Cyfrowa rewolucja w metrologii przemysłowej
RenishawAutomatyzacja i cyfryzacja metrologii przemysłowej nie są nowymi zjawiskami, jednak w ostatnim czasie te trendy przybrały wyraźnie na sile. To efekt m.in. czwartej rewolucji przemysłowej, która niejako wymusiła również transformację w obszarze pomiarów procesów produkcyjnych.
Wraz z rozwojem elektroniki i rozwiązań informatycznych narzędzia pomiarowe stały się urządzeniami coraz bardziej zaawansowanymi technologicznie. Nie tylko zwiększają szybkość i dokładność pomiarów oraz zapewniają ich powtarzalność, ale także otwierają zupełnie nowe możliwości w zakresie kontroli jakości, optymalizacji procesów produkcyjnych i predykcyjnego utrzymania ruchu.
Powiązane firmy
Cyfrowa era pomiarów
Cyfryzacja metrologii przemysłowej, tak jak innych obszarów procesów przemysłowych, to znacznie więcej niż zastąpienie analogowych przyrządów pomiarowych ich cyfrowymi odpowiednikami i prezentowanie mierzonych wartości w formie cyfrowej. To kompleksowa zmiana całego procesu pomiarowego, która wprowadza inteligentne systemy pomiarowe, zdolne do autonomicznego podejmowania decyzji, samokalibracji i komunikacji z innymi elementami infrastruktury produkcyjnej.
Jednym z najważniejszych aspektów tej transformacji jest integracja systemów metrologicznych z przemysłowym internetem rzeczy (industrial internet of things – IIoT) oraz zaawansowanymi platformami analitycznymi.
Jak zauważa Piotr Mężyński, business director IM/PM w firmie Renishaw, coraz więcej firm inwestuje w rozwiązania systemowe, wprowadzając do swoich zakładów zaawansowane technologicznie procesy, które pozwalają na zwiększenie wydajności i jakości produkcji. Gwałtowny rozwój narzędzi sztucznej inteligencji (artificial intelligence – AI) i zapotrzebowanie na automatyzację przyspieszyły rewolucję przemysłową, która w przeciągu ostatnich 4 lat zmieniła oblicze przemysłu w Polsce.
Technologie napędzające zmianę
Przemysł 4.0 nieodłącznie kojarzy się ze wspomnianymi już wcześniej zaawansowanymi technologiami z obszaru IIoT, które również będą rewolucjonizować wszystkie działania związane z pomiarami w przemyśle. Współczesne systemy metrologiczne przede wszystkim pozwalają pozyskiwać znacznie większe ilości danych.
Z jednej strony te dane mogą zapewniać lepszą jakość wykonywanych pomiarów, co przekłada się na możliwość ulepszania procesu produkcyjnego i finalnie otrzymywane produkty. Z drugiej strony duża ilość pozyskiwanych danych może być także wykorzystywana do wykrywania wszelkich anomalii – zarówno w realizowanym procesie, jak i w pracującej maszynie pomiarowej. Duża ilość danych pomiarowych wiąże się oczywiście z koniecznością ich obróbki i analizy. Najlepiej w czasie rzeczywistym. W tym celu w urządzeniach pomiarowych coraz częściej wykorzystywane są algorytmy AI i uczenia maszynowego.
Technologie te znajdują zastosowanie w automatycznej analizie danych pomiarowych, wykrywaniu różnego rodzaju odstępstw i przewidywaniu potencjalnych odchyleń w procesach produkcyjnych. Potrafią identyfikować wzorce i korelacje, które mogłyby umknąć ludzkiemu oku, umożliwiając wcześniejsze wykrycie potencjalnych problemów jakościowych.
Coraz popularniejsze przy dużych zbiorach danych jest także ich przetwarzanie w chmurze i na brzegu sieci (edge computing). Umożliwia to nie tylko gromadzenie i analizę ogromnych ilości danych, ale również ich natychmiastowe wykorzystanie do optymalizowania procesów produkcyjnych. Technologia edge computing zyskuje szczególnie na znaczeniu w aplikacjach, które wymagają minimalnych opóźnień w podejmowaniu decyzji.
– Firmy produkcyjne kierują swoją uwagę na narzędzia i urządzenia, które pozwalają na pełną kontrolę procesu produkcyjnego. Przykładem takiego rozwiązania jest inteligentna platforma danych produkcyjnych Renishaw Central, która umożliwia inteligentne zarządzanie danymi produkcyjnymi w czasie rzeczywistym. Dane są zbierane, analizowane i wykorzystywane do planowania produkcji, śledzenia trendów czy świadomego planowania działań konserwacyjnych urządzeń – mówi Piotr Mężyński, business director IM/PM w firmie Renishaw.
Bezpośredni wpływ na procesy produkcyjne
Cyfrowa transformacja w obszarze metrologii przemysłowej może przynosić wymierne korzyści w wielu obszarach. Przede wszystkim automatyzacja procesów pomiarowych i analitycznych powinna znacząco zredukować ryzyko błędów ludzkich. Do tego jednocześnie zwiększa powtarzalność i dokładność pomiarów.
Cyfrowe narzędzia pomiarowe umożliwiają również prowadzenie pomiarów w czasie rzeczywistym. A to przekłada się na możliwość natychmiastowego reagowania na wszelkie odchylenia od założonych parametrów.
