A digitalizáció hatására napjainkban az egész gazdaság felbolydult. Emellett a környezetvédelem és az energia kérdése is egyre fontosabb. Ez alól természetesen nem kivétel a gépgyártás sem, sőt a szigorodó szabályozás, a piacra nehezedő terhek és a változó vásárlói igények megkövetelik az innovációt. Ez az innovációkényszer azonban teljesen új utakat nyit meg az iparág előtt. Az EATON, négy olyan témát emel ki, amelyek a jövőben különös hatással lesznek a gépgyártásra.
Energiatakarékosság
2021-ben hatályba lép az Eco-design Directive (az EU környezetbarát tervezéséről szóló irányelve). A gépgyártás számára további energiatakarékossági előírásokat is terveznek, különösen az villamos motorok esetében. Ebbe a sebességkorlátozók is beletartoznak. 2021. július 1-jétől a 0,75 kW-nál nagyobb, de 1000 kW-nál kisebb névleges teljesítményű 2, 4, 6 vagy 8 pólusú háromfázisú motorok energiahatékonyságának meg kell egyeznie az IE3 hatékonyságával. Kivételt képeznek ez alól az Ex eb motorok. Az energiatakarékosság lehetőségeinek teljes kihasználása céljából meg kell határozni az optimális hajtásformát, választani kell a lágyindítós és a frekvenciaváltós megoldás között. E döntés meghozatala előtt átfogó rendszerelemzést kell készíteni, annak meghatározására, hogy az egyes alkalmazásokhoz melyik a leghatékonyabb megoldás. Az esetek nagy részében csak akkor van értelme változó fordulatszámú hajtásokat használni, ha azok a folyamatok tervezése szempontjából szükségesek. Az energiatakarékosság növelésének fontos eszköze egy ISO 50001 szerinti energiagazdálkodási rendszer bevezetése. Ennek segítségével olyan folyamatokat és eljárásokat lehet kialakítani, amelyek jelentősen csökkentik az energiafogyasztást. A fogyasztás csökkentésével egyrészt közvetlenül takarítható meg pénz, másrészt számos EU-országban a kedvező adózási hatása lehet. Ennek azonban alapvető feltétele a fogyasztás mérhetősége és a mérési eredmények dokumentálása. Intelligens megoldás lehet erre a célra az integrált 1. osztályú energiaméréssel rendelkező digitális megszakítók, például az Eaton NZM használata.
A kommunikációs protokollok szabványosítása az intelligens gyárakban
A szakmai beszélgetések gyakori témája napjainkban az Ipar 4.0 és az intelligens gyár. Ennek azonban kihívást jelent megteremteni az alapjait, különösen a gépek közötti kommunikáció szempontból. Amíg a különböző kommunikációs protokollok között bábeli zűrzavar uralkodik, erre nincs is lehetőség. Az OPC Unified Architecture (OPC UA) egy platformoktól független szabvány a gépek közötti adatcseréhez. Jelenleg továbbra is a gyártófüggő protokollok dominálnak, de feltételezhetjük, hogy a gépkezelők és a gyárüzemeltetők a közeljövőben egyre inkább egységes szabványokat fognak követelni. Az OPC UA esetleg a valósidejű kommunikációt szolgáló TNS (Time Sensitive Networking – időérzékeny hálózat) szabvánnyal összekapcsolva, ígéretes platformnak tűnik. Fontos, hogy ugyanazok a géptípusok ugyanazt a nyelvet beszéljék. Ennek a megközelítésnek azért fontos, mert a különböző gépek kommunikációs követelményei nagyban különböznek. A szerszámgépek más adatokat szolgáltatnak, mint például az élelmiszerfeldolgozó gépek. Ebből a célból sok iparág számára fejlesztenek jelenleg úgynevezett kiegészítő specifikációkat, amelyekben az egyes ágazatok szintjén megállapodnak az adott géptípusokra vonatkozó információs modellekben. Például a csomagolóipar kiegészítő specifikációja nagyon előrehaladott. Érthető, hogy a szabványosítás vágya az ilyen erősen automatizált, hosszú folyamatláncok esetében merül fel elsőként. Más ágazatok is követik a példát, mint például a robotika. Mindenesetre a gyártók számíthatnak rá, hogy ügyfeleik jövőre ilyen jellegű igényekkel fognak előállni.
A digitális iker fejlődése
Az úgynevezett digitális ikrek koncepcióját ma elsősorban a fejlesztés során használják, például fejlesztési ciklus lerövidítésére szolgáló szimuláció céljából. A következő lépés a koncepció továbbgondolása: A gépek, vagy komplett üzemek és teljes gyárak virtuális képe működés közben is számos módon használható. Ha digitális ikret használunk a termékfejlesztéshez, amely tükrözi a gép vagy gyártóüzem állapotát, akkor kézenfekvő tovább használni ezt az adatmodellt az üzemeltetési szakaszban is. A folyamatban lévő műveletek szenzoradatai így könnyen összehasonlíthatók a digitális iker „célértékeivel”, az eltérések könnyen megállapíthatók, azaz javítható a gép rendelkezésre állása. A „tény-cél összehasonlítás” alapján jelentősen csökkenthető a különböző módszerek, például a prediktív karbantartáshoz szükséges előkészítő munka.
Az ipar felhasználóbaráttá tétele
A gépkezelés az utóbbi évtizedekben jelentős változásokon ment keresztül. A karok, kerekek és az állítócsavarok átadták helyüket a kijelzőknek és nyomógomboknak, később az érintőképernyőknek. Az érintőképernyők a mindennapi élet elválaszthatatlan részévé váltak, minden gyerek tudja, hogy kell egy érintőképernyőn nagyítani vagy lapozni. A fiatalabbak számára ez természetes, és a munkájuk során is elvárják. Az első generációs kijelzők, amelyek csak nyomásra reagálnak és gyakran bonyolult menükkel készülnek, funkcionálisan megfelelőek, és az egyszerű elvárásokat minden bizonnyal képesek teljesíteni. Azonban a Multi Touch elindult diadalútján, és azt a jövőben is folytatja. A következő lépés az lesz, hogy a kijelzőt elkülönítik a géptől, hogy az adatok leolvashatóak legyenek táblagépről vagy mobiltelefonról. E fejlődés újabb lépése minden bizonnyal az lesz, amikor ezekkel az eszközökkel a gépeket vezérelni is lehet, de ezt a lépést az üzembiztonság szempontjából alaposan meg kell fontolni.
SzerzőStefan Selke, EATON