Распечатать

Автоматизация

Мы уже давно приобщились к “Индустрии 4.0”

17.08.2016

Созданием сложных систем ЧПУ могут похвастать только самые развитые индустриальные страны. Числовое программное управление является основой станка и определяет уровень его работы. Так, китайцы поставили в Европу свой первый 5-осевой обрабатывающий центр с ЧПУ всего три года назад. В России есть кадры, опыт, работающие компании и большие планы на будущее.

КМ: Все чаще слышно о проектах подготовки к “Индустрии 4.0” или “Интернету вещей”, объединяющих на базе искусственного интеллекта станки с ЧПУ, роботов, периферийное оборудование. К каким изменениям это может привести?

Дмитрий Сладков, “ХАЙДЕНХАЙН”

“Индустрия 4.0” в разумных руках – скорее добро, чем зло. Автоматизации и роботизации доверяют монотонную работу по загрузке заготовок в станок и выгрузке оттуда готовых деталей, администрирование инструмента и т. д. Такой подход позволяет сократить вспомогательное время, увеличить коэффициент загрузки оборудования и повысить производительность без потери качества. Главное тут знать меру.

Андрей Костенко, Балт-Систем

В ближайшие годы все более широко будут применяться адаптивные системы управления с целью оптимизации процессов обработки. На первом этапе это будет использоваться на отдельных предприятиях с применением роботов, а на втором этапе – уже на предприятиях, объединенных с базой искусственного интеллекта. В данном случае УЧПУ является не только основным исполнительным элементом в этой цепочке, но и элементом, принимающим значительные интеллектуальные решения в управлении производством. В окружении ЧПУ находится вспомогательное программное обеспечение: CAD-CAM-системы, системы мониторинга, системы планирования, сетевые системы и пр. В комплексе они позволят автоматизировать производство и добиться повышения его эффективности, выполнять автономную работу УЧПУ с возможностью удаленного мониторинга, функционировать в составе заводских интеллектуальных систем. Прибавьте к этому сокращение издержек, предотвращение ошибок и повышение безопасности производства.

Все это позволит планировать работу на различных уровнях, в том числе под управлением/заказом индивидуального потребителя (например, заказ детали для автомобиля) через сеть Интернет и космические сети. В данном случае деталь может быть произведена на наиболее оптимальном оборудовании (на каком-то станке с минимальными издержками и с учетом доставки) и в точные (или в запланированные) сроки. Самые крепкие позиции на рынке сегодня – у производителей ЧПУ, имеющих соответствующие разработки и способных предложить заказчикам продукт, отвечающий “опережающим” запросам.

Для реализации этого кроме кропотливой работы необходимы единые международные стандарты по протоколам связи и обмена между производителями различных частей системы, т. е. необходима общепромышленная и бытовая стандартизация, тогда это позволит объединить в интеллектуальные сети элементы разных производителей. Сегодня на определенном уровне в “Балт-Систем” программно-аппартные средства готовы, и ряд проектов мы уже реализовали. Если внимательно всмотреться в наши разработки, то становится ясно, что мы уже давно стали приобщаться к “Индустрии 4.0”.

Александр Кудинов, Сименс

Рынком правит спрос и предложение, и, как известно, в разные временные периоды развития человечества каждый из них брал на себя лидирующие позиции. До 1950-х годов рынок был в основном дефицитным. Но ко второй половине прошлого века ситуация изменилась, производственных компаний становилось все больше и больше, а вот число потребителей росло не так сильно, поэтому стали необходимы новые модели продвижения продуктов.

Сейчас существует дисбаланс производства и потребления. Каждая из компаний стремится производить столько продуктов, сколько нужно рынку, и устранить перепроизводство. Потребители же хотят все больше новых устройств, которые могут улучшить их жизнь. Это может быть устранено применением новой концепции производства, нацеленного на потребителя и способного отслеживать качество продуктов, с возможностью их кастомизации. Эта концепция и получила название “Индустрия 4.0”.

Василий Семенников, “Умные станки”

Мне не нравится термин “роботы”, он очень уж приелся. Точнее будет – автономные мехатронные системы. Полагаю, что разделение между ЧПУ, периферийным оборудованием и манипуляторами вообще исчезнет. Скорее, это будет комплекс мехобработки, причем очень большую его часть будет составлять то, что сейчас называют “3D-принтеры”. Это заметно уже и сегодня, появляются токарно-фрезерные станки, комплексы “3D-принтер+фрезерная головка”, универсальные манипуляторы, имитирующие человеческую руку, и т. д.

КМ: Какие основные проблемы приходится решать сегодня производителям ЧПУ?

Дмитрий Сладков, ХАЙДЕНХАЙН

Ценовая война, развязанная двумя крупными игроками в этой отрасли, своим эхом затрагивает и тех, кто в этом не участвует. Это явление очень сильно проявляется в сегменте простых и бюджетных станков: тут работать сложнее всего.

Андрей Костенко, Балт-Систем

Основные проблемы – низкая квалификация производственного и обслуживающего персонала, которая с каждым годом все ухудшается. Но это стимулирует нас на создание программного продукта для УЧПУ и приводов, который позволяет использовать обслуживающий персонал с невысокой квалификацией либо молодых специалистов без необходимого опыта. Мы вводим функции, облегчающие адаптацию работы на оборудовании и в разы ускоряющие процесс обучения, что существенно снижает затраты производственных компаний на обучение. Эти меры в совокупности позволяют ускорить процесс обработки и избежать простоя оборудования.

Александр Кудинов, Сименс

Современные компании сталкиваются с различными проблемами, но одна из главных – это нахождение баланса между такими направлениями своей деятельности, как инновации, стратегия и организационная структура. Внешняя среда меняется все чаще, и необходимо постоянно развивать продукт для рынка, но это требует определенной стратегии для разных направлений компании – разработчиков, сервиса, сбыта. При этом все они должны работать совместно для достижения одной цели, а этого можно достичь, только имея оптимальную организационную структуру. Только найдя баланс, можно говорить об устойчивом развитии компаний на международном рынке СЧПУ.

Василий Семенников, Умные станки

Для небольших компаний главная проблема – нехватка капитала. Оборот средств в этом секторе очень долгий, нужны длительные инвестиции.

КМ: Какое будущее у открытых систем таких как Math3, LinuxCNC и им подобных?

Андрей Костенко, Балт-Систем

Будущее этих операционных систем (ОС) – применение во вспомогательных информационно-управляющих системах, не требующих жесткого реального времени. Эти системы являются системами мягкого реального времени, и их быстродействие в 10–80 раз ниже, чем у ОС жесткого реального времени. Основное применение этих систем – обучение студентов для получения теоретических и практических знаний по задачам интерполяций 2-D и 3-D, управления приводом, входами/выходами, индикацией и контролем на станочном оборудовании.

Александр Кудинов, Сименс

Один из институтов в Германии – ISW-University of Stuttgart, работая над проектом оптимизации технологической цепочки CAD/CAPP/CAM/CNC, создал систему планирования, которая преобразует данные STEP-NC в язык программирования ShopTurn, доступного на СЧПУ Sinumerik Suhetal (2008). И таких примеров можно привести большое количество. Открытые системы – это дополнительные возможности развития уже существующих СЧПУ или путь к созданию новых. И говорить о том, что крупные игроки полностью займут весь рынок СЧПУ, неверно. С развитием промышленности и увеличением потребления станков ЧПУ рынок открытых систем будет расти и развиваться.

Василий Семенников, Умные станки

Полагаю, что в ближайшие два-три года они вытеснят с малых и средних станков остальные системы ЧПУ. Не думаю, что они будут использоваться в верхнем сегменте рынка.

Дмитрий Сладков, ХАЙДЕНХАЙН

Большим преимуществом открытых систем является их гибкость и возможность оперативной адаптации даже к самым экзотическим требованиям. Но именно эта гибкость негативно сказывается на стабильности и устойчивости: никто не хочет, чтобы их станок завис в процессе обработки. Поэтому на серьезных станках мы эти системы не видим и в ближайшее время не увидим. К тому же открытые системы никто особо не продвигает, что тоже не прибавляет им популярности.

КМ: Как вы оцениваете перспективы малых и средних компаний, производящих системы ЧПУ?

Александр Кудинов, Сименс

Международный рынок станков ЧПУ можно условно разделить на четыре класса:

  • сложные станки, в которых применяются несколько технологий обработки, многоканальные решения с несколькими шпинделями и одновременная многоосевая обработка;
  • станки средней сложности, в которых число осей СЧПУ обычно ограничивается 6 – 10;
  • простые станки, где нужно управлять 3 – 4 осями и шпинделем;
  • класс станков, который построен на базе аналоговой техники или промышленных ПК.

Для каждого из этих классов необходимы свои решения, так как создавать одну СЧПУ для всех станков экономически нецелесообразно. И у каждой компании, малой или средней, на рынке есть возможность развиваться и создавать свои собственные продукты. А успешность этих компаний будет зависеть от их стратегий поведения на рынке.

Василий Семенников, Умные станки

Как минимум некоторые из них станут в ближайшее время большими либо будут поглощены крупными игроками рынка вместе с наработками. Скорее всего, это будут компании, базирующие свои решения на операционных системах жесткого реального времени

Дмитрий Сладков, ХАЙДЕНХАЙН

Малые и средние производители систем ЧПУ очень часто применяют стандартные комплектующие в своих изделиях, что не всегда положительно сказывается на функциональности и внешнем виде. Малые производители обычно работают с ограниченным кругом заказчиков, поэтому их системы знакомы узкому кругу пользователей. На сегодняшний день такие системы ЧПУ применяются в основном для модернизации станков и технологического оборудования.

Андрей Костенко, Балт-Систем

Если опираться на общемировой опыт, то следует отметить, что малые и средние предприятия стимулируют ведущие компании на новые разработки и снижение стоимости конечного продукта без потери качества, а также увеличение ресурса безотказной работы.

Программное обеспечение “Балт-Систем” построено на базе операционной системы жесткого реального времени. Для решения всех задач УЧПУ (интерполяция, автоматизация, мониторинг, обработка баз данных, видеографика и пр.), в том числе задач реального времени, нам достаточно одного CPU. Кроме того, мы как малое предприятие, обладаем большей гибкостью, что позволяет быстрее принимать решения по программно-аппаратным средствам, не отставать от ведущих мировых разработчиков УЧПУ, а по некоторым разработкам даже опережать их.

КМ: Каким вы видите ближайшее будущее и среднесрочное развитие своей компании?

Андрей Костенко, Балт-Систем

У компании очень хорошие перспективы. По оценкам экспертов, “Балт-Систем” входит в группу мировых лидеров по разработке программно-аппаратных средств по системам ЧПУ. На сегодня нами создана гамма приводов подач, успешно конкурирующих с иностранными приводами подач. Сейчас мы ведем разработку приводов главного движения.

На ближайшие 3 – 5 лет мы должны закрепиться в когорте мировых лидеров не только по системам ЧПУ, но и по приводам подач и главного движения. “Балт-Систем” не останавливается на достигнутом уровне, с оптимизмом смотрит вперед и продолжает разработку новых функций для ЧПУ и приводов в соответствии с потребностями современных тенденций автоматизации, а иногда даже опережая эти потребности. Это позволило уже на текущих этапах спрогнозировать и оценить перспективы при использовании наших систем ЧПУ на различных моделях станков как отечественного, так и импортного производства.

Нельзя не отметить принцип открытости архитектуры, позволяющий клиентам “Балт-Систем” встраивать свои наработки в систему (например визуальные циклы, мониторинг или построение собственного интерфейса управления, так называемый оконный интерфейс) и предоставляемую нами комплектность поставки системы автоматизации или модернизации, которая включает ЧПУ, привода, двигатели, датчики и остальные необходимые комплектующие.

Александр Кудинов, “Сименс”

Компания “Сименс” произвела свою СЧПУ Sinumerik в 1960 году, и сама стратегия компании нацелена на создание инновационного продукта, который может быть использован различными производителями станков для реализации своих ноу-хау. При этом мы не конкурируем с производителями станков, но плотно работаем с многими из них. И эта стратегия довольно успешна. На данный момент СЧПУ Sinumerik впитала в себя огромное количество решений и функций, которых нет у других компаний. Производитель станков может интегрировать свои циклы, описывать собственные технологии и вносить изменения в ядро СЧПУ с пакетом открытой архитектуры.

Общие же тенденции на рынке таковы: производственные предприятия хотят производить детали быстрее, иметь возможность оперативно вносить изменения в продукт и контролировать качество производства на всех этапах, и при этом снизить стоимость производства. Эти тенденции уже привели к появлению 3D-принтеров, концепции Industry 4.0 и облачных технологий. Скорее всего, за ними будущее СЧПУ Sinumerik и компании “Сименс” в области автоматизации процессов обработки металлов.

Василий Семенников, Умные станки

В ближайшем будущем особой прибыльности этого направления мы не ожидаем. В среднесрочном развитии мы планируем получить как минимум 5% российского рынка и наладить уверенный сбыт нашей продукции в Европу и Латинскую Америку.

Автоматизация 18.05.2017 С помощью дополненной реальности VR участники выставки "Станкостроение 2017" смогли посетить многие тайваньские предприятия, в том числе разработчиков Industrie 4.0 компанию FFG/FEELER и эксперта в линейной технике и роботехнике – HIWIN.
Мнение 19.04.2017 Компания Autonics выпустила новый температурный контроллер с круговой шкалой серии ТА. Устройства серии TA - это бюджетные аналоговые температурные контроллеры без дисплея, отличающиеся высокой точностью управления.
Мнение 17.04.2017 Почему в России промышленные роботы встречаются реже, чем, к примеру, в ЮАР или Уганде? Уфимская компания "Авиатех" уже восемь лет работает на рынке системной интеграции робототехнических комплексов и готова взвесить "плюсы" и "минусы" автоматизации по-русски.