Каким будет стандарт надежности для следующего поколения ленторезных машин? ——Перспективы развития отрасли

Стандарт надежности машины для резки ленты нового поколения больше не будет ограничиваться традиционным «отсутствием сбоев», а превратится в комплексный и высокий стандарт, охватывающий исключительную стабильность, интеллектуальную эксплуатацию и обслуживание, гибкую адаптацию, экологичность.

Ниже приводится подробный обзор и анализ этого вопроса:

Основная перспектива: от «механической прочности» к «надежности на системном уровне»

Традиционные стандарты надежности в основном ориентированы на долговечность механических компонентов и стабильность электрических систем. Стандарт следующего поколения будет представлять собой концепцию «системного уровня», которая требует, чтобы вся машина всегда поддерживала предсказуемое, адаптивное, совместимое и эффективное рабочее состояние в условиях высокоскоростных, высокоточных и изменчивых производственных требований.

Четыре измерения стандартов надежности следующего поколения

1. Максимальная и интеллектуальная надежность работы

Это основа надежности, но планка значительно поднята.

• Значительно более длительное время безотказной работы:

◦ Стандарт: от тысяч часов безотказной работы до десятков тысяч часов без необходимости обслуживания основных модулей в течение всего их жизненного цикла.

◦ Техническая поддержка:

▪ Модернизация основных компонентов: износостойкие компоненты, такие как керамика и полимерные композиты; Замена традиционных подшипниковых шпинделей на шпиндели с магнитной левитацией, которые никогда не изнашиваются; Популяризация технологии прямого привода линейных двигателей и моментных двигателей устраняет механический зазор и износ.

▪ Прогностическое обслуживание: мониторинг состояния основных компонентов (таких как шпиндели, датчики натяжения и направляющие) в режиме реального времени с помощью датчиков вибрации, температуры и акустических датчиков, использование алгоритмов искусственного интеллекта для прогнозирования потенциальных неисправностей, обеспечение раннего оповещения и обслуживания до возникновения проблем, а также замена «пассивного обслуживания» на «активное вмешательство».

• Интеллектуальный контроль натяжения:

◦ Стандарт: постоянный контроль натяжения в пределах ±0,5% может быть достигнут для любого материала (включая сверхтонкий ПЭТ, легко растягивающийся материал на основе воска и материал на основе высоковязкой смолы) в полном диапазоне скоростей (например, 800–1000 м/мин или выше).

◦ Техническая поддержка:

▪ Полностью замкнутая система управления натяжением: в ней используется многоступенчатая стратегия управления натяжением передней и задней навески с высокоточными датчиками натяжения и адаптивными алгоритмами ПИД для компенсации возмущений, вызванных изменениями материала и скорости в режиме реального времени.

▪ Функция обучения ИИ: машина может изучать «характеристики» различных мастер-роликов ленты, автоматически подбирать оптимальную кривую натяжения и достигать «оптимальной резки одним щелчком».

2. Надежность эксплуатации и технического обслуживания на основе данных и визуализации

Надежность становится «видимой и управляемой».

• Цифровой двойник и полная прослеживаемость:

◦ Стандарт: создание полного «цифрового файла» для каждого рулона готовой продукции, включая все параметры процесса, такие как кривая натяжения, температура, скорость, износ инструмента и т. д. во время резки. Обеспечение точной прослеживаемости проблем качества.

◦ Техническая поддержка: создание цифровой модели-двойника продольно-резательного станка через промышленную интернет-платформу. Специалисты по эксплуатации и техническому обслуживанию могут просматривать любой производственный процесс в виртуальном пространстве и анализировать первопричину проблемы.

• Удалённое обслуживание и техническое обслуживание, а также экспертные системы:

◦ Стандарт: более 98% неисправностей могут быть устранены с помощью удаленной диагностики и руководства. Поставщики устройств могут заблаговременно выявлять неудовлетворительное состояние клиентских устройств и предлагать рекомендации по оптимизации.

◦ Техническая поддержка: технологии 5G и периферийных вычислений обеспечивают безопасную передачу данных в режиме реального времени. Облачная база знаний и экспертная система на основе искусственного интеллекта (ИИ) обеспечивают автоматическое решение распространённых неисправностей, а для решения сложных проблем можно напрямую обратиться к удалённым экспертам для оказания помощи в обслуживании с помощью дополненной реальности.