– Kolejnym trendem, który możemy zaobserwować w obszarze metrologii przemysłowej, jest wprowadzenie do zakładów pomiarów międzyoperacyjnych, bezpośrednio w trakcie obróbki na maszynach CNC. Zastosowanie sond do pomiaru detalu i narzędzia zapobiega powstawaniu braków i konieczności złomowania wadliwych części – mówi Piotr Mężyński.
Dodaje też, że wielu producentów inwestuje także w maszyny pomiarowe i urządzenia, które pozwalają na szybką kontrolę detalu bezpośrednio na hali produkcyjnej w zautomatyzowanych komórkach pomiarowych. Dzięki takim rozwiązaniom oszczędzany jest czas konieczny do przewożenia części do działu kontroli jakości, a przestoje maszyny skracane są do minimum.
– Maszyny pomiarowe serii AGILITY S stworzono właśnie do wykonywania pomiarów bezpośrednio w miejscu produkcji. Co ważne, ich innowacyjna konstrukcja pozwala na precyzyjny pomiar mimo wahań temperatury otoczenia. Podobnym rozwiązaniem jest uniwersalny sprawdzian produkcyjny EQUATOR, który umożliwia pomiar detali bezpośrednio w hali produkcyjnej – stwierdza Mężyński.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Wszystkie powyższe czynniki powinny przełożyć się na optymalizację kosztów przedsiębiorstwa. Wprawdzie początkowe nakłady inwestycyjne mogą być stosunkowo wysokie, jednak w dłuższej perspektywie zaawansowane systemy pomiarowe mogą prowadzić do znaczących oszczędności.
Automatyzacja procesów pomiarowych redukuje np. koszty pracy. Z kolei predykcyjne utrzymanie ruchu, które może być możliwe dzięki zaawansowanym pomiarom, minimalizuje liczbę przestojów i koszty nieplanowanych napraw. Cyfrowe systemy metrologiczne mogą też automatycznie generować i przechowywać dokumentację pomiarową. Ułatwia to spełnienie różnych wymogów i norm jakościowych. Przechowywanie danych w formie elektronicznej zapewnia także ich większą przejrzystość i szybkie dotarcie do historycznych danych.
Wyzwania cyfrowej metrologii
Transformacja cyfrowa w metrologii przemysłowej może wiązać się z pewnymi wyzwaniami i potencjalnymi problemami. Wdrożenie zaawansowanych systemów cyfrowych wymaga np. nowych kompetencji od personelu. Konieczne jest więc ciągłe szkolenie pracowników i rozwój ich umiejętności w zakresie obsługi nowych technologii.
Co ważne, wraz z transformacją cyfrową i połączeniem systemów pomiarowych z siecią zwiększa się potencjalne ryzyko cyberataków. Dla każdego przedsiębiorstwa kluczowe powinno być więc stworzenie odpowiedniego zabezpieczenia infrastruktury metrologicznej przed tego typu zagrożeniami.
– Wdrożenie zaawansowanych rozwiązań cyfrowych w metrologii przemysłowej niesie ze sobą wyzwania, takie jak integracja nowych technologii z istniejącymi systemami produkcyjnymi. Inteligentna platforma danych CENTRAL czy zautomatyzowane pomiary systemem EQUATOR wymagają odpowiedniej infrastruktury IT i przeszkolenia personelu, co może generować koszty i opór przed zmianami. Barierą jest także zapewnienie cyberbezpieczeństwa, ponieważ dane produkcyjne muszą być chronione przed atakami. Kluczowe jest więc wsparcie techniczne i elastyczność rozwiązań, co firma Renishaw skutecznie dostosowuje, oferując kompleksowe podejście do tego zagadnienia – podkreśla przedstawiciel firmy Renishaw.
Jaka przyszłość metrologii przemysłowej?
Z całą pewnością obecna transformacja cyfrowa metrologii nie jest końcem zmian, jakie będą zachodzić w tym obszarze procesów przemysłowych. Już dziś można wskazać kilka istotnych trendów, jakie będą motorem napędowym zmian systemów pomiarowych.
Urządzenia i maszyny pomiarowe będą na pewno ewoluować w kierunku coraz pełniejszej autonomii, a nawet samooptymalizacji. Coraz głębsza będzie również ich integracja z innymi systemami zarządzania produkcją.
Można się też spodziewać wykorzystania kolejnych zaawansowanych technologii z zakresu Przemysłu 4.0. Przykładem mogą być rozszerzona i wirtualna rzeczywistość, które mogą diametralnie zmienić sposób wykonywania pomiarów. W metodach pomiarowych coraz częściej będzie się wykorzystywać także analizę obrazu i modelowanie 3D.
Cyfrowa rewolucja w metrologii przemysłowej to proces, który fundamentalnie zmienia sposób, w jaki przedsiębiorstwa podchodzą do pomiarów i kontroli jakości. Integracja zaawansowanych technologii cyfrowych z tradycyjnymi metodami pomiarowymi otwiera nowe możliwości w zakresie optymalizacji procesów produkcyjnych, zapewnienia jakości i redukcji kosztów.
Mimo występujących wyzwań kierunek transformacji wydaje się jednoznaczny – przyszłość należy do inteligentnych, zintegrowanych systemów metrologicznych, które będą stanowić fundament Przemysłu 4.0.
Przedsiębiorstwa, które chcą zachować konkurencyjność w dynamicznie zmieniającym się środowisku przemysłowym, muszą aktywnie włączyć się w proces cyfrowej transformacji metrologii. Wymaga to nie tylko inwestycji w nowe technologie, ale również przemyślanej strategii wdrożenia, która uwzględni specyficzne potrzeby i możliwości organizacji.
O Autorze
