Hva er digital produksjon? Betydning, typer, verktøy og fordeler.

Med starten på Industri 4.0-æraen opplever produksjonsindustrien et så høyt nivå av fremskritt som man ikke tenkte på tidligere. Økende krav til høy kvalitet og presisjon gjør tradisjonell produksjon vanskelig. Nå fører digitale produksjonsteknikker til en radikal endring i produksjonsmetoden. Det muliggjør kostnadseffektiv produksjon av deler av høy kvalitet med minimale feil. La oss diskutere mer om det.

Introduksjon til digital produksjon

Digital produksjon refererer til fremskritt innen produksjonsoperasjoner som inkluderer automatisering og et datadrevet økosystem. Smarte produksjonssystemer som CAD, dataassistert produksjon (CAM), CNC-maskinering, automatisering, IIoT, AI, MES og Enterprise Resource Planning (ERP) legger grunnlaget for denne digitale produksjonen i industri 4.0. Den kan oppnå sømløs kommunikasjon mellom design, produksjon og forretningsstyring.

Hvorfor er digital produksjon viktig?

Digitale teknikker øker effektiviteten i produksjonsprosesser på mange måter. Det forhindrer hyppige feil, forsinkelser, høye skraprater og uforutsigbar nedetid. Adopsjon av digital produksjon er spesielt viktig i dette konkurransepregede forretningsmiljøet. Enkelt sagt er digital produksjon en måte å forbedre produktivitet, effektivitet og lønnsomhet på en svært strømlinjeformet måte.

3 viktige deler av digital produksjon

Grunnleggende prinsipper for digital produksjon ligger i tre nøkkelkomponenter, nemlig digital design, smart produksjon og intelligente systemer. La oss nå lære detaljene om dem i det følgende innholdet.

Digital design

Digital design er avhengig av datastyrte systemer som CAD-tegning , dataassistert produksjon (CAM), endelig elementanalyse (FEA), dataassistert ingeniørfag (CAE) og simuleringer. Kjernemålet er å validere designet før produksjon. Derfor er det store fokuset fortsatt på design for produksjonsevne (DFM). Ingeniører designer produktene ved hjelp av digitale ressurser for rask prototyping og testing. Denne tilnærmingen akselererer utviklingssykluser, reduserer omarbeid og sikrer datadrevet produksjon.

Smart produksjon

Smart produksjon fokuserer på integrering av automatiserte systemer som CNC, sensorer, aktuatorer og robotikk med produksjonsprosessene. Etter hvert som maskiner og prosesser kobles til et felles datamiljø, skaleres effektiviteten opp. Maskintilbakemeldinger i sanntid bidrar til å optimalisere produksjonsprosessen. Digitale instruksjoner forhindrer mange feil som oppstår under manuelle innstillinger.

Intelligent ledelse

MES- og ERP-plattformer er grunnlaget for intelligent styring innen digital produksjon. Disse integrerte informasjonssystemene hjelper med planlegging, ressursallokering, lagerstyring, logistikk og økonomiske prosesser. Materialer og prosesser blir sporbare. Sanntidsanalyse bidrar til optimalisering av prosesser.

Typer digital produksjon i produksjon

Etter å ha lært nøkkeldelene av generell digital produksjon, la oss nå fokusere på smart produksjon i produksjonen. Som vi vet, er produksjon av produkter, spesielt deler, nøkkelprosessen for å utvikle et produkt. I avansert produksjon brukes noen få digitale produksjonsteknikker for å produsere deler feilfritt med høy presisjon. Avhengig av delens kompleksitet, materialtype, geometri og produksjonsvolum, brukes den relevante digitale produksjonsteknikken.

Subtraktiv produksjon

CNC-maskinering er en av de mest bemerkelsesverdige digitale produksjonsteknikkene. Den klassifiseres som «subtraktiv» fordi den skjærer ut ønsket form ved å fjerne materiale. CAD og CAM brukes til å lage CNC-instruksjoner for maskinen. Operasjoner som fresing, dreiing, boring og sliping brukes over en overforsterkning med god konsistens for å produsere repeterbarhetskvalitet. CNC-maskinering er mye brukt innen luftfart, bilindustri og industri.

Formativ produksjon

Formative produksjonsprosesser brukes i digital produksjon der høye produksjonsrater er påkrevd. Formativ produksjon utnytter deformasjon snarere enn materialfjerning. Simuleringsprogramvare, digitale verktøymodeller og prosesskontrollsystemer brukes til å styre produksjonsoperasjonene.

Additiv Manufacturing

I motsetning til subtraktiv produksjon, legger additive produksjonsteknikker som 3D-printing materiale lag for lag i henhold til CAM-filen. Det er mye brukt for å lage komplekse geometrier. Prototyper kan lages på kortere leveringstider med raske designiterasjoner.

Hybrid produksjon

Hybridproduksjon utnytter fordelene med både additiv og subtraktiv produksjon. I områder der materialoppbygging er nødvendig, brukes additiv produksjon. Subtraktiv produksjon skaper presise former med små toleranser.