3. Гибкость и надежность адаптивной работы

Надежность отражается в способности справляться с меняющимися задачами.

• Возможности быстрой переналадки и самонастройки:

◦ Стандарт: сократить время переналадки (переключения с одной спецификации на другую) до менее чем 5 минут и даже реализовать «переналадку одним щелчком».

◦ Техническая поддержка:

▪ Полностью автоматическая система втягивания/разматывания рукава: быстрая смена без инструментов.

▪ Все оси приводятся в действие сервоприводом: положение режущего ножа, ширина намотки и т. д. — все приводятся в действие серводвигателями, управляются рецептами и автоматически позиционируются после вызова.

▪ Система машинного зрения: использование ПЗС-камеры для автоматического определения края мастер-ролика или линии маркировки, реализация автоматического выравнивания и отслеживания режущего ножа и обеспечение точности резки.

• Широкая адаптируемость материалов:

◦ Стандарт: одно и то же оборудование может стабильно резать полный спектр лент — от сверхтонких на восковой основе до толстых на смешанной основе и на основе смолы, сохраняя при этом высочайший уровень чистоты торцов и качества касательных поверхностей.

◦ Техническая поддержка: модульная конструкция системы контроля натяжения и системы продольной резки, позволяющая быстро переключать технологические модули в зависимости от характеристик материала.

4. Устойчивость и гуманизированная экологическая надежность

Надежность распространяется на экологию, энергопотребление и удобство для оператора.

• Экологичность и энергосбережение:

◦ Стандарт: Потребление энергии снижено более чем на 20% по сравнению с существующим оборудованием, уровень шума составляет менее 75 децибел, отсутствует риск утечки масла.

◦ Техническая поддержка: полное внедрение сервоприводов и технологий рекуперации энергии; бесконтактные технологии, такие как магнитная левитация, принципиально исключают необходимость механического трения и смазки. Оптимизация конструкции шасси и звукоизоляционных материалов.

• Безопасность взаимодействия человека и робота:

◦ Стандарт: обеспечивает бесперебойное и безопасное взаимодействие с операторами за счет функциональной безопасности.

◦ Техническая поддержка: оснащение световыми завесами, замками безопасности на дверях, кнопками двуручного управления и т. д.; Коллаборативные роботы используются для загрузки и разгрузки, снижая ручную нагрузку и повышая стабильность и безопасность работы всей системы.

Обзор тенденций развития отрасли

Стандарты надежности нового поколения машин для резки лент являются концентрированным отражением следующих тенденций отрасли:

1. Глубокий интеллект: технологии искусственного интеллекта, больших данных и Интернета вещей превратились из «вишенки на торте» в «основной стандарт», переместив надежность с «основанной на опыте» на «основанную на данных».

2. Исключительная точность: Чтобы соответствовать более строгим требованиям к лентам в таких отраслях, как электроника и медицина, стандарты точности, стабильности и постоянства характеристик машин для резки постоянно повышаются.

3. Высокая гибкость: рыночный спрос на небольшие партии и разнообразные разновидности требует, чтобы машины для продольной резки обладали способностью быстро реагировать и адаптироваться к изменениям, что само по себе является динамической надежностью.

4. Ценность жизненного цикла: клиенты покупают не просто устройство, а «решение», которое включает в себя непрерывную оптимизацию, удаленные услуги и анализ данных, а надежность является краеугольным камнем этого ценностного предложения.

заключение

Стандарт надежности машины для резки ленты следующего поколения будет определяться следующими факторами: способность непрерывно создавать максимальную ценность для пользователей с практически нулевым временем незапланированных простоев, высочайшим качеством продукции, минимальным комплексным потреблением энергии и оптимальным взаимодействием человека и компьютера за счет использования полного набора интеллектуальных систем.

Для производителей оборудования конкуренция будущего будет разворачиваться на основе возможностей интеграции технологий, возможностей программных алгоритмов и возможностей обслуживания полного жизненного цикла. Тот, кто первым определит и внедрит этот новый стандарт надежности, сможет занять лидирующие позиции в жёсткой рыночной конкуренции.