در هر واحد تولیدی، مفهوم «ضایعات» داستانی فراتر از مواد اولیه دور ریخته شده را روایت می‌کند. این مفهوم، در حقیقت، مجموعه‌ای از هزینه‌های پنهان است: انرژی که برای تولید یک قطعه معیوب مصرف شده، زمان گران‌بهایی که ماشین‌آلات به جای تولید محصول سالم، صرف تولید ضایعات کرده‌اند، و ساعت‌ها کار نیروی انسانی که صرف بازرسی، جداسازی و دوباره‌کاری شده است. این هزینه‌های نامرئی، آرام و پیوسته، حاشیه سود کسب‌وکار شما را از بین می‌برند.

رویکرد سنتی برای مقابله با این چالش، اغلب یک چرخه واکنشی و پرهزینه است: ما محصولی را تولید می‌کنیم، سپس در ایستگاه کنترل کیفیت، بخش معیوب آن را شناسایی کرده و در نهایت، تیمی از مهندسان را مأمور می‌کنیم تا علت مشکل را پیدا کنند. این روش، مانند تلاش برای خالی کردن آب از یک قایق سوراخ، بدون ترمیم خود سوراخ است.

اما راهکار مدرن، تغییر این پارادایم از «واکنش به مشکل» به «پیشگیری از وقوع آن» است. هوشمند سازی فرآیندهای تولید از طریق اتوماسیون صنعتی، ابزاری است که به ما این امکان را می‌دهد. این مقاله یک راهنمای عملی است که نشان می‌دهد چگونه سیستم‌های کنترل و مانیتورینگ، خط تولید شما را به یک مجموعه دقیق، بهینه و به طور ذاتی کم‌ضایعات تبدیل می‌کنند.

همچنین بخوانید:

تحلیل ROI هوشمندسازی صنعتی و تجاری: چرا باید ساختمان را هوشمند کنیم؟

تخصص ما پیاده‌سازی سیستم‌های اتوماسیون ساختمان (BAS) و سیستم‌های مدیریت ساختمان (BMS) است. با خیال راحت این کار را به ما بسپارید.

ControlAdadInstagram

بازتعریف ضایعات: شناخت چهار دشمن پنهان

قبل از آنکه به سراغ راه‌حل برویم، باید درک خود را از ضایعات گسترش دهیم. ضایعات در یک محیط تولیدی مدرن به چهار دسته اصلی تقسیم می‌شوند و یک استراتژی موثر، باید تمام این چهار جنبه را به طور همزمان هدف قرار دهد.

1. ضایعات مواد (Material Waste): این همان تعریف کلاسیک است؛ مواد اولیه‌ای که به محصول نهایی تبدیل نمی‌شوند. مانند براده‌های فلز، باقی‌مانده‌های پلاستیک پس از تزریق، یا محصولاتی که به دلیل نقص ابعادی یا ظاهری کنار گذاشته می‌شوند.
2. ضایعات انرژی (Energy Waste): هر کیلووات برقی که برای راه‌اندازی یک دستگاه، گرم کردن یک کوره یا روشن کردن یک خط تولید، صرف تولید محصولی معیوب می‌شود، ضایعات خالص انرژی است. این هزینه اغلب در محاسبات سنتی نادیده گرفته می‌شود.
3. ضایعات زمان و بهره‌وری (Time/Productivity Waste): زمانی که یک دستگاه به دلیل تولید قطعات خارج از تلرانس متوقف می‌شود، زمانی که اپراتورها صرف جداسازی محصولات خوب از بد می‌کنند، و زمانی که برای دوباره‌کاری (Rework) یک قطعه صرف می‌شود، همگی ضایعات بهره‌وری هستند.
4. ضایعات تولید مازاد (Overproduction Waste): گاهی تولیدکنندگان برای جبران نرخ ضایعات پیش‌بینی‌شده، بیش از نیاز واقعی تولید می‌کنند. این امر منجر به هزینه‌های انبارداری، مدیریت موجودی و ریسک منقضی شدن محصولات می‌شود.

قدم اول: قدرت مانیتورینگ دقیق

برای مبارزه با این چهار دشمن، ابتدا باید بتوانیم آن‌ها را در لحظه وقوع ببینیم. شما نمی‌توانید چیزی را که اندازه‌گیری نمی‌کنید، کنترل کنید. اینجاست که سیستم‌های مانیتورینگ صنعتی وارد عمل می‌شوند. این سیستم‌ها با نصب سنسورهای صنعتی در نقاط حساس خط تولید، یک شبکه عصبی دیجیتال در کارخانه شما ایجاد می‌کنند.

این سنسورها به طور مداوم نبض فرآیند را اندازه‌گیری کرده و داده‌های خام را به یک سیستم مانیتورینگ مرکزی (SCADA) یا رابط انسان و ماشین (HMI) ارسال می‌کنند. در اینجا، داده‌های بی‌شمار به اطلاعات بصری و قابل درک تبدیل می‌شوند. اپراتور دیگر تنها با ماشین‌آلات فیزیکی روبرو نیست؛ او می‌تواند بر روی نمایشگر، نمودار زنده تغییرات پارامترها را ببیند. این شفافیت، سنگ بنای کاهش ضایعات است.

یک سیستم مانیتورینگ موثر، پارامترهای مختلفی را زیر نظر می‌گیرد:

• پارامترهای فیزیکی: دما، فشار، سطح مایعات، جریان سیالات، لرزش و رطوبت.
• پارامترهای الکتریکی: ولتاژ، جریان و توان مصرفی موتورها و هیترها.

در بلاگ زیر یک سیستم جامع‌تری را ملاحظه خواهید کرد که علاوه بر پارامترهای الکتریکی دیگر پارامترهای انرژی را نیز مانیتور خواهد کرد:

سیستم مانیتورینگ انرژی (EMS) چیست؟ راهنمای کاهش هزینه‌های آب، برق و گاز

اگر با دیدن قبض‌های مختلف سر ماه سرسام می‌گیرید، باید برای کاهش مصرف و جلوگیری از هزینه‌های اضافی یک اقدام ساده وسازنده کنید.

ControlAdadControlAdad

• پارامترهای حرکتی: سرعت نوار نقاله، موقعیت دقیق بازوهای رباتیک و تعداد دوران یک اسپیندل.
• پارامترهای شیمیایی: غلظت یک محلول، میزان pH یا کدورت مایعات.

برای مثال، در یک کارخانه نساجی، کیفیت رنگرزی پارچه به شدت به دمای دیگ رنگ و غلظت مواد شیمیایی وابسته است. یک سیستم مانیتورینگ هوشمند، به محض اینکه دما حتی یک درجه از مقدار مطلوب منحرف شود یا غلظت ماده از محدوده بهینه خارج گردد، یک هشدار بصری روی نمایشگر HMI فعال می‌کند. این اقدام پیشگیرانه، از ضایع شدن صدها متر پارچه (ضایعات مواد) و انرژی مصرفی برای گرم کردن دیگ (ضایعات انرژی) جلوگیری می‌کند.

قدم دوم: کنترل خودکار فرآیند با PLC

اکنون که می‌توانیم فرآیند را ببینیم، قدم بعدی، اقدام خودکار برای اصلاح آن است. کنترل‌گرهای منطقی برنامه‌پذیر (PLC)، مغزهای صنعتی قابل اعتمادی هستند که بر اساس منطقی که برایشان برنامه‌ریزی شده، تصمیم‌گیری کرده و به ماشین‌آلات فرمان می‌دهند.

ترکیب سنسورها، PLCها و عملگرها (Actuators)، یک سیستم کنترل حلقه-بسته (Closed-Loop) را تشکیل می‌دهد. در این ساختار، فرآیند به طور هوشمند و خودکار، خود را تنظیم می‌کند. PLC به طور مداوم داده‌ها را از سنسورها می‌خواند، آن‌ها را با مقدار مطلوب (Setpoint) که مهندس فرآیند تعیین کرده مقایسه می‌کند، و در صورت وجود اختلاف، به عملگرها فرمان می‌دهد تا فرآیند را به حