Računalniško integrirana proizvodnja

Ljudje in podjetja najrazličnejšim algoritmom in programom vse bolj zaupamo – tudi v proizvodnji. Računalniško podprto proizvodnjo (CAM) tako v res naprednih okoljih že zamenjuje računalniško integrirana proizvodnja (CIM).

V sodobni proizvodnji že desetletja ne gre več brez računalnikov. Programska oprema za t. i. računalniško podprto proizvodnjo (CAM) skrajša čas, potreben za načrtovanje in izdelavo prototipa, brez preoblikovanja ali preurejanja proizvodne linije. Orodja CAM se v proizvodnji uporabljajo za avtomatizacijo celotnega postopka izdelave izdelkov, saj delujejo kot tolmač med inženirjevim načrtom (izdelan v orodju CAD) in strojem, ki izdelek izdela. CAM deluje tako, da ustvari orodne poti, prek katerih lahko stroj surovine pretvori v končni izdelek. Ta programska oprema torej da stroju navodila za postopke strojne obdelave, pri čemer je uporabna v najrazličnejših proizvodnih postopkih, vključno z rezkanjem, vrtanjem, graviranjem in grobo obdelavo. Ti postopki omogočajo proizvajalcem, da razrežejo različne materiale, tudi jeklo, z različnimi vzorci, hitrostmi in globinami ter tako ustvarijo želeni končni izdelek ali polizdelek.

V tem primeru je človek le še tisti, ki v orodju CAD ustvari načrt in požene orodje CAM ter preveri, ali je stroj ustrezno izdelal izdelek. Bi mar bilo mogoče avtomatizirati še ta del procesa? Prvega, torej kreativnega, malce težje, drugega, operativnega, pa vsekakor. To počne računalniško integrirana proizvodnja (CIM).

CIM = 3 v 1

Sistemi računalniško integrirane proizvodnje (CIM) vključujejo tri glavne komponente: računalniško podprto načrtovanje (CAD), računalniško podprto proizvodnjo (CAM) in upravljanje podatkov (DM). CAD omogoča ustvarjanje, spreminjanje in optimizacijo načrtov z uporabo računalniških sistemov, kar izboljšuje produktivnost in zmanjšuje število napak. CAM omogoča nadzor proizvodnih procesov, kot sta strojna obdelava in montaža, ob pomoči računalniških tehnologij, kar povečuje učinkovitost in natančnost. Upravljanje podatkov v proizvodnji pa vključuje shranjevanje, organizacijo in iskanje podatkov, povezanih z načrtovanjem in s proizvodnjo, kar izboljšuje komunikacijo in sodelovanje znotraj sodobne tovarne. Sistemi CIM tako pod črto racionalizirajo poslovanje proizvodnih podjetij, saj izboljšujejo njihovo produktivnost in znižujejo stroške.

CIM je nadgradnja CAM

Sistem računalniško integrirane proizvodnje (CIM) se nanaša na integracijo različnih računalniško vodenih procesov za izboljšanje učinkovitosti in produktivnosti proizvodnje. To vključuje uporabo naprednih tehnologij, kot so robotika, umetna inteligenca in internet stvari (IoT), za racionalizacijo celotnega proizvodnega procesa od načrtovanja do proizvodnje.

Trg sistemov CIM doživlja znatno rast zaradi očitnih dejavnikov, ki narekujejo čim večjo avtomatizacijo in robotizacijo proizvodnje. Vse večja potreba po avtomatizaciji proizvodnih procesov je namreč nujna za povečanje produktivnosti in zmanjšanje stroškov poslovanja proizvodnih podjetij. Sistemi CIM lahko v sodobni proizvodnji optimizirajo (upo)rabo virov, preprečujejo napake in omogočajo spremljanje proizvodnje v realnem času, kar vodi k večji učinkovitosti in dobičkonosnosti poslovanja. Za dodatno privlačnost teh rešitev med proizvodnimi podjetji skrbi vse obsežnejše uvajanje naprednih tehnologij, kot sta strojno učenje in računalništvo v oblaku, ki proizvodnim okoljem omogočata analizo velikih količin podatkov, ustvarjanje uporabnih vpogledov in sprejemanje odločitev, ki temeljijo na podatkih, kar vodi k izboljšanju kakovosti izdelkov in hitrejši proizvodnji.

Temelj pametnih in trajnostnih tovarn

Računalniško integrirana proizvodnja je eden temeljev pametnih tovarn in sodobne industrije. Sistemi CIM imajo ključno vlogo pri razvoju pametnih tovarn, saj povezujejo različne proizvodne procese, omogočajo nemoteno komunikacijo ter olajšajo izmenjavo podatkov med stroji in sistemi/aplikacijami. To spodbuja boljše usklajevanje in sinhronizacijo, s čimer se izboljša splošna operativna učinkovitost proizvodnega okolja.

Poleg tega vse večji poudarek na trajnosti in ohranjanju virov prav tako spodbuja uvajanje sistemov CIM. Ti so zasnovani tako, da optimizirajo porabo energije, zmanjšujejo količino odpadkov in škodljive vplive proizvodnje na okolje, kar je v skladu z vse večjim povpraševanjem po zelenih proizvodnih praksah.

Primerni za različne vrste proizvodnje

Računalniško integrirane proizvodne sisteme danes že najdemo v zelo različnih panogah. V avtomobilski industriji se CIM uporablja za proizvodnjo ob pravem času (JIT), optimizacijo proizvodnih procesov in zmanjševanje stroškov. V letalstvu CIM omogoča avtomatizacijo zapletenih postopkov montaže, kar povečuje učinkovitost in natančnost. Podobno velja v ladjedelništvu, kjer CIM racionalizira proizvodnjo, olajša izmenjavo informacij in izboljša nadzor kakovosti. CIM se uporablja tudi v panogah, kot so elektronika, farmacija in potrošniško blago, saj podpira učinkovito načrtovanje in nadzor proizvodnje. Po napovedih analitikov naj bi bila v prihodnje najhitreje rastoči segment uporabe sistemov CIM industrija sodobne elektronike, kar je posledica vse večjega povpraševanja po elektronskih gradnikih (ti so v malodane vseh izdelkih, ki si želijo oznake inteligentni) in potrebe po učinkovitih proizvodnih procesih.

Vse večja konkurenca med ponudniki rešitev

Trg računalniško integriranih proizvodnih sistemov (CIM) je zelo konkurenčen, saj so na njem prisotni številni ključni igralci iz sveta rešitev za industrijo, kot so ABB, Accenture, Aptean, Autodesk, Dassault Systemes, Eyelit, HCL Technologies, IBASEt, IBM, Krones, PTC, Siemens in drugi. Ta podjetja uporabljajo sisteme CIM za izboljšanje učinkovitosti proizvodnje, nižanje stroškov in izboljšanje nadzora kakovosti. Strankam zagotavljajo celovite rešitve, od avtomatizacije in robotike do digitalne proizvodnje in upravljanja dobavne verige. Se da s CIM dobro zaslužiti? Vsekakor. Velikani na tem področju so v preteklem poslovnem letu izkazovali prihodke od prodaje, ki so presegali milijardne zneske (v dolarjih ali evrih).

Zahtevne rešitve zahtevajo veliko znanja

Potreba po izboljšani sledljivosti v sodobni proizvodnji pa je eden od dejavnikov, ki ovirajo rast trga računalniško integrirane proizvodnje. Programska oprema CAD, CAM in DM ima strmo krivuljo učenja. Uporabniki teh rešitev morajo usvojiti zahtevna znanja, pogosto skozi usposabljanja, saj je tovrstna programska oprema kompleksna in vključuje številne funkcije. Strokovnjaki potrebujejo tudi ustrezno usposabljanje za izvajanje nadgradenj obstoječega sistema. Visoki stroški programske opreme CIM ter visoki stroški usposabljanja so glavni dejavniki, ki manjša podjetja z omejenim proračunom »spodbujajo« k uporabi ponarejenih rešitev CAD, DM in CAM. Raba »piratskih« programskih paketov pa prav tako ovira rast trga računalniško integrirane proizvodnje.

Ves svet stavi na CIM

Eno redkih analitskih podjetij, ki že spremljajo področje rešitev CIM, Reliable Research Reports, ugotavlja, da je povpraševanje po sistemih CIM zelo veliko v vseh razvitih delih sveta, vključno s Severno Ameriko, z azijsko-pacifiško regijo (APAC), Evropo in, kakopak, s Kitajsko. Medtem ko povpraševanje v ZDA poganja predvsem želja po rabi naprednih tehnologij v proizvodnji, je v regiji APAC ta rast v tesni povezavi s hitro industrializacijo in z vse večjimi naložbami v avtomatizacijo, podobno pa velja tudi v proizvodno močnih državah, kot so Kitajska, Indija in Japonska.

Kaj pa Evropa? Omenjeno analitsko podjetje pričakuje, da bo Evropa pravzaprav prevladovala na trgu sistemov CIM zaradi vse večjega poudarka podjetij na digitalni preobrazbi in sprejemanju industrijskih tehnologij. Dolgoročno jo utegne prehiteti predvsem Kitajska s svojim cvetočim proizvodnim sektorjem ter z usmerjenostjo države v avtomatizacijo in napredne tehnologije.

Kar zadeva priložnosti za rast, se pričakuje, da se bo trg sistemov CIM znatno razširil v razvijajočih se gospodarstvih, kjer obstaja velika potreba po industrijski avtomatizaciji in posodobitvi proizvodnih procesov. Razvoj panog in industrije, kot so avtomobilska, elektronika in celo vesoljski programi, v teh regijah bo predvidoma spodbujal povpraševanje po sistemih CIM.

Poleg tega vse večje povezovanje sistemov CIM z drugimi obetavnimi tehnologijami, kot sta razširjena resničnost (AR) in navidezna resničnost (VR), predstavlja nove priložnosti za rast in razvoj. Uporaba AR in VR v sistemih CIM lahko izboljša produktivnost delavcev, izboljša programe usposabljanja in omogoči sodelovanje na daljavo, kar dodatno prispeva k široki uporabi.

Tovarnarjem je že dolgo jasno, da težko naredijo en izdelek z zgolj enim strojem/orodjem. Potreba po integraciji rešitev na proizvodnih tleh je zato vse večja, pravi odgovor na integracijo vsega, kar se dogaja in deluje v proizvodnji, pa nudijo prav sistemi CIM, ki so nekakšen svetilnik tehnološkega napredka v sodobni proizvodnji.