Hvordan kan digitale teknikker forbedre produksjonen?

Bruk av digitale produksjonsteknikker optimaliserer produksjonsprosesser til et avansert nivå. Manuelle innstillingsfeil og avvik i konsistens reduseres betraktelig. Skrotgenerering reduseres. Ressursallokering blir bedre. Noen av de bemerkelsesverdige funksjonene ved digital produksjon som forbedrer produksjonen diskuteres nedenfor:

Auto CAD-analyse for rask pristilbud

Digital prototyping bruker CAD-analyse. Alle detaljer som er relevante for tilbudet blir tydeligere ved hjelp av AutoCAD. Komplikasjoner i produksjonen, som tynne vegger, skarpe hjørner og funksjoner som ikke støttes, kan ordnes på forhånd. Prissetting blir enklere når stykkliste, bestillingsliste og estimering av produksjonstid er tilgjengelig.

CAM Auto Toolpath Generation

CAM-programvare genererer automatisk optimaliserte verktøybaner for CNC. CAD-filene konverteres til CAM-filer som deretter genererer G-koder for CNC-en. På denne måten forblir produksjonen automatisert med minimal menneskelig inngripen.

Maskinovervåking (IIoT)

IIoT bruker produksjonsdata i sanntid for å optimalisere prosessparametere. Dette etablerer en tilbakekoblingssløyfe der sensorer og aktuatorer bidrar til å forbedre produksjonsparametere.

Automatisert inspeksjon

Inspeksjonsverktøy som CMM-er, laserskannere og AI-visjonssystemer oppdager produksjonsavvik raskt. På denne måten kan avvik i produksjonskvaliteten forhindres.

Fordeler med digital produksjon

Fordelene med digital produksjon er mange. Digital produksjon optimaliserer ikke bare produksjonsprosessene, men den tillater også smart ressursallokering. Over tid reduserer den produksjonskostnadene betydelig. Konsekvent kvalitet bidrar til å bygge leverandørenes tillit. Tabellen nedenfor fremhever noen av de fremtredende fordelene med digital produksjon.

Forbedre produktiviteten

Digital produksjon fører til automatisering av arbeidsflyter. Dette bidrar til å redusere maskinens tomgangstid ved manuelle inngrep. Datadrevet produksjon er avhengig av sanntids datautveksling mellom CAM og ERP. Dermed forkortes oppsetttider og produksjonssykluser akselereres.

Streng kvalitetskontroll

Digital overvåking og automatisert inspeksjon forhindrer avvik fra kvalitetsstandarder. Selv om det skulle oppstå et uhell, kan korrigerende tiltak iverksettes raskt. Siden alle produkter og prosesser er sporbare, blir det enklere å løse kvalitetsproblemer.

Høy produksjonsfleksibilitet

Digital produksjon tilpasser seg raske justeringer. Eventuelle endringer i design eller produksjonsplan kan gjøres veldig enkelt. Hvis for eksempel et design må endre avrundingsradius, kan designet i CAD-filen gjentas veldig enkelt. Alle påfølgende prosesser er automatiske.

Kostnadseffektiv

På lengre sikt lønner investeringer i digitale produksjonsløsninger seg. Reduksjon i materialsvinn, omarbeiding og nedetid reduserer driftskostnadene betydelig. Produkter av høy kvalitet som produseres ved bruk av digitale produksjonsteknikker genererer høyere inntekter.

Anvendelser av digital produksjon

Digital produksjon imøtekommer kravene fra alle bransjer. Konsistens i kvalitet er kjennetegnet for digital produksjon. Kvalitetsbevisste bransjer som luftfart, bilindustri og medisin viser full tillit til digitale produksjonsteknikker.

Aerospace

Luftfartsindustrien har svært strenge krav til samsvar med kvalitetsstandarder. Høypresisjonskomponenter produseres med digitale produksjonsteknikker. Additiv produksjon produserer enkelt komplekse former som dronerammer. Mens CNC-maskinering produserer komponenter med tette toleranser og god passform.

Biler

Bilsektoren krever masseproduserte komponenter med høy repeterbarhet. Digitale produksjonsteknikker tilbyr en god produksjonsløsning i dette scenariet. Kvaliteten de tilbyr er høyere, og ofte er kostnaden lavere.

Medisinsk

Medisinske implantater har en svært høy kompleksitet. De krever også en høy grad av tilpasning. Hvilke verktøy er da nyttige for digital produksjon av medisinsk utstyr? Som vi har nevnt tidligere, er CAD/CAM, CAE og DFM viktige verktøy for smart produksjon, og det samme gjelder produksjon av medisinsk utstyr.

Forbrukerprodukter

Mange forbrukerproduktkomponenter som smarttelefonkomponenter, nettbrettkabinett, klokkekasser, motorhus, girhus, aksler, presisjonsbraketter og kjøleribber produseres ved hjelp av digital produksjon.

Hvorfor er CNC-maskinering viktig i digital produksjon?

CNC-maskinering er svært viktig i digital produksjon. Det er en stor bidragsyter til digitalt produserte deler. CNC-maskinering tilbyr mye! Det gir nøyaktige dimensjoner, stramme toleranser, høy presisjon, konsistens i kvalitet, fleksibilitet i design og skalerbarhet.

Etterspørsel etter høypresisjonsdeler

Etter hvert som teknologien utvikler seg og design optimaliseres, øker etterspørselen etter høypresisjonsdeler. Produsenter fokuserer mer på å redusere vekt og god tilpasning av komponenter. CNC-maskinering gir høypresisjonsdeler med kortere leveringstider.

Komplekse geometrier av deler

Trenden med spesiallagde deler er økende. Flere og flere ønsker å lage spesiallagde komplekse deler. Med tradisjonelle produksjonsteknikker er det nesten vanskelig å produsere komplekse deler med lav MOQ. CNC-maskinering kan enkelt lage komplekse geometrier selv for et lite antall deler.

Konsekvent kvalitet

Siden CNC-maskinering er avhengig av CAD- og CAM-filer, krever ikke produksjonsprosessen manuelle inngrep. Produksjonsresultatene er konsistente så lenge CAM-filen ikke redigeres. Så enten det er et enkelt stykke eller tusen deler, forblir kvaliteten konsistent.

Hvordan velge riktige leverandører av digital produksjon?

Valg av riktig leverandør av digital produksjon er svært fordelaktig i løpet av prosjektet. En leverandør som bruker smarte produksjonsløsninger vil kunne levere høy kvalitet på kort leveringstid. Her skal vi diskutere noen av de fremtredende egenskapene til en riktig leverandør.

Digitalt tilbudssystem

Digitale tilbudssystemer sparer mye tid samtidig som de opprettholder klarhet. En kunde kan legge inn forespørselen sin på nett og motta svar raskt. Digitale tilbudssystemer er mer transparente og nøyaktige i kostnadsberegninger. Tuofa tilbyr tilbudstjenester på nett . Du trenger bare å laste opp designfiler og motta raske og transparente tilbud. Det forkorter ledetider og gjør beslutningstaking raskere.

Smart CAD/CAM-analyse

En pålitelig leverandør av digital produksjon bør være utstyrt med den nyeste programvaren for CAD/CAM-analyse.

Tuofa aksepterer 2D/3D-designfiler. Det tilbyr gratis og rask maskinbarhetssjekk for kunder. Det hjelper mye med digital prototyping. CNC-maskineringsarbeidsflyter kan planlegges deretter. Deretter kan høypresisjonsproduksjon brukes til å lage produkter av høy kvalitet.

Intelligent Produksjon

Bruk av intelligente produksjonssystemer gir en høy grad av automatisering i prosesskontroll. Sanntidsovervåking resulterer i rask prosessoptimalisering. Intelligente produksjonsløsninger tilbyr stabil maskineringsytelse, stramme toleranser og konsistent kvalitet. Tuofa er godt utstyrt med intelligente produksjonssystemer. Som et resultat av dette er Tuofa spesialisert på smart produksjon gjennom CNC-maskineringsteknikker, CNC-fresing og CNC-dreiing.

Fremtiden for digital produksjon

Digitaliseringen av produksjonen og Industri 4.0-produksjonen har ført til et høyt nivå av fremskritt. Likevel er det mye rom for videre fremskritt. Kunstig intelligens (KI) og maskinlæring (ML) vil innlede en ny æra av automatisering. Prosesskontroll og prosessoptimalisering vil være uten manuell inngripen. All beslutningstaking vil bli utført av datamaskiner. Produktproduksjon med digital produksjon vil være uten sidestykke i kvalitet og kostnad sammenlignet med andre produksjonsmetoder. Tradisjonelle produksjonsteknikker vil bli utdaterte.

Konklusjon

Digital produksjon har ført til en radikal endring i produksjonsteknikker. Smarte løsninger som digital design, CAD, CAM, CAE, MES og ERP har innledet et godt tilkoblet datadrevet økosystem. Sammenlignet med tradisjonelle produksjonsteknikker optimaliserer digital produksjon prosesser på en måte som oppnår høy kvalitet på en kostnadseffektiv måte. Automatiserte systemer reduserer manuelle inngrep og skrapgenerering. Ettersom produksjonsprosessen overvåkes i sanntid, optimaliseres den raskt.

FAQ

Er CNC digital produksjon?

Ja, CNC-maskinering er en viktig og integrert komponent i digital produksjon.

Kan digital produksjon redusere kostnader?

Ja, digital produksjon senker driftskostnadene betydelig. Reduksjon i maskinstillstand, reduksjon i skrapproduksjon, reduksjon av manuelt arbeid og bedre ressursallokering reduserer definitivt kostnadene.

Hva er en smart fabrikk?

En smart fabrikk bruker digitale produksjonssystemer for å oppnå et høyt nivå av automatisering. Digital design, smart produksjon og intelligent design er grunnleggende elementer i en smart fabrikk.