Интеллект и автоматизация: направление развития и изменение отрасли следующего поколения машин для резки ленты

Качество риббона, являющегося незаменимым расходным материалом для термотрансферной печати, напрямую определяет чёткость печати, долговечность и конечный результат нанесения штрихкодов и этикеток. Будучи ключевым конечным оборудованием в процессе производства риббона, развитие технического уровня риббона оказывает глубокое влияние на развитие всей отрасли. Традиционные риббоны не всегда удовлетворяли рыночный спрос на высокую эффективность, отсутствие дефектов, возможность выпуска продукции малыми партиями и разнообразие вариантов. Интеллектуальные технологии и автоматизация становятся неоспоримым эволюционным ядром следующего поколения риббонов и приведут к глубоким изменениям во всей отрасли.

Во-первых, проблемы и ограничения существующей машины для резки ленты

Чтобы понять направление эволюции, необходимо сначала прояснить существующие болевые точки:

1. Высокая зависимость от ручного труда: подача, транспортер, настройка параметров (натяжение, скорость, давление ножа), контроль качества (заусенцы, волнистость, чистота торцов), маркировка вырубок и другие этапы в значительной степени зависят от опыта и чувства ответственности мастера, что неэффективно и затрудняет обеспечение постоянства.

2. Задержка и субъективный контроль качества: традиционный ручной визуальный контроль не позволяет достичь 100%-ного результата, наблюдается высокий уровень пропусков контроля, а также на него легко влияют усталость персонала, эмоции и другие факторы.

3. Черный ящик производственных данных: данные о производственном процессе (такие как натяжение в реальном времени, колебания скорости, износ инструмента) не регистрируются и не анализируются эффективно, а оптимизация процесса и отслеживание проблем не могут быть реализованы, не говоря уже о прогностическом обслуживании.

4. Неэффективное изменение заказа: при переключении заказов на различные материалы (на основе воска, на смешанной основе, на основе смолы) и различные спецификации (ширина, длина) необходимо останавливать машину для утомительной механической настройки и исследования параметров, а время подготовки велико, что не позволяет адаптироваться к потребностям гибкого производства.

5. Потребление энергии и отходы материала: Из-за неточного контроля натяжения легко возникает брак продукции, такой как порванные ремни и складки; Отсутствие разумного планирования и планирования положения инструментов также может привести к низкому использованию сырья.

Во-вторых, основное направление развития следующего поколения лентопротяжных машин

Следующее поколение машины для резки ленты уже не будет представлять собой отдельный механический продукт, а будет представлять собой интеллектуальную систему, объединяющую возможности восприятия, принятия решений и исполнения.

Направление 1: Автоматизация

1. Автоматическая загрузка, выгрузка и заправка: интегрированный роботизированный манипулятор/роботизированная рука обеспечивает автоматическую загрузку, позиционирование и обработку основных рулонов. Интеллектуальная пневматическая или электрическая система управления обеспечивает автоматическую заправку ленты одним щелчком, что значительно снижает трудоёмкость и время подготовки.

2. Автоматическая настройка и регулировка параметров (APC): создание комплексной базы данных процесса. После ввода характеристик продукта (материала, ширины, длины) система автоматически извлекает оптимальные исторические данные (натяжение, скорость, расстояние между инструментами, давление) и может точно настроить их в соответствии с данными обратной связи в режиме реального времени в ходе производственного процесса, обеспечивая оптимальное качество резки.

3. Автоматическая смена инструмента и планирование его положения: система оснащена несколькими наборами держателей инструмента и механизмом точной регулировки инструмента, приводимым в действие серводвигателями. При смене заказов система автоматически рассчитывает оптимальную комбинацию позиций инструментов в зависимости от ширины заказа и быстро и точно устанавливает инструмент в нужное положение, обеспечивая «смену заказа одним щелчком».

4. Автоматическая маркировка и упаковка: после завершения резки гильза автоматически маркируется (включая информацию о продукте, номер партии и QR-код), упаковывается и упаковывается, образуя сквозную автоматизированную производственную линию.

Направление 2: Глубокий интеллект

1. Система комплексного онлайн-контроля с использованием машинного зрения: это интеллектуальный «глаз». Высокоскоростная линия, обнаружение в режиме реального времени с помощью ПЗС-камер высокого разрешения:

◦ Качество торцевой поверхности: проверьте, ровная ли торцевая поверхность, нет ли заусенцев и неровностей.

◦ Серпантин (ходовой ролик): определяет, колеблется ли край рулона пленки в пределах допустимого отклонения.

◦ Дефекты поверхности: проверьте покрытие ленты на наличие царапин, частиц, пузырьков и других дефектов.

◦ Немедленная подача сигнала тревоги и автоматическая маркировка (например, распыление и сортировка) при обнаружении дефектов, что позволяет реализовать скачок в качестве продукции от «выборочной проверки» до «полной гарантии».

2. Цифровой двойник и моделирование процесса: создание виртуальной модели машины продольной резки. Перед началом реального производства можно провести моделирование и отладку процесса в виртуальной среде для прогнозирования возможных проблем (например, внезапного натяжения), оптимизации параметров и снижения затрат на пробы и ошибки.

3. Оптимизация процессов ИИ и предиктивное обслуживание: это интеллектуальный «мозг».

◦ Оптимизация процесса: с помощью алгоритмов машинного обучения он непрерывно анализирует большие объемы производственных данных (температуру, влажность, натяжение, скорость и т. д.), чтобы самостоятельно находить оптимальную комбинацию параметров процесса в различных рабочих условиях для непрерывного повышения производительности и качества.

◦ Прогностическое обслуживание: мониторинг рабочего состояния (вибрация, температура, ток) ключевых компонентов (таких как подшипники шпинделя, инструменты, двигатели) в режиме реального времени, прогнозирование их остаточного срока службы с помощью моделей ИИ, раннее предупреждение о сбоях, планирование технического обслуживания и предотвращение незапланированных простоев.

4. Интернет вещей (IoT) и управление данными: все устройства подключаются к промышленной интернет-платформе для достижения следующих целей:

◦ Удаленный мониторинг и эксплуатация и техническое обслуживание: инженеры могут отслеживать состояние оборудования в любой точке мира с помощью мобильных телефонов/компьютеров, выполнять удаленную диагностику и обновления программ.

◦ Прослеживаемость данных: каждый готовый продукт имеет уникальную «цифровую идентификационную карту», ​​в которой регистрируются все данные о его производстве (время, машина, параметры, оператор, изображение контроля качества) для обеспечения прослеживаемости качества на протяжении всего жизненного цикла.

◦ Интеллектуальное планирование: интеграция с системами MES/ERP верхнего уровня для получения инструкций по заказу, автоматического составления производственных планов и оптимизации эффективности производства.

В-третьих, глубокие изменения в отрасли, вызванные ею

Развитие технологий, несомненно, изменит экологию отрасли.

1. Изменение способа производства: от «производства» к «интеллектуальному производству»

◦ Изменения в структуре рабочей силы: спрос на рядовых операторов снизился, а спрос на инженеров по эксплуатации и обслуживанию оборудования, а также аналитиков данных резко вырос. Взаимодействие человека и машины стало общепринятой практикой.

◦ Изменения в организации производства: появились «фабрики черного света» или цеха без персонала, позволяющие обеспечить круглосуточное бесперебойное эффективное и высококачественное производство, значительно снижая затраты на рабочую силу и зависимость от энергии.

2. Инновация бизнес-модели: от «продажи оборудования» к «продаже услуг»

◦ Производители оборудования больше не занимаются «торговлей одним молотком», а могут предоставлять услуги с добавленной стоимостью, такие как удаленная эксплуатация и обслуживание, модернизация процессов, лизинг мощностей и оплата по метру через платформу Интернета вещей, а бизнес-модель трансформируется в сервисизацию.

◦ Высококачественные производственные данные становятся новым активом, который может предоставить клиентам отчеты по анализу качества продукции, помогающие им оптимизировать последующие печатные приложения.

3. Изменение цепочки поставок и конкурентной среды

◦ Улучшение концентрации отрасли: ведущие производители оборудования и лент, обладающие научными исследованиями и разработками и финансовой мощью, возьмут на себя ведущую роль в проведении интеллектуальных модернизаций, вытесняя мелких и средних производителей с отсталыми технологиями, обеспечивая при этом чрезвычайно высокую эффективность, стабильное качество и возможности быстрого реагирования на потребности рынка, а также ускоряя перестройку отрасли.

◦ Возможности персонализации становятся основой конкурентоспособности: интеллектуальные машины для продольной резки делают экономически выгодными небольшие партии, широкий ассортимент и быструю доставку. Компании, способные удовлетворить индивидуальные потребности клиентов, получат большую долю рынка.

◦ Более тесное сотрудничество в цепочке поставок: от поставщиков основных рулонов до производителей лент и конечных потребителей потоки данных связаны между собой для более точного прогнозирования спроса и управления запасами, что делает всю цепочку поставок прозрачной, эффективной и гибкой.

В-четвертых, заключение

Эволюция следующего поколения машин для резки ленты по сути направлена ​​на преобразование опыта и взгляда мастера в воспроизводимые, оптимизированные и прослеживаемые алгоритмы и данные с помощью интеллектуальной и автоматизированной технологии, и, в конечном итоге, на достижение предельного скачка в эффективности производства и качестве продукции.

Это уже не просто модернизация оборудования, а цифровая революция всей отраслевой цепочки, охватывающая НИОКР, производство, управление и бизнес-модели. Для производителей ленточного оборудования это стратегическая возможность занять лидирующие позиции на рынке; для предприятий, выпускающих ленточные ленты, это единственный способ создать основные конкурентные преимущества и перейти к высококачественному развитию. Только активно используя этот тренд, мы сможем стать лидерами в предстоящей трансформации отрасли.