% годишно и се е превърнала в основния двигател на технологичните промени. Един от основателите на производителя на чипове Intel, Гордън Мур, за първи път наблюдава тази тенденция през 1965 г. Той забелязва, че броят на транзисторите в една интегрална схема се удвоява приблизително на всеки две години, докато цената за компютрите се намалява наполовина.  Това наблюдение е известено като „Закон на Мур“.

Закон на Мур за последните 120 години

Увеличението на изчислителната мощност позволи създаването на много нови технологии като електронния цифров компютър с общо предназначение, интернет и милионите му уебсайтове, всякакъв вид софтуер – от счетоводен софтуер до игри и софтуер компютърно подпомаган дизайн (CAD), смартфони и други преносими компютри, впечатляващи специални ефекти и 3D анимация, цифрова фотография, изкуствен интелект и машинно обучение, компютърно цифрово управление (CNC) и роботика, самоуправляващи се автомобили и много, много други технологии. То също така промени значително начина, по който общуваме, пазаруваме и работим.

Следващата графика показва експоненциалния ръст на евтината изчислителна мощност. При изчислителната техника операциите с плаваща запетая в секунда (FLOPS, флоп или флоп / s) са мярка за производителност на компютъра, полезна в области на научни изчисления, които изискват изчисления с плаваща запетая.

Закон на Мур в GigaFLOPS за 1 USD

Пресъздаването на първият цифров компютър с общо предназначение ENIAC на силициев микрочип с размери 7,4 х 5,2 mm.

Ръстът на изчислителната мощ е много впечатляващ, особено ако се сравнява със стандартния темп на подобрения от 1% до 3% на годишна база в други по-стари технологии, като самолети или помпи. Двата следващи примера са идеална илюстрация на двете фигури по-горе.

Първият пример сравнява първия електронен цифров компютър с общо предназначение ENIAC, създаден през 1945 г., с пресъздаване направено 50 години по-късно през 1996 г .:

ENIAC притежавал 17 648 вакуумни тръби от 16 различни вида (както и десетки хиляди резистори, кондензатори, ръчни превключватели и релета) с общ обем от 80 м³ (площ от 167 м² или около два корта за бадминтон) и с електрозахранването и въздушното охлаждане тежи около 30 t. Около 90% от прекъсванията в работата се дължат на повтарящи се повреди на тръби, налагащи трудоемка поддръжка и подмяна (само рутинната проверка отнема около 8 часа).

Половин век по-късно ENIAC е реконструиран върху силициев микрочип с размери 7,4 x 5,3 mm, който съдържа 174 569 транзистора: общата им стойност е десет пъти по-голяма от първоначалната бройка на вакуумните тръби, тъй като транзисторите заместват и всички резистори, кондензатори и други компоненти. ENIAC е бил над 5 милиона пъти по-тежък, консумирал е с около 40 000 пъти повече електричество, но скоростта му е била не повече от 0,002% от тази на реконструирания процесор (100 kHz срещу 50 Mhz), всичко това е благодарение на полупроводниковата електроника и нейното непрекъснато подобрение.^[2]

ENIAC – първия електронен цифров компютър с общо предназначение

ENIAC-on-a-Chip създаден през 1996

Една заявка за търсене на Google използва повече изчисления от цялата програма Apollo

Вторият пример подчертава огромната изчислителна мощ, с която разполагаме днес:

Компютърът Apollo Guidance Computer (AGC) на борда на лунния модул (LM) изпълнява инструкции със скорост от около 40 KHz (или 0,00004 GHz), около 100 000 пъти по-бавно от лаптоп от висок клас днес. Имаше и подобен компютър в реално време, вграден в ракетата Saturn V. На земята НАСА имаше достъп до някои от най-мощните компютри за времето си: пет мейнфрейм компютъра на IBM модел 360/75, всеки около 250 пъти по-бърз от AGC. Те работеха почти 24 часа в денонощието, 7 дни в седмицата, изчисляваха данните за излитане и орбитите, наблюдаваха биомедицински данни по време на мисията и извършваха множество други изчисления.

Сравнихме това с това, което Google прави днес, и установихме, че:

Отнема приблизително същото количество изчисления, за да се отговори на една единствена заявка за търсене в Google, колкото за всички извършени изчисления – в полет и на земята – за цялата програма Apollo!^[3]

Технологичен напредък в производството

Всяка година от 2001 г. насам, списание MIT Technology Review избира десетте най-важни нови технологични пробиви за годината.^[4] Това е списък с технологии, които почти без изключение са възможни само поради напредъка в изчислителната мощ, описан от закона на Мур.^[5] По-голямата част от настоящите технологични разработки в индустриалната автоматизация също се базират на изчислителни и софтуерни постижения. Дори това, което се счита за „стари“ или „традиционни“ технологии, се възползват от все по-мощните програмируеми логически контролери (PLC), индустриалните компютри и устройствата за компютърно цифрово управление (CNC) и съответния софтуер.

Най-важните нови технологии в производството

Ще има много нови или подобрени технологии, които ще виждаме все по-често във фабриките или веригите за доставки в близко бъдеще като:

• Усъвършенствана роботика. В сравнение с конвенционалните роботи, усъвършенстваните роботи имат превъзходно възприятие, интегрируемост, адаптивност и мобилност.
• Индустриален интернет на нещата. Отнася се до взаимосвързани сензори, инструменти и други устройства, свързани в мрежа заедно с индустриалните приложения на компютрите.  Той е част от индустриалните системи за контрол, включващо модерните системи за надзорен контрол и събиране на данни (SCADA) и системите за управление на производството (MES).
• Машинно зрение. Обхваща всички приложения, при които комбинация от хардуер и софтуер осигурява оперативно водене на устройствата при изпълнение на техните функции въз основа на заснемане и обработка на изображения.
• Тримерният печат. Известно още като 3D печат, е компютърно контролиран процес, който създава триизмерни обекти чрез полагане на материали, обикновено на слоеве. Тази технология използва 3D CAD модели.
• Изкуствен интелект (AI) и машинно обучение (ML). AI е по-широката концепция за създаване на машини, които могат да изпълняват задачи по начин, който ние бихме сметнали за „умен“. ML е текущото приложение на AI, базирано на идеята, че просто трябва да дадем на машините достъп до данни и да ги оставим да се учат сами.
• Усъвършенствана аналитичност. Това е общ термин за няколко подраздела на аналитиката, които работейки съвместно използват възможности за прогнозиране. Усъвършенстваната аналитика използва методи и инструменти на високо ниво за предсказване на бъдещи тенденции, събития и поведения.
• Разширена реалност. Това е технология, която наслагва компютърно генерирано изображение върху погледа на потребителя за реалния свят, като по този начин осигурява композитен изглед.
• Виртуална реалност. Това е използването на компютърни технологии за създаване на симулирана среда.
• Блокчейн. От снабдяването със суровини до доставката на крайния продукт, блокчейнът може да увеличи прозрачността и доверието на всеки етап от веригата от доставки в индустриална среда.

Най-добър резултат може да се получи чрез комбиинацията на тези технологии

Този списък от технологии не е изчерпателен и постоянно се променя и разраства. Но вероятно това ще са новите технологии, които ще имат най-голямо въздействие върху производствените фирми през следващите 5 до 10 години, защото предлагат решения за най-много производствени проблеми.

Най-голямото въздействие, обаче, може да бъде постигнато ако тези технологии се комбинират. Тази концепция обикновено се обобщава като Четвъртата индустриална революция или Индустрия 4.0. Индустрия 4.0 обхваща продължаващата автоматизация на традиционните производствени и индустриални практики чрез използването на съвременни интелигентни технологии. Според поддръжниците ѝ, в бъдеще ще бъдем свидетели на една всеобхватна комуникация между машините чрез подобрените възможности на системите за индустриален контрол, което ще доведе до повишено ниво на автоматизация, подобрена комуникация и самоконтрол.  В производството ще се използват интелигентни машини, които могат да анализират и диагностицират проблеми без нужда от човешка намеса. Освен това експертите предвиждат сливане между физическия и дигиталния свят, което ще ни помогне да управляваме производствените процеси много по-добре, отколкото днес.

Няма да обсъждаме подробно Индустрия 4.0, защото в интернет има много информация написана по темата.^[6] Вместо това, в следващите две статии ще се спрем на две технологии, с които сме най-добре запознати – индустриалните роботи и системите за индустриален контрол. Тези две ключови технологии със сигурност ще получат голямо внимание в България и в световен план през следващите години поради нарастващата им полезност, приложимост и възвращаемост на вложените инвестиции.

Ще причини ли краят на законът на Мур спиране напредъка в производството?

Законът на Мур не е естествен закон. Той е просто наблюдение на реалността. Много експерти, включително Гордън Мур, очакват, че в даден момент растежът на изчислителната мощ ще се забави и дори ще спре. Причината е, че съществува физическа бариера в това колко малки могат да станат транзисторите. В момента те са толкова малки, че се доближават до размерите на няколко атома. Някои учени дори твърдят, че законът на Мур вече не е валиден и има признаци, че растежът на изчислителната мощност се е забавил.

Хардуерните иновации, оптимизираното програмиране и квантовите компютри вероятно ще удължат валидността на закона на Мур

Според Intel^[7] обаче това не е вярно и няма да се случи през следващите 10 години, защото все още има място за иновации като нови архитектури и нов дизайн на транзистори. Също така може да се постигне по-нататъшно подобряване на изчислителната производителност чрез по-добър софтуер, алгоритми и специализирана архитектура на чипове. Например, една възможност е да се намали така нареченото „раздуване“ на софтуера (“software bloat”), за да се извлече максимума от съществуващите чипове. Досега, с постоянно нарастващото изобилие от изчислителна мощ, програмистите не трябваше да се притесняват много за писането на по-ефективен код от гледна точка на хардуера.

Експерименти направени от изследователи от MIT показват, че е възможно едно изчисление, което изисква много изчислителна мощност, да се изпълни около 47 пъти по-бързо, само като се премине от Python, популярен език за програмиране с общо предназначение, на по-ефективния C. Това е така защото C, макар че изисква повече работа от програмиста, значително намалява необходимия брой операции. Това позволява на програмата да се изпълнява много по-бързо. По-нататъшното адаптиране на кода, за да се възползва напълно от чип с 18 процесорни ядра, ускорява нещата още повече. Само за 0,41 секунди изследователите от MIT получават резултат, който отнема седем часа с кода писан на Python.^[8]

Не на последно място, в момента квантовите компютри все още са в най-ранните етапи от своето развитие. Смята се, че квантовите компютри могат да решават определени изчислителни проблеми, значително по-бързо от класическите компютри. Което допълнително ще удължи валидността на закона на Мур.

Производственият сектор изостава в развитието в сравнение с общите тенденции

Нашето лично наблюдение е, че индустриалната автоматизация обикновено изостава в развитието в сравнение с общите тенденции, тъй като както доставчиците, така и клиентите са по-консервативни и предпочитат добре тествани и доказани технологии. Причината е, че обикновенно става на въпрос за огромни инвестиции, които веднъж осъществени, е трудно и скъпо да се променят. Освен това много от съществуващите ограничения, като несъвместимост на хардуера или софтуера, са резултат от търговски и лицензионни решения на доставчиците, а не реални технологични ограничения. И накрая, но не на последно място, все още има огромно пространство за разработване и подобряване на софтуера.

Така че дори ако законът на Мур престане да бъде валиден днес, което изглежда не е така, технологичното развитие в индустрията, породено от увеличената наличност на изчислителна мощност, няма да бъде сериозно засегнато през следващите 20 до 30 години. По времето когато ефектът от  Закона на Мур спре да действа, повечето хора от нашето поколение ще са се пенсионирали. И кой знае, може би до тогава ще са станали нови технологични открития, които за които днес дори не подозираме.

Чрез този линк може да прочете част 2: Усъвършенствани индустриални роботи.

Използвани източници

[1] Innovation and Entrepreneurship, Peter Drucker (1985)

[2] Growth, Vaclav Smil (2019)

[3] Fun fact: One Google search uses the computing power of the entire Apollo space mission

[4] https://www.technologyreview.com/10-breakthrough-technologies/2020/

[5] We’re not prepared for the end of Moore’s Law

[6] Някои от добрите публикации на тема Industry 4.0 са на McKinsey и BCG

[7] https://www.youtube.com/watch?v=QPHlXbDmIbU

[8] We’re not prepared for the end of Moore’s Law

The post Технологично развитие в производството. Мега тенденции, част 1. appeared first on Siviko.

Една такава възможност беше MicroMaster програмата „Принципи на Производството“ (на английски: Principles of Manufacturing (PoM)), предлагана от Масачузетския технологичен институт (на английски: Massachusetts Institute of Technology, по-известен със съкращението MIT) и организирана от неговия отдел по машинно инженерство, който заема първо място в световната класация на университетите. Програмата се предлага онлайн на образователната платформа edx.org и е равна на един семестър от Магистърската програма по Advanced Manufacturing and Design, която се предлага на място в кампуса. Записах се в програмата през август 2019 г. и я завърших преди няколко седмици (Юни 2020). Изключително съм доволен от наученото и бих искал да споделя своя опит и основни неща, които научих. Мисля, че за хората интересуващи се от производство, информацията ще е полезна.

1. Какво означава Принципи на Производството?

1.1. Дефиниция на принципите на производството

Какво ще рече принципи на производството? Смятам, че това е важен въпрос, който трябва да бъде обяснен по-подробно, защото това е причината да бъде създадена програмата PoM. Ще дам дефиницията и на двата термина така както бяха обяснени в програмата.

Нека първо да започнем с дефиницията на това какво е принцип. Съществуват много различни дефиниции, но най-добрата е, че принципът е основна истина, която обяснява или контролира как нещо се случва или работи.

На второ място, да дефинираме какво е промишлено производство и как то се различава от други човешки дейности. Промишленото производството е масово производство, в което има непрекъснат поток от „нови“ материали, преминаващи през система от единични процеси. По този начин то се различава от занаятчийството или производството на единични прототипи. Освен това, то комбинира множество вериги за доставка от различни доставчици и трябва да създаде продукт с минимални вариации. Производството е мащабно начинание и изисква огромни капиталови инвестиции под формата на дълготрайни активи, материали и компоненти и човешки ресурси. Крайната цел на всяка фабрика е да отговори на клиентските нужди и да бъде финансово жизнеспособна във времето.

Принципите на производството следователно са основни истини, които обясняват как работи сложният свят на производството. Те представляват набор от елементи, общи за всички производствени индустрии, които гравитират около концепциите за поток и вариациите. Всички те са аналитични методи за моделиране и контрол на потока и вариациите на четири нива в предприятието:

• На ниво обработка на част (компонент) където трябва надеждно и постоянно да се постигат изискваните спецификации на ниво компонент.
• На ново фабрика (производствена система), при което има поток от „нови“ материали през система от процеси с ограничена скорост и предразположени към непредвидени спирания.
• На ниво на пазара (верига на доставки), където има поток от материали и продукти през мрежа от производители и клиенти.
• На ниво фирма (бизнес), което отчита финансовите и управленските аспекти на масовото производство

1.2. Принципите на производството подкрепят технологичното развитие

Тези принципи са фундаментални, тъй като са приложими за всяка индустрия и подкрепят технологичното развитие във всякакъв мащаб и на всяко ниво на технологична развитие. Освен това те могат да помогнат при всякакъв вид вземане на решения, тъй като се основават на данни и аналитика. Те биха могли да бъдат използвани за значително подобряване на операциите, без значение какво е технологичното състояние на производството.

Потокът от материали през променливи процеси и системи съществува още от първата индустриална революция насам. Дори в новата дигитална ера на Индустрия 4.0 принципите са същите. Без значение каква е технологията, в нашия физически свят винаги има и ще има поток от материали през променливи процеси и системи, където те се трансформират в крайния продукт. Всъщност една фирма не може да направи правилен преход в Индустрия 4.0 без да е добре запозната с принципите на производството. Технологии като дигитализация, индустриални системи за контрол (SCADA или MES), изкуствен интелект или машинно обучение работят добре, само когато производственият процес е добре разбран в детайли. Тогава всички събрани и анализирани данни имат смисъл и биха могли да бъдат превърнати в информирани решения и действия. За да има интелигентни фабрики, първо са нужни интелигентни хора.

1.3. Основни характеристики на производството

Преподавателите в MIT са дефинирали четири основни атрибута на представянето на производствения процес, които са ключови при оценката на ефективността на една производствена система:

• Скорост – Показателят за скоростта предоставя мярка за това колко бързо се извършва процес. На ниво машина скоростта може да бъде отчетена като броя произведени части или операции, които могат да бъдат завършени за дадена единица време. Алтернативно, скоростта може да бъде представена време на производствен цикъл, или времето, което отнема за да бъде завършена една част или бъде произведен даден обем от някакъв материал. По-бързата скорост обикновено е по-привлекателна когато се сравняват процеси, ако не се вземат предвид страничните ефекти, които могат да страдат при увеличаване на скоростта, като по-къс полезен живот на използвания инструмент или по-лошо качество на специфицираните размери. Скоростта на даден процес зависи от физиката на процеса, както и от конкретния дизайн на частите, възможностите на оборудването и цялостната организация.
• Разходи – разходите за производство на продукт често са основен компонент от продажната му цена; в резултат на това разбирането на разходите за всеки процес е от съществено значение за разбирането на влиянието на дизайна върху технологичността на производството. За оценка на разходите, свързани с определен процес, направените разходи могат да бъдат класифицирани в две категории: фиксирани разходи и променливи разходи.
• Качество – Качеството, което потребителят възприема в завършен продукт, може да бъде повлияно от много фактори: трайност, естетическа привлекателност и т.н. Тези атрибути често са субективни и трудно може да се угоди на всички. От гледна точка на производствения процес, качеството може да бъде измерено като способността да се постига последователно поставените технически спецификации.
• Гъвкавост – гъвкавостта в производството е лекотата, с която даден процес може да бъде пренастроен така, че да произведе различна част или дизайн. Няма общо-приет количествен показател за гъвкавост, но по-гъвкавият процес изисква по-ниски разходи и / или по-кратко време, за да се адаптира към новия дизайн на част от по-малко гъвкавия процес.

2. Курсове в програмата PoM

Програмата PoM се състои от осем онлайн курса и четири заключителни изпита, което представлява еквивалент на един семестър в MIT, на ниво магистърска степен. Те осигуряват фундаментална база за разбиране и анализ, характеризиране и контрол на потока и вариациите на различни нива на предприятието:

• Контрол на производствения процес: Моделиране и контрол на временните и пространствените промени в единичните процеси.
• Производствени системи: Моделиране и контролиране на потоци и вариации в производствените системи със стохастични елементи и променливи.
• Верига за доставки за производство: управление и проектиране на оптимални вериги на доставките в производството.
• Управление в производството: Разбиране на начините на употреба и потока от бизнес информация за започване, мащабиране и управление на производствено съоръжение.

В следващите раздели ще опиша впечатленията ми и основните моменти в тези курсове.

2.1. Контрол на производствения процес I и II

2.1.1. Статистически процесен контрол

Първата част на програмата е фокусирана върху моделиране и контрол на времевите и пространствените изменения в единичните процеси, използвайки статистически методи и най-вече статистически контрол на процесите (на английски: Statistical Process Control (SPC)). SPC е разработен за първи път от Walter Shewhart през 1924 г., докато работи по задача за подобряване на гласовата яснота на въглеродните трансмитери в телефонните апарати на AT&T. По това време, AT&T произвежда милиони телефонни апарати и проверката на всяко произведено устройство е практически невъзможно.

Shewhart забелязва, че повечето дефекти са следствие от вариации в производствения процес. Той установява, че потокът от „нови“ материали през производствените процесите носи със себе си случайни вариации, което може да доведе до изменения и в крайните физическите измерения и свойства на произведените части или продукти. Ако атрибутите на произведените части са в границите на поставените технически спецификации, тогава всичко е наред. Но ако са извън поставените граници, тогава частта или продукта е дефектен. Например, да си представим, че трябва да се произведе вал с диаметър 7 мм с възможен допуск от ±0,1 мм. Ако диаметърът е 7,1 мм или 6,9 мм, тогава това е в рамките на спецификацията и отклонението е приемливо. Но ако измерения диаметър е 6,89 мм или 7,11 мм, частта се категоризира като дефектна и трябва да бъде преработена или бракувана.

Има два основни източника на вариация – детерминистичен или случаен. Детерминистичното изменение има причина, която може да бъде идентифицирана и коригирана. Това може да е грешка на оператора, износване на инструмента, дефектна суровина, околен климат и т.н. Освен това има и чисто случайна вариация, чийто източник не може да бъде определен или дори да бъде определен, не може да бъде контролиран. Ако успеем да открием и коригираме  източника на детерминистичната вариация, ще остане на действа само случайната вариация. Това би означавало, че процесът е в статистически контрол и поддържането му в такъв контрол намалява брака и подобрява качеството на крайния продукт.

Когато даден процес е в статистически контрол, ако съберем данни от процеса (например измерваме средния диаметър от няколко бройки валове) и го представим като графика, в течение на времето на разпределението на данните ще започне да прилича на нормалното разпределение (още известно като Гаусово). Получената графика ще прилича на това нормално разпределение:

От горната фигура може да се види, че 68,2% от всички точки трябва да са в рамките на едно стандартно отклонение (отбелязано с гръцката буква σ – сигма) от средната стойност, или че 95,8% трябва да бъдат в рамките на две стандартни отклонения от средната стойност и т.н. Например , ако вземем предишния пример, в който измерваме диаметър на вал и сме установили, че средната му стойност в точно 7,00 mm, а стандартното отклонение е 0,05 mm, тогава 68,2% от всички измерени точки трябва да паднат между 6,95 mm и 7,05 mm.

След като опитно сме определили средната стойност и стандартното отклонение на стабилен процес без детерминистични изменения, можем да започнем да извършваме статистически контрол на процесите. По същество това означава, че с всяко записано измерване трябва да определим дали това, което виждаме, все още е част от очакваното нормално разпределение или се е появило някакъв нов детерминистичен източник на вариации. С други думи, всеки път, когато записваме нова точка от данни, ние трябва да определим дали е това, което очакваме да видим въз основа на параметрите на познатото нормално разпределение или нещо се е променило и процесът вече не е в статистически контрол.

Това става с помощта на контролна диаграма като показаната по-долу. Когато събраните точки от данни се начертаят във времето, получаваме следната графика:

Сините точки представляват това, което очакваме да видим дали данните наистина следват очакваното нормално разпределение. Разпределението на точките трябва да е на случаен принцип според параметрите на нормалното разпределение и трябва да бъде в зададените контролни граници. Ако започнем да наблюдаваме необичайно поведение – например точки извън контролните граници или ясно разграничими тенденции – например 8 последователни точки в една посока, трябва да спрем производствения процес и да проверим дали има детерминистична причина за това изменение.

Червената пунктирана линия представляват контролните лимити. Честа практика е те да се поставят при ±3σ. Тогава, вероятността една точка да попадне над горната или под долната граница при процес в статистически контрол е само 0.2%. Поради тази причина, това обикновено се приема като сигнал, че процеса вече не е в статистически контрол. В този случай производството трябва да бъде спряно и да се проучи каква е причината за тази вариация.

SPC е инструмент, който е много полезен за оптимизиране на качеството на процеса при големи потоци от части и продукти, когато тестването на всички произведени части е или твърде скъпо, или невъзможно. SPC може да помогне за откриване на проблеми, преди те да доведат до големи количества произведени дефектни продукти или дори да предотвратят това.

2.1.2. Моделиране и минимизиране на вариациите

Докато първата част на курса е изцяло посветена на темата за SPC и пасивното наблюдение на съществуващите процеси, втората е посветена на активното моделиране и минимизиране на вариациите с цел подобряване на процеса. Курсът обхваща най-често срещаните техники за определяне на източниците за вариации и различни методи за постигане на оптимизация на процеса и стабилност. Също така дава насоки за провеждане на експерименти, за да се установят източниците имащи най-важна роля в качеството на крайния продукт. Няма да описвам подробно с тази част от курса, тъй като е много техническа, но определено тя дава добър поглед върху това, което може да се постигне, ако разполагаме с данни от производствения процес.

2.1.3. Мнение относно курса и приложение в нашата работа

За мен лично тези два курса бяха най-трудни, тъй като включваха много статистика и математика. Изучавал съм статистиката преди 15 години, но трябваше да отделя значително време в опресняване на тези знанията. Трябваше също да науча как да работя в Matlab на едно базово ниво. Определено ще използвам придобитите знания, тъй като междувременно станахме интегратор на софтуерния модул SPC от Американската фирма Sepasoft, което е естествено продължение на нашата работа с платформата Ignition. Разбирането и оценяването на случайността в производствения процес може да бъде полезно и в други аспекти на нашата работа, като например при проектирането на нови машини и оборудване или при калибриране на определен автоматизиран процес. В един от последните ни проекти, използвахме подобни техники за калибриране на машината.

2.2. Производствени системи I и II

Втората двойка курсове в програмата е свързана с моделиране и контрол на потоците в производствените системи със стохастични (случайни) елементи и входни параметри. Основната тема е, че потокът във фабрична система има променливост, която се причинява от ненадеждност на машините или оборудването, промени в скоростта, времената за настройка, размерите и нивата на буферите от складови наличности, блокиране на „глад“ (т.е. когато липсват входящи материали) на машини и др. Фабриките се разглеждат като случайни динамични системи. Фокусът на курса е върху количеството – по-специално как да се постигнат поставените производствени цели за производство на определено количество в определено време. Този курс беше една от причините да запиша програмата, тъй като е естествено е свързано концепцията за lean manufacturing, която винаги ми е била интересна.

Производствени системи I и II бяха трудни, но много интересна двойка курсове. Първия курс поставя теоретичната основа за моделиране на производствени системи като вероятност, стохастични процеси и теория на опашката (queueing theory). След това се разглеждат някои количествени модели на поточни линии с един модел част произвеждана от няколко ненадеждни машини подредени във производствена верига. Той също така обяснява понятието „тясно място“, влиянието на размерите на буферните запаси върху скоростта на производство и основните идеи, който открояват Toyota Production System. В крайна сметка, когато математическите модели не могат да се справят с цялата сложност на реалния свят, курса преминава към използването на симулации.

Учебник за този курс беше книгата „Целта: процес на непрекъснато усъвършенстване“ от Елияху М. Голдрат. Това е една от най-добрите бизнес книги, които съм чел и горещо я препоръчвам. Г-н Голдрат е известен и като изобретател на Теорията на ограниченията, която е популярна управленска концепция. Освен това, за първи път използвах и симулационен софтуер, наречен AnyLogic. Можете да опитате и вие – софтуера има и безплатна версия.

2.2.1. Ненадеждни машини

Голяма част от курса беше посветена на концепцията наречена ненадеждни машини, които са поставени в последователна верига от производствени процеси. Ненадеждната машина може неочаквано да спре работа заради повреда. Вероятността това да се случи се базира на съотношения между средна продължителност на работа до отказ и средна продължителност на ремонт. Така номиналната норма на производителност на машината намалява поради тази ненадеждност.

Между всяка машина има буфер със запас от полуфабрикати или материали. Когато една машина произведе или обработи дадена част, тя се съхранява в буфера надолу от нея в производствената верига. Ако буферът е пълен, машината е блокирана и не може да произвежда повече докато не се освободи място в буфера. Ако машината нагоре по веригата се повреди и буферът преди машината е празен, тогава машината „гладува“ и е принудена да спре производството докато не пристигнат части и материали, с които да започне работа.

Просто представяне на производствената верига изглежда по следния начин:

Има два основни извода от тази теоретична постановка, които имат важни практични последствия.

2.2.2. „Тесни места“

Рядко в реалния живот всички машини от производствената верига имат еднакви нива на производителност и надеждност. Това означава, че почти винаги има машина, която е или по-бавна или по-малко надеждна от останалите във веригата. Тази машина се нарича тясно място (в графиката по-долу това е Машина 2). Една производствена верига не може да произведе повече от това, което с което „тясното място“ може да се справи, тъй като то или блокира или лишава от входящи материали и части другите машини във веригата. Затова това, основен принцип е да се полагат усилия за оптимизация на ефективността на цялата верига, а не да целим да постигаме 100% производителност при всяка отделна машина, защото това ще доведе до натрупване на много неизползван запас от материали и продукти, а общата производителност на веригата изобщо няма да се промени. Вместо това фокусът трябва да е върху тясното място и трябва да се уверим, че правим всичко възможно то да работни на максималните си възможности. Машината, която е тясно място, никога не трябва се оставя да бездейства, никога не трябва да бъде блокирана или лишена от материали, а когато откаже работа, трябва да бъде ремонтирана възможно най-бързо.

Познаването на тесните места в едно производство е и полезно при приоритизиране на бъдещите инвестиции – естествено, най-добрата възвръщаемост идва в инвестициите в тесните места. Когато едно тясно място престане да бъде такова благодарение на повишен капацитет или ефективност, обикновено се появява ново такова на друго място в производството. Понякога тясното място може дори да не е физическо ограничение, а резултат от неправилни вътрешни политики или процедури. Концепцията за тесните места е мощен инструмент.

2.2.3. Ролята на запасите

Материални запаси имат огромно влияние върху производителността и е много добър показател за случващото се в производствената верига. Те действат като буфер между ненадеждните машини и позволяват на други машини от веригата да продължат да работят, докато някоя друга е отказала работа и се ремонтира. Ако в производствената верига изобщо липсват материални буфери, това означава, че когато една машина откаже или спре работа, всички останали машини във веригата ще трябва да спрат и работата. От друга страна, материалните запаси костват пари и място. Най-високата производителност се постига когато буферите са безкрайни, но е пределно ясно, че това е много непрактично. Въпреки това, стратегическото поставяне материални буфери с различни размери би могло да окаже огромно влияние върху производителността на цялата верига.

2.2.4. Полезността на данните

В тази статия не мога да покрия подробно всички методи изучавани в курса. Това, което мога да кажа със сигурност е, че той е отлично въведение в това как се проектират системи, за да се увеличи максимално скоростта на производството и да се минимизират разходите. За да се прилагат тези принципи в реалния свят, точната и актуална информация от производството може да бъде изключително полезна. Не случайно в последните години все повече се говори за възможностите за автоматизирано извличане и анализ на данни от производството. Например, ако човек има система за обща ефективност на оборудването (на английски: Overall Equipment Efficiency (OEE)), система за проследяване на материалния поток (на английски: Track and Trace system) или SCADA (на английски: Supervisory Control and Data Acquisition) като Ignition, той може да използва събраната информация за оптимизация на целия процес. Освен това, данните могат да бъдат използвани за да се правят симулации. Много по-евтино и по-бързо първо да се проиграят различни варианти чрез симулации, преди да бъдат инвестирани огромно количество време, труд и ресурси в реални проекти.

Успешно приложихме знанията и в наш проект: Оптимизация на палетизиращ робот. При него идентифицирахме тясното място, проучихме го и в крайна сметка подобрихме значително работата му. Въвеждането на буфер имаше огромен ефект върху скоростта на производството.

2.3. Вериги за доставки и планиране на капацитет

Третата част на PoM е свързана с управлението и дизайна на оптимални вериги за доставки в сферата на производството. Акцентът отново е в несигурността, но този път по отношение на търсенето, предлагането и логистиката. Основната задача управлението на складовите наличности и производствения капацитет, за да бъде постигнато търсеното ниво на обслужване.

В класа има две основни теми – управление на складовите наличности и планиране на капацитета и дизайна на мрежата от доставки. Някои използвани методи са много базови, като например „проблема при разпространение на вестници“ (на английски: newsvendor problem), докато други като модела за количество на икономическата поръчка (на английски: Economic order quantity model) или модела с гарантирано ниво на услугата (на английски: Guaranteed-Service Model) са по-сложни. Тези модели са широко използвани в индустрията и курсът предоставя реални примери от фирми като Procter & Gamble, HP и Intel, които са оптимизирали своите вериги за доставки и материални запаси като използват такива тези методи.

Втората тема в курса свързана с планиране на капацитета и дизайн на мрежата от доставки, кято лично ми е по-интересна. В нея се използва много оптимизационно моделиране като сметките се правят с помощта на инструменти като Excel Solver и Open Solver, които са свободно достъпни в Excel. Всъщност това, което наистина ми харесва при тези инструменти е, че могат да се използват при решаването на много различни оптимизационни задачи, а не само за моделиране на производствен капацитет. Подобни, но по-сложни и мощни инструменти за оптимизации се използват в американските компании от десетилетия. Все още не съм чувал за някой, който използва подобни инструменти в България. Може би тук няма толкова остра нужда, тъй като компаниите са по-малки, а дизайна на мрежи за доставки и планирането на капацитет е по-просто. Или може би не съм добре осведомен и такъв софтуер се използва. Наистина не знам.

Друга интересна тема в курса е как да се проектира една мрежа, така че да се постигне по-голяма гъвкавост. Абсолютна гъвкавост се постига когато всяка машина или оператор или фабрика (производствена единица) може да произвежда всеки един продукт. Това обаче е или твърде скъпо за постигане, или нереалистично. Вместо това, курса въвежда една методична рамка за оценка на ползите от гъвкавостта. Тя показва, че една ограничената гъвкавост, ако бъде разгърната по „правилния начин“, може да постигне ползите от абсолютната гъвкавост. „Правилният начин“ е да се проектира така системата, че производствените единици да могат да заместват поне една друга производствена единица в производството на даден продукт. Трябва да се направи възможно най-дълга затворена верига от връзки между производствени единици и продукти. По този начин може динамично да се променя производствения капацитет за даден продукт, което почти изцяло постига ползите от абсолютната гъвкавост.

Като цяло това беше предизвикателен курс, включващ много моделиране и изчисления. Въпреки това, курса беше много полезен, тъй като разбрах как световните лидери управляват своите вериги от доставки. Благодарен съм, че лекторите имаха много кратки и разбираеми обяснения на доста сложни теми. Този курс би бил много полезен за специалисти, занимаващи се с управление на материалните запаси, планиране на капацитет или управление на веригата на доставки.

2.4. Мениджмънт в промишленото производство

Последната част от PoM е фокусирана върху разбирането и използването на потоците от данни за стартиране, разрастване и управление на едно производствено предприятие. Човек може само да си представи колко много променили има в това ниво на вземане на решения. При него има постоянна промяна в потока от капитали, продажби, доставки на енергия и материали,  познанията ни за пазара, промени при конкуренцията, човешките ресурси и т.н. За това е изключително важно бизнес целите на фирмата да бъдат свързани с производствените цели.

В първата част на курса са обхванати теми като бизнес планиране, продажби и маркетинг, финансово счетоводство, планиране на проекти и интелектуална собственост и лицензиране. Тъй като цялата програма е насочена предимно към инженери, тематиката в този курс е широка и не навлиза в много подробности. Аз съм завършил магистратура по мениджмънт, така че за мен това беше най-лесният курс. Все пак успях да науча и някой нови нещата като например по-добри практики в писането на бизнес планове и дори го използвах в собствената ни компания. Доволен съм от резултата. Използваният от мен шаблон е създаден от Derby Management и може да бъде изтеглен безплатно от уебсайта им: тук.

Втората част на курса беше организирана във формата на бизнес казуси, които обхващат различни аспекти на управлението на бизнеса като лидерство и бизнес култура, маркетинг, операции, технологии и т.н. Това беше по-трудната част, но и доста интересно, тъй като казусите бяха добре направени и подбрани.

3. Усилия нужни за завършване на курса

Всичките осем курса продължиха 34 седмици и трябваше да отделя средно около 18 часа седмично. Следователно, ще трябва да инвестирате значително време, особено ако не сте добре запознати със статистиката и теорията на вероятностите. Ако това е така, съветвам Ви да предварително да изкарате курс по тези теми, преди да започнете PoM. Вие също трябва да сте добре запознати с Excel и да се чувствате комфортно да работите с алгоритми и математически модели. Не е необходимо да сте инженер, за да завършите този курс и не е необходимо да разбирате подробно определени производствени процеси.

За да преминете курса, ще трябва да всяка седмица да решавате домашни и да вземете изпит в края на курса. Ще получавате точки както за домашните, така и за изпити и ще трябва да имате поне 60% (оценка C), за да вземете курса. Аз лично получих четири A (90 – 100%) и четири B (76 – 89%), като при две от тях 1-2% не ми достигнаха за по-високата оценка.

Голям плюс на програмата са преподавателите. Всички те, освен че имат отличната теоретична подготовка и добър педагогичен подход, са работили и в множество реални проекти в производството. За това имат много практичен подход към всичко, което преподават.

4. Заключение

Вярвам, че MicroMaster програмата Principles of Manufacturing може да бъде полезна за много хора, професионално занимаващи се с промишлено производството. Въпреки че трябва да се инвестират доста усилия и време, мисля, че това напълно си заслужава. Представените принципи са наистина универсални и могат да се прилагат във всяка индустрия на всяко технологично ниво на развитие. Дори появата на новите технологии свързани с Индустрия 4.0 няма да промени това. Напротив, Индустрия 4.0 ще въведе нови технологии, които са съсредоточени значително върху извличането и анализа на данни. Данните са полезни само когато човек може да взема добре информирани решения въз основа на тях. Ако не сте запознати как работи вашият бизнес, тогава тези данни са безсмислени и такава инвестиция никога няма да се изплати. А ако разбирате как работи производството Ви, това ще Ви бъде от голяма полза от постигане на дългосрочни бизнес успехи.

Винаги сме се ангажирали с повишаване нивото на информираност за местната индустрия и подкрепяме организации като Lean Institute Bulgaria, Trakia Tech и Stoos Network Bulgaria, които също имат за цел да разпространяват добрите управленски практики и новите технологии. Има видима тенденция местните мениджъри и инженери да искат да увеличат своите знания и усъвършенстват своите умения. Надявам се тази тенденция да се засили още повече, защото имаме нужда най-вече от интелигентни хора, за да имаме интелигентни фабрики.

The post Какво научих от програмата на MIT „Принципи на Производството“ appeared first on Siviko.

Радваме да добавим към портфолиото ни и интеграцията на индустриални роботи FANUC, което ни позволява да предложим гъвкави и надеждни решения за палетизиране, депалетизиране, позициониране, пакетиране и други манипулации с материали. Предлагаме цялостно решение, което включва инсталиране и програмиране на индустриалните роботи и периферия и поддържаща инфраструктура към тях като проектиране и изработка на нестандартни хващачи (грипери), транспортни ленти, манипулатори, машинно зрение, системи за индустриален контрол базирани на Ignition, дозиращи системи, сензори и измервателни уреди и други.

Вярваме, че роботизираните системи тепърва ще намират все по-голямо приложение в България и ще позволят на производителите да са по-продуктивни, да оптимизират разходите си, да увеличат качеството на крайния продукт и да са по-гъвкави спрямо пазарните промени. Това ще ги направи и по-конкурентоспособни на международната сцена. Индустриалните роботи имат редица важни преимущества:

• Увеличават ефективността. Индустриалните роботи са проектирани да работят бързо и точно. Те позволяват автоматизация на производствени процеси, които преди това са отнемали много повече време и ресурси. Като краен резултат се постига повишаване на производителността на цялата производствена линия.
• Подобрено качество. Индустриалните роботи имат изключително високи нива на точност и повторяемост, което намалява вариациите и увеличава качеството на крайното изделие. Намаляването на времето, което се отделя за извършване на качествен контрол, е съществено преимущество.
• Подобрена работна среда. Някои задачи са твърде опасни, интензивни или повторяеми за да се извършват от хора и вместо това могат да се извършват от индустриални роботи. Пряк резултат от роботизацията е значителното подобряване на работните условия и едновременно с това –  повишаването на нивото на трудова безопасност.
• Повишена рентабилност. Въвеждането на индустриални роботи води до повишаване на ефективността на производствения процес чрез оптимизиране на използваните ресурси, повишава качествените показатели, и като краен резултат повишена  рентабилност на производството. Интеграцията на индустриални роботи спестява значителни ресурси в средносрочен и дългосрочен план. Според нашия опит, възвращаемостта от подобни проекти е средно около 20% до 50% на година, а в специфични случаи и повече.
• Непрекъснатост на работния процес. Индустриалните роботи могат да работят денонощно при 100% ефективност.
• Помагат с проблема с намиране на персонал. България вече изпитва ефекта от демографската криза, но интензитета през следващите поне 20 години ще е още по-голям. Според данни на Евростат, се очаква до 2040 г. активното население във възрастовата група 15 – 64 години да намалее с около 1 000 000 души. Това ще има огромен негативен ефект върху намирането на служители и върху разходите за труд. Няма как българския бизнес да се справи с този проблем без автоматизация и оптимизация на производството.
• Престиж. Въпреки, че индустриалните роботи са машини като всички останали, те винаги са запленявали човешкото въображение поради своята елегантност, бързина, сила и прецизност. Със сигурност индустриалните роботи са символ на високо-технологичното производство. За това, освен всички други предимства, изброени до момента, могат да бъдат използвани и като инструмент, с който да бъдат спечелени нови клиенти и партньори.

Защо се спряхме точно на FANUC за партньор при индустриалните роботи?

• FANUC е единствената компания в отрасъла, която сама разработва и произвежда всички най-важни компоненти за продуктите си, които се отличават с върховно качество и функционална надеждност, съчетани с най-високите нива на наличност. Роботите са изключително надеждни.
• FANUC e и най-голямата компания за индустриални роботи и имат голямо портфолио от различни роботи. Палетизиращите роботи, което е нашия фокус в момента, са сред най-бързите.
• FANUC имат и дълга история с присъствието си в България и предлага местна поддръжка и профилактика за целия срок на експлоатация.

Добавянето на индустриални работи в портфолиото ни е голяма и важна стъпка в развитието на фирмата, защото ще ни позволи да дадем повече на нашите клиенти. Ако проявявате интерес към индустриалните роботи и имате конкретна идея – свържете се с нас и ще се радваме да я обсъдим.

The post Сивико предлага интегриране на индустриални роботи FANUC appeared first on Siviko.

Според нашия опит, инвестициите в палетизиращи роботи могат да предложат много висока възвръщаемост на инвестициите (ROI), тъй като те намаляват значително разходите за труд. Обичайно такава инвестиция постига възвращаемост в порядъка от 25% до 50% на годишна база. Палетизирането обикновено е в края на производствения процес и при увеличение на скоростта му потенциално би могло да се премахне едно „тясно“ място за производство. В този случай, инвестицията има огромно непосредствено въздействие върху производителността на цялата линия, което пък е в пряка връзка с продажбите и паричния поток. При такива случаи възвръщаемостта на инвестициите може да бъде дори по-висока.

В случаите когато производственият процес в предходните операции в една производствена линия е оптимизиран или капацитетът му се увеличи, съществуващото роботизирано палетизиране може да се превърне в „тясно“ място за цялото производство. Очевидното решение е да се увеличи капацитета с добавянето на още палетизиращи роботи. Това обаче е значителна инвестиция и понякога дори не е възможно, когато свободното пространство в производството е ограничено. В такива случаи по-разумно е да се помисли за оптимизация на работата на съществуващия робот или роботи. В тази статия ще разкажем за един такъв проект.

Производството на наш клиент се нуждаеше от увеличаване на палетизиращия капацитет на неговия робот Fanuc, тъй като се добави нов производствен капацитет в предходните процеси. Вследствие на което палетизиращия робот се превърна в сериозно „тясно“ място за цялото производство. Добавянето на втори робот беше възможно, но не и предпочитано решение, защото физическото пространство във фабриката при тази производствена линия е много ограничено. Анализирахме начина, по който работи съществуващият робот и установихме, че е възможно да го оптимизираме, така че капацитета му за палетизиране да бъде по-голям от новия производствен капацитет на предходните процеси. Направихме няколко взаимосвързани подобрения:

• Първо, организирахме буфериране спрямо предходната стъпка в производствения процес като въведохме интелигентно управление на конвейерните ленти. В предишната конфигурация ако робота не успяваше да се справи достатъчно бързо с палетизирането, пълненето на торби, която е предходната операция, спираше. С въведения буфер премахнахме ненужното спиране на машините за пълнене на торби при технологичните паузи на робота, например при смяна на палет. Забележете във видеото по-долу как торбите се нареждат пред робота докато се сменя палета. След въвеждането на второто подобрение, описано по-долу, робота става достатъчно бърз, за да компенсира забавянето и да изпразни натрупания буфер. Само тази мярка увеличи производителността на цялата система с приблизително 30%.
• Второ, скоростта на робота беше ограничена поради програмираните неподходящи движения, а този недостатък беше подсилен и от не добрата конструкция на съществуващия хващач. В следствие на това, при по-големи скорости роботът изтърваше или разкъсваше торбите. Конструирахме и произведохме нов хващач Siviko PBGT1, който има по-добро захващане на торбите и позволява по-големи скорости на движение. Освен това програмирахме робота с по-подходящи и оптимизирани за целта движения. Това увеличи производителността на работа с допълнителни 50%.

• Третата стъпка беше да интегрираме робота със съществуващата SCADA система, която сме изградили на базата на Ignition на американската компания Inductive Automation. Това позволи на операторите лесно да променят програмата за палетизиране на робота в същия удобен за потребителя интерфейс, през който управляват цялото производство. Това премахна още едно ненужно забавяне.

В следващото видео можете да видите какъв е ефектът от оптимизацията. От лявата страна е роботът, след като транспортната система вече е оптимизирана и преди оптимизирането на програмата за подреждане и новия хващач. От дясната страна е робота, след като са реализирани всички подобрения. В този случай роботът палетизира едновременно торби от две производствени линии, за да може новият му капацитет да бъде използван пълноценно.

Оптимизирането на работата на съществуващото оборудване спрямо инвестиране в ново оборудване винаги е въпрос, който ръководството трябва да вземе предвид, защото то спестява пари, време и пространство. Ако палетизирането е „тясно“ място в производство ви, сигурни ли сте, дали вашите палетизиращи роботи работят с пълния си капацитет?

The post Оптимизация на палетизиращ робот appeared first on Siviko.

Често ни задават въпроса:

„Мога ли да използвам модерна система за управление на производство  без да заменям цялото оборудване? Може ли предлаганата от Сивико софтуерната платформа Ignition, да работи със наличния ни хардуер?“

Краткия отговор е:

Да, може! И не само, че може, а резултатите са наистина впечатляващи.

В тази статия ще разкажем за точно такъв тип проект, в който клиентът ни реши да инвестира в подобряване на производствения си процес като замени съществуващата система за управление на производството с предлаганата от нас съвременна система Ignition, без да се налагат инвестиции в замяна на хардуера. В резултат на това постигнахме значителна оптимизация на производствения процес и създадохме изцяло нови възможности за неговото управление.

Клиентът

Клиентът в този проект е сред водещите български производители на сухи строителни смеси, лепила и мазилки – Теразид ЕООД. Производството на сухи строителни смеси  представлява една голяма инсталация, разположена на няколко етажа. Тя обединява различни процеси – дозиране, смесване, опаковане на готовия продукт, транспорт, палетизиране и складиране. Производствената инсталация има множество бункери, в които се съхраняват суровините, шнекове, дозиращи бункери, клапи, рутери, миксери, пакетиращи машини, аспиратори, пневматични и електрически вибратори, транспортни ленти, индустриални роботи и други.

Предизвикателството

Едно от съществуващите ограничения на старата система за управление на производството беше начина, по който се управляваха рецептите. Параметрите на всяка една рецепта – дози, приоритет, технологични времена, се съхраняваха в друга система и се зареждаха през отделен интерфейс в програмируемият логически контролер, управляващ производството. Тази организация на работа създаваше проблеми на операторите, защото не можеха автономно да променят и създават нови рецепти. Това е особено затормозяващо при създаване на нови продукти, защото по време на производствените тестове трябва да се правят множество промени по параметрите на рецептите докато се получи търсения резултат. Представете си колко тромав е процеса на работа ако за всяка малка промяна на рецептите опрераторите трябва да търсят съдействие от компетентен инженер. При производството на строителни смеси е от изключителна важност рецептите да бъдат изпълнени правилно и без вариации в качеството. Например при лепилата за плочки, малка разлика в съотношенията на химическите добавки може значително да промени времето за втвърдяване. Това затруднява работата на крайния клиент – строителните работници. За това, начина на управление на рецепти трябваше да бъде променен.

Заедно с клиента направихме анализ на текущото състояние и решихме, че съществуващата SCADA система не може да бъде доработвана и трябва да бъде изцяло заменена. Новата система е разработена на платформата за индустриални софтуерни приложения Ignition поради редицата ѝ технически и лицензионни предимства. Пътво, Ignition комуникира еднакво добре с хардуер и с база данни.  Второ модулната ѝ архитектура и съществуващите инструменти позволяват лесно персонализиране на система с необходимите приложения за конкретното производство. Всъщност, новата система се превърна в повече от SCADA. Тя стана система за индустриален контрол и е логична първа стъпка в дигитализацията на производството.

Решението

В рамките на 3 месеца изградихме новата система, която постигна търсените резултати. Освен основната нова функционалност – управлението на производството и рецептите – създадохме изцяло нова организация на човеко-машинният интерфейс, добавихме автоматично създадени отчети за изразходените количества материали, изцяло нова системи за аварийните събития, трендовете и редица други подобрения.

Управление на рецепти

Новата функционалност за управление на рецептите позволи на операторите и технолозите сами да създават, редактират и зареждат рецептите. Това им позволи да са много по-бързи, по-точни и по-гъвкави, по време на стандартния производствения процес и при разработка на нови рецепти. Друга голяма полза на дигитализацията беше, че вече всички особености при изпълнението на рецептите се намират в системата.  Те станаха достъпни и видими за целия екип – мениджмънт, технолози, поддръжка и оператори.  Добавихме и редица подобрения като например прогнозни изчисления за това за колко още производствени цикъла би стигнал наличния материал. Това помага на операторите по-лесно да следят наличните материали и да допълват липсите. По този начин се намаляват непланирани спирания на производствения процес. Друга голяма полза от системата беше, че успяхме да използваме по-добре съществуващия хардуер като „отключихме“ функции, които преди това не бяха достъпни. Например създадохме допълнителни възможности за настройка на дадени технологични времена и т.н.

Управление на рецептите

Нов HMI

Замисляли ли сте се колко е важен интерфейса човек-машина (HMI) в управлението на едно производство? Според проучване проведено в САЩ, голяма част от сериозните индустриалните инциденти се дължат именно на лошо създаден HMI. Освен големите инциденти докладвани в медиите, има множество малки, но постоянни загуби на качество и производителност, които често остават незабелязани.  Екрани претрупани с ненужна информация, натоварващи цветови схеми, неинтуитивна навигация, нееднозначни данни, „заровени“ настройки, липсващи алармени събития и т.н. често заблуждават или объркват операторите, които управляват производствения процес в реално време.

За да представим важната информация ясно, просто и недвусмислено, решихме изцяло да променим съществуващия HMI. Създадохме нова интуитивна навигационна схема, опростено графично представяне и нова високо-производителна цветова схема. Опростихме графичното представяне на процесите като премахнахме всички елементи, които не носят полезна информация. Това ни позволи да покажем целия производствен процес на един екран. Вече операторите могат с един бърз поглед да се видят текущото състояние на цялото производство. Освен това, при новата цветова схема направихме фокусът да е върху важните съобщения изискващи внимание. Екраните са предимно в неутралните цветове сиво и бяло, данните в реално време от производството са в синьо.  Алармените състояния и събития са в привличащите вниманието цветове жълто, оранжево и червено. Всичко това, позволява на операторите да следят процеса дори когато са на метри от екрана и вършат друга оперативна работа.

Управление на потребители

Към новата система изградихме различни нива на потребителски достъп, което позволява на различни групи потребители да работят безконфликтно в единна система за управление на цялото производство. Например, това позволи едновременно операторите да управляват процеса, докато технолозите го наблюдават и оптимизират без да се опасяват, че ще спрат някоя машина или работния процес. Освен това, осигурихме дистанционен достъп до системата и на мениджърският състав в офис сградата чрез криптирана SSL комуникация.

Единна система за управление на производството

Друга важна полза от системите за индустриален контрол е възможността им да извличат данни от производството и да ги превръщат в полезна информация, която да спомага за работата на всички в екипа. Възможността на Ignition да комуникира еднакво добре както с хардуера, така и с бази данни, ни позволи да изградим мощни инструменти за визуализация на данните и отчетност. Данните от производството вече са достъпни в реално време чрез вградените инструменти на Ignition, а в допълнение създадохме алгоритъм за отчитане на изразходените количества на дневна база. Това позволява точна и бърза отчетност и спомага и за по-доброто производствено планиране.

Заключение

Новата система за управление на производството подобри производствения процес като направи управлението му много по-лесно, по-надеждно и по-гъвкаво, без да е нужно да се правят големи инвестиции в замяната на хардуера. Системата премахна редица ограничения и създаде нови възможности пред производствения екип да си върши качествено работата. Така в крайна сметка клиентът ни може да се фокусира върху най-важното за него – създаване на качествен краен продукт, при висока производителност и с възможност за постоянно подобрение на процесите.

Този проект е добър пример за това колко важна роля играят модерните системи за управление на производството дори на места където има в годините е създадено едно наследство от различни машини и инсталации. За нас, този тип системи са първата стъпка към изграждането на „умна фабрика“ и дигитализация на производството. Както казахме в началото, внедряването им е възможно, а резултатите са впечатляващи.

The post Дигитализация на производството с Ignition SCADA appeared first on Siviko.

Сивико ООД, в партньорство с WAGO България и Lean Institute Bulgaria, има удоволствието да ви покани на семинара: Industry 4.0 – решения за повишаване на производителността.

• В София семинарът ще се проведе на 4-ти април 2019г. от 13:00 до 18:00ч. в Suite Hotel Sofia (Студентски град, ул. „Йордан Йосифов“ 1А). 
• В Пловдив семинарът ще се проведе на 5-ти април 2019г. от 13:00 до 18:00ч. в Landmark Hotel в гр. Пловдив (ул. Св. Валентин 1, Гребен канал Запад).

През следващите няколко десетилетия технологиите, които са в основата на Четвъртата индустриална революция, ще променят из основи структурата на световната икономика и ще създадат възможности за създаване на нови оперативни модели. Всички тези промени и технологии имат една обща черта: те използват всеобхватната мощ на дигитализацията и на информационните технологии.

На това събитие ще дискутираме „защо“ тази тема трябва да ни вълнува през призмата на lean и типовете системи за индустриален контрол и „как“ от чисто технологична гледна точка можем да се възползваме от тези нови възможности. Събитието ще е практически насочено и ще демонстираме какви са възможностите на представения от нас хардуер и софтуер. Предишното подобно събитие, което направихме в Русе преди няколко месеца, беше посрещнато с доста интерес. Обещаваме, че това ще бъде още по-интересно.

Основни теми:
• Lean manufacturing в условията на повишаващото се ниво на дигитализация при Industry 4.0
• Представяне на различни типове системи за индустриален контрол, които оформят информационен гръбнак на „умните“ фабрики
• Представяне на Ignition – една от най-мощните и иновативни платформи за разработка на най-различни индустриални приложения – SCADA, MES, IIoT и EMS 
• Представяне на новите контролери на Wago – технологични новости и възможности, Wago Cloud, комуникация чрез MQTT протокол, OPC-UA и връзка с Ignition SCADA
• Системи за енергиен мениджмънт базирани на Wago и Ignition SCADA, електрически измервания
• Индустриален Интернет на Нещата (IIoT) и изграждане на комуникационни мрежи с Wago

Билетите са безплатни, но местата са ограничени! 

За повече информация и записване: 
Desislava.Manova-Georgieva@wago.com
engineered@siviko.com

The post Семинари в София и Пловдив на тема Industry 4.0 – Решения за повишаване на производителността appeared first on Siviko.

На пазара има много модели високо-скоростни отдаващи машини и на пръв поглед изглежда всякаш има много малко възможности за иновации. Въпреки това, ние подходихме към инженерната задача не използвайки аналогия, например чрез копиране на съществуващи модели, а чрез едно по-дълбоко осмисляне на работния процес и всички негови малки детайли. Чрез този анализ открихме, че много от съществуващите концепции могат да бъдат подобрени. За това проектирахме машината от начало – механиката, електрическите схеми, автоматизацията и софтуера – всичко това беше проектирано от нас.

Производителност. Първото ни прозрение беше, че добавената стойност на тази машина се създава чрез отдаването на финото медно жило възможно най-бързо към водещата навиваща машина или машина за навиване на малки макари. Открихме, че съществуващите модели на пазара предлагат максимална работна скорост от 600-650 m/min, което може да бъде подобрено значително. С правилното проектиране, ние успяхме да увеличим работната скорост с 30% или до 850 m/min и с до 1200 m/min (55%) по време на производствените тестове, с рампа на ускорение от само 10 s, което направи машината най-добрата в своя клас.

Ние също така намалихме много от непроизводственото време като ограничихме времето прекарано в ненужни спирания, като смяна на макари или непланирани аварии. Смяната на макарите направихме бърза и проста чрез интегрирана система за повдигане, която достига предварително дефинирани височини и пинола, която може да работни с макари с диаметър от Ø 400 to Ø 630 mm без допълнителни инструменти. Освен това създадохме ергономичен дизайн, който помага на операторите да са по-продуктивни. Машината има педал, за режим бавен ход (Jog mode) , което позволява на оператора да работи и с двете ръце по време на вдяване.

Качество. За да се постигне високо качество на навиването, прецизния контрол на опъна е задължителен. Siviko WPO 630H1 подсигурява качеството на крайния продукт като поддържа постоянен опън чрез прецизна пневматична система за контрол на опъна, динамичен контрол над двигателя и PID контролиран „дансър“. Освен това, машината спира автоматично ако дадено жило се скъса. Прецизността на контрола на опъна също така ни позволи да постигнем значителното увеличение в номиналните работни скорости.

Безопасност. Siviko WPO 630H има сигурен двустранен захват на макарата към солидна заварена рамка и набор от сензори, които осигуряват максимална производителност и безопасност при експлоатация. Освен това, безопасността се осигурява чрез реле за безопасност (safety relay), което следи състоянието на цялата система, и защитното ограждение със заключваща се врата, която предотвратява неволен достъп до въртящата се макара по време на работа.

Рентабилност. Машината има някои умни функции, които спестяват допълнително време и пари. На първо място, зареждането на макарите се извършва без допълнителни устройства, тъй като има вградена система за повдигане чрез електродвигател. На второ място, машината има по-ниска консумация на електро-енергия поради високата ефективност на мотора (IE3) и честотното управление (VFD). На трето място, той има много икономична поддръжка поради здравата конструкция и предоставените данни за поддръжка. Използваните материали са с най-добро качество, тъй като използваме части от известни марки като Lenze, Allen-Bradley, Wago, Schneider Electric, Omron, Festo, SKF и др. Накрая, но не на последно място, Siviko WPO 630H спестява пространство в завода, благодарение на компактния си дизайн и възможността за регулиране на посоката на отдаване в диапазон от 90°.

Свързаност. В днешно време, в навечерието на Industry 4.0, наличието на данни е от ключово значение за увеличаване на производителността. Siviko WPO 630H е Industry 4.0 enabled, което означава, че предоставя данни за производителността си, потреблението на електро-енергия и моментното си състояние чрез Modbus на външни системи и устройства. В този конкретен случай, машините са свързани към наличния Siviko Ignition SCADA сървър.

Във видеото по-долу може да видите машината работеща съвместно с машина за навиване на малки макари (т. нар. „бобинарка“). Машината стартира и спира много плавно и достига скорост от 900 m/min. Ако желаете да научите повече за Siviko WPO 630H, се свържете с нас.

Gallery

The post Представяне на Siviko WPO 630H appeared first on Siviko.

Сивико ООД, в партньорство с WAGO България и Lean Institute Bulgaria ,има удоволствието да ви покани на семинара: Industry 4.0 – решения за повишаване на производителността, който ще се проведе на 4-ти октомври 2018 г. от 9:00 до 16:00ч. в хотел Теодора Палас, гр. Русе. 

През следващите няколко десетилетия технологиите, които са в основата на Четвъртата технологична революция, ще променят из основи структурата на световната икономика и ще създадат възможности за създаване на нови оперативни модели. Всички тези промени и технологии имат една обща черта: те използват всеобхватната мощ на дигитализацията и на информационните технологии.

На това събитие ще дискутираме „защо“ тази тема трябва да ни вълнува през призмата на lean manufacturing и типовете системи за индустриален контрол и „как“ от чисто технологична гледна точка можем да се възползваме от тези нови възможности. Ще демонстрираме хардуер и софтуер.

Основни теми:
• Lean manufacturing в условията на повишаващото се ниво на дигитализация при Industry 4.0
• Представяне на различни типове системи за индустриален контрол, които оформят информационен гръбнак на „умните“ фабрики
• Представяне на Ignition SCADА – една от най-мощните и иновативни платформи за разработка на най-различни индустриални приложения
• Представяне на новите контролери на Wago – технологични новости и възможности, комуникация чрез MQTT протокол, връзка с Ignition SCADA
• Системи за енергиен мениджмънт базирани на Wago и Ignition SCADA
• Индустриален Интернет на Обектите (IIoT) и изграждане на комуникационни мрежи с Wago

Билетите са безплатни, но местата са ограничени! 

За повече информация и записване: 
Desislava.Manova-Georgieva@wago.com
engineered@siviko.com

The post Industry 4.0 – Решения за повишаване на производителността appeared first on Siviko.

Модулната архитектура на Ignition позволява на клиентите ѝ лесно да персонализират своята система като изградят точно тези приложения, от които се нуждаят. Сървър-ориентираният уеб базиран модел на Ignition е достатъчно гъвкав за всяка архитектура и достатъчно мащабируем за компании от всякакъв размер. Мощта и гъвкавостта на Ignition го правят идеалната платформа за разработка на SCADA, EMS, IIoT и MES приложения, така че да работят безпроблемно като едно цяло, на една единна платформа.

В сравнение с Ignition, старото поколение SCADA софтуер има редица недостатъци и ограничения.

1. Най-големият сред тях e, че е невероятно труднo да бъдат персонализирани според нуждите на бизнеса и трудно се интегрират с друг софтуер или система. От друга страна, Ignition е създаден с мисълта за персонализиране. Всъщност това представлява е една платформа за създаване на приложения, което позволява приложението да бъде изцяло пригодено към определен процес. В резултат на това, фирмите не са задължени да оформят процесите си според софтуера, което лесно може да създаде проблем, защото всички конкуренти предимства дължащи се на вътрешните процеси на фирмата могат да изчезнат поради ограничените възможности на софтуера.
2. На второ място, старите модели софтуер не боравят добре с комуникационни протоколи, което означава, че различни видове хардуер е трудно да се свържат и комуникират помежду си. Като сървърен софтуер, Ignition действа като център за всяка производствена система. Този модел на пълна интеграция може да асимилира всички марки, модели и платформи и да комуникира с тях, като по този начин създава стабилна и оптимизирана връзка между IT и производствения процес. Освен това, Ignition е идеалната платформа за IIoT, защото е единствената платформа на пазара, която има трите основни елемента, необходими за работата на IIoT: отворена свързаност, неограничени възможности за съхранение на данни и “agile” приложения.
3. На трето място, старото поколение SCADA софтуер не позволява на потребителите да имат лесен достъп до данни в реално време. По-голямата част използват собствен затворен софтуер за съхранение на данни. Това означава, че записите на серия от данни често се съхраняват отделно от останалите данни на компанията. Това може да доведе до погрешен обмен на данни или други проблеми поради по-бавната реакция. Дори информацията все пак да бъде извлечена, обикновенно това е след като вече са изтекли часове или дори дни и тя често вече е безполезна. За щастие, Ignition  позволява връзки с различни SQL бази данни за регистриране и съхраняване на данни по едно и също време. Това означава, че данните са налице в реално време. Това позволява тенденциите да бъдат прегледани и анализирани в реално време, точно когато те се случват, или да се направи взаимовръзка с друга информация за по-голяма прецизност и точност на анализа. Друго предимство, което Ignition има в този контекст е, че той улеснява по-доброто разбиране на това, което се случва, като дава моментен достъп до историческите данни за сравнение.

Ignition не е нищо повече бяло платно, което може да бъде персонализирано и да настроено за нуждите на всеки бизнес. Той работи еднакво добре с всяка база данни или всяка операционна система, независимо от версията, и има солиден набор от инструменти за събиране на данни, визуализация в реално време и контрол на процеси, оптимизиран HMI и аналитични инструменти. Накратко, Ignition е най-добрата и неограничена интегрирана софтуерна платформа за SCADA, EMS, IIoT and MES приложения.

Речник на използваните съкращения:

• SCADA – Supervisory Control And Data Acquisition –  системата за надзорен контрол и събиране на данни. Състои от софтуерни и хардуерни елементи.  Тя позволява на индустриалните организации да контролират локални или отдалечени промишлени процеси чрез взаимодействие директно със сензори и актуатори и да наблюдават, събират и обработват данни в реално време;
• MES – Management Execustion System – системата за производствено управление. Използва в производството за проследяване и документиране на преработването на суровините в готови продукти. Тя предоставя информация, която помага на мениджърите управляващи производството да разберат как могат текущите условия да се подобрят така, че да се оптимизира производствения процес.;
• EMS – Energy Management System – системата за енергиен мениджмънт. Използва за мониторинг, контрол и оптимизиране на използването на електричество, вода, промишлен въздух, газ и др.;
• IIoT – Industrual Internet of Things – „индустриален интернет на обектите“. Позволява събиране и достъп на много по-големи количества данни при много по-голяма скорост и ефективност чрез отделяне на устройствата от приложенията.;
• SQL – Structured Query Language –  е популярен език за програмиране, предназначен за създаване, видоизменяне, извличане и обработване на данни от релационни системи за управление на бази данни;
• IT – Information Technologies – информационни технологии;

The post Защо Ignition е най-добрата платформа за SCADA, EMS, IIoT и MES appeared first on Siviko.

В момента навлизаме в четвъртата индустриална революция, чиято основна парадигма е, че информацията и по-дълбоката интеграция между машини, оператори и мениджмънт е основната движеща сила в повишаване на производителността. За да се реализира тази идея трябва всяка машина, съоръжение и процес в едно производство да са обвързани помежду си, а целият поток от данни да постъпва в единна система за управление където да се превръща в полезна информация, която да спомогне за оптимизиране на производствения процес.

Тази по-дълбока интеграция и взаимозависимост изисква и голяма степен на надеждност на новоизградената кибер-физична система и поражда критична необходимост от сигурна и надеждна връзка към сървъра следящ производствените процеси. Срив в преноса на данни може да причини огромни щети на производствения процес. Поради тази причина, съвременният стремеж за „умно“ производство не би бил възможен без надеждна и бърза индустриална комуникационна мрежа.

За това мрежовите комутатори в опорният оптичен пръстен трябва да отговарят на редица условия породени от тежкият производствен процес като устойчивост на вибрации, електрически шокове, голяма температурна амплитуда, високочестотни и електромагнитни смущения и др. Освен това, индустриалната мрежа трябва да покрива голяма площ с висока скорост и надеждност.

В системи от подобен род се въвеждат клиентски устройства с разнообразни протоколи и начини на обмен на данни. Поради това мрежовия комутатор трябва да може да поддържа работа с индустриални протоколи на различни производители.

С навлизането на различни устройства в една комуникационна мрежа изискванията за нейната сигурност и стабилност също се повишават. За това трябва да има възможност за логическо разделяне на отделните потребители.

Не на последно място, мрежовите комутатори трябва да позволяват лесен монтаж и подмяна без това да води до спиране на комуникацията.

Проект с мрежови комутатори Wago 852-1305

Като част от проект за изграждане на комплексна система за индустриален контрол, която обединява включва SCADA, MES и ЕMS системи,  в предприятие за производство на проводници и кабели, фирма Сивико ООД изгради първата индустриална комуникационна мрежа в България на базата на управляеми мрежови комутатори Wago 852-1305. Топологично мрежата описва пръстен и е изпълнена според изискванията на стандарт IEC 62439-3:2016: „Промишлени комуникационни мрежи. Автоматизирани мрежи с висока оперативна готовност. Част 3: Протокол PRP (Parallel Redundancy Protocol) и HRS (High availability Seamless Ring)“. Общата ѝ дължина е приблизително 1000m, има 11 броя мрежови комутатора и служи за основа на цялата система за индустриален контрол. Управляемите мрежови комутатори Wago 852-1305 осигуряват иновативни подходи за резервираност  Xpress Ring (възстановяване за по-малко от 50 ms) и JET Ring (възстановяване за по-малко от 350 ms). Това повишава вероятността за безотказна работа на опорния пръстен до 99,9%.

Защо мрежови комутатори Wago 852-1305?

На първо място, мрежовите комутатори на Wago 852-1305 отговарят на представените предизвикателства – надеждност, сигурност, гъвкавост и лесно обслужване. Те покриват изцяло изискванията на стандарт IEC 62439-3:2016. Системата постига надеждност от 99.99% чрез технологията Xpress Ring, която свързва всички комутатори. Едно от устройствата е конфигурирано като арбитър на връзката. Когато пръстенът е здрав арбитърът го разделя логически и подсигурява правилната работа на логическите комуникационни слоеве. В случай, че пръстенът бъде прекъснат физически в дадено място, за по-малко от 50 ms арбитърът възстановява логическото прекъсване и потокът на данни продължава. Освен това, мрежовите комутатори могат да бъдат захранени с електричество от две различни места. Другите интегрирани функции на комутатора, като Autonegotiation, Ограничаване на скоростта, Изолация на портове и т.н., оптимизират работата на мрежата и осигуряват надеждна свързаност и рентабилно решение в малък, но мощен пакет.

На второ място, архитектурата на индустриалната комуникационна мрежа позволява потребителите с различни роли в нея да са отделени и логически свързани според предварителни критерии – локално сегментиране. Това повишава нивото на сигурност и намалява обмена на излишна информация, което увеличава свободния мрежови капацитет.

На трето място, основната настройка и поддръжка на индустриална комуникационна система е лесна и надеждна. Тя е осъществена с хардуер и софтуер от WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. Всички управляеми мрежови комутатори предоставят данни по MODBUS TCP протокол. Всички текущи събития се предават към SCADA система, от която в реално време се следят ключови параметри за комуникационната мрежа. Всяко събитие се архивира в база данни, което позволява да се извършват подробни анализи след настъпили аварийни събития в комуникационните устройства.

Заключение:

Сивико ООД избра Wago 852-1305 защото отговаря на всички изисквания и предизвикателства в изграждането на една индустриална комуникационна мрежа – гъвкавост, надеждност, производителност, добра възможност за интеграция с индустриални системи и лесна и удобна конфигурация чрез различни интерфейси на достъпна цена.

The post Индустриална комуникационна мрежа на базата на Wago 852-1305 appeared first on Siviko.

В обновяването си поставихме три основни цели:

• На първо място, искахме да дадем по-добър поглед върху това, което правим. Създадохме нова секция, изцяло посветена на индустриалните системи за контрол, базирани на Ignition SCADA, които все още в голяма степен не са познати в България. Също така поставихме по-силен акцент върху собственото ни портфолио от продукти и също така направихме отдела за инженерни услуги по-кратък, по-сплотен и информативен.
• На второ място, за първи път имаме българска версия, която отново е свързана с нашата цел да направим нашите услуги по-видими и популярни на местния пазар. Искаме да създадем по-интересно инженерно съдържание на български език, тъй като то все още е ограничено до много малко източници.
• Най-накрая, но не на последно място, мигрирахме към платформата WordPress, която ще ни позволи да създадем много по-интересно и актуално съдържание чрез мощната си блог система.

Бихме искали да благодарим специално на нашия уеб разработчик V Media, който направи всичко това възможно.

The post Добре дошли в обновения ни сайт appeared first on Siviko.

Винаги са ме вълнували историите за това как са стартирали различни фирми и как са постигнали първия си пробив. Най-голям интерес ми е представлявало началото, защото го намирам за най-трудно и най-вълнуващо, а и дори най-великото приключение започва с една малка крачка. В тази статия искам да разкажа за първия сериозен проект, който реализирахме и ще обобщя какво научихме от него.

Екипът

В една стартираща фирма това е най-важният и основен актив. Средната възраст на четири-членния ни екип беше 27 години. Макар и млади, всички вече бяха натрупали по над 5 години трудов опит. Тримата инженери бяха работили в малки фирми, в които се бяха сблъскали с всякакви комплексни казуси, типични за малките фирми – от писане на оферти и намиране на доставчици, до дизайн и проектиране и реализация.  Това ги беше оформило като професионалисти с широка профилност и бяха свикнали да работят в хаотична и несигурна среда, което се оказа много подходящо за стартираща фирма като нашата. Камен е експерт в сферата на автоматизацията и много добър специалист по системи за управление и контрол на производството. Иво е един от малкото машинни инженери в България, които конструират локомотиви. Виктор е нашият експерт в сферата на енергетиката, електрическите измервания и диагностиката. Аз, от своя страна, съм завършил мениджмънт и съм работил във финансовия сектор като финансов аналитик, мениджър търговска стратегия и проектен мениджър на IT проекти. Макар че се познаваме от над 20 години, не бяхме работили заедно и по истински проект и сработването беше една от най-важните ни задачи.

Проектът

Няколко месеца след като създадохме фирма, получихме първото запитване за проект. То идваше от един от големите кабелни заводи в България – КЕМП АД. Всъщност, те бяха запитали доц. Наков от ТУ-София, който като наш основен ментор ни препоръча. Те искаха да им бъде изработена уредба, с която да  извършват автоматизирани изпитвания на кабелите, които произвеждат. За техните клиенти беше важно кабелите да бъдат със сертификати за качество по стандарт. Това включва изпитване на изолацията на кабелите чрез подаване на високо напрежение, и изпитване за съпротивление, което показва качеството и количеството на вложената мед в проводника. Освен това, тази уредба трябваше да бъде колкото се може по-автоматизирана, защото подготвени кадри със специфични познания в България се намират все по-трудно. Искаха оператора просто да свърже кабела, да избере програмата и уредбата да свърши всичко останало. Не бяхме конструирали такава машина, но веднага приехме предизвикателството.

Предизвикателството

За период от пет месеца трябваше да преминем през всички етапи на един такъв проект: предложение и подписване на договор, идеен проект, реален проект, изработка, сглобяване и сработване на софтуера с хардуера и тестове и корекции на работата. Успоредно с това трябваше да сработим екипа и да намерим подходящите поддоставчици и продукти.

Как го постигнахме?

Принципи. Първото, което направихме, е да приемем един общ водещ принцип – качеството! Целта ни беше да създадем един напълно автоматизиран продукт, който да не отстъпва по качество на утвърдените производители. Той трябваше да отразява нашия стремеж да създаваме качествени продукти, защото вярвахме, че само така в дългосрочен план може да се преборим с по-големите конкуренти и да останем на пазара. Затова решенията и действията ни се гледаха през призмата как това би се отразило на качеството. Включително, взимахме решения да преработим цели части от проекта, за да стане всичко както смятахме, че трябва да изглежда. Поставяхме качеството на първо място и това се превърна в една силна отправна точка, предопределяща бъдещите ни решения.

План. Имахме много подробно написани план и бюджет за изработката на продукта и постоянно ги преглеждахме, допълвахме и коригирахме. Това бе рамката, която следвахме за изпълнение на проекта. Проектният план определяше ритъма на изпълнение – всяка седмица знаехме какво точно сме постигнали и още колко ни остава да работим. Имахме представа кое оскъпява проекта, кое може да оптимизираме и как това се отразява на цялостното изпълнение на проекта.

Проектиране и изработка. Всичко започва с проектиране на хардуера, като той определя и основните детайли на външният вид на продукта. За целите на проектирането трябваше да си отговорим на редица въпроси, свързани с работата с тази уредба и ергономичността: къде ще стои операторът, на каква височина е удобно да бъде разположен сензорния дисплей, какво ще е присъединяването на кабелите, какви са системите за безопасност т.н.. Използвахме 3D визуализация, която много ни помогна да добием представа какви са различните варианти и лесно да експериментираме. Променяхме детайлите виртуално докато стигнем до крайния вариант и започнем реалното производство. Това спести много време  и излишни разходи за предварителни прототипи и сбъркани детайли.

Следващото голямо предизвикателство беше изборът на трансформиращата и измервателната апаратури. Не успяхме да намерим подходящи на българския пазар и затова внесохме от Германия и САЩ. Не желаехме да правим компромис с качеството, защото високите напрежения и необичайният режим на работа на системата подлагаха електрониката на тежки изпитания. Наложи се да внедрим специализирани входно-изходни модули, използвайки външен консултант. Най-иновативният подход бе при изработката на приложния софтуер. Използвахме LINUX базирана операционна система и уеб сървър. Това ни позволи да направим много красив и гъвкав HMI, да използваме надеждна база данни и да достъпваме цялата система отдалечено. За кратък период от време изпреварихме тенденциите в индустриалния IT свят, където все още такъв подход не се прилагаше масово.

Заключение

Справихме се с този проект, защото имахме опитен и упорит екип, който вземаше всичките си решения на база на общ принцип. Работихме по конкретен план, който ни даде рамката за действие. И, не на последно място, си осигурихме възможността бързо да прототипираме, да пристъпваме към изпълнение едва когато всичко е добре обмислено и бързо да  коригираме възникнали грешки. Иновацията не е винаги в това да измислиш нещо тотално ново. Напротив – повечето иновации са нови комбинации на вече съществуващи елементи. Това направихме и ние.

статията е публикувана и в The Startup Magazine, брой 2

The post Иновация в действие – нашият опит appeared first on Siviko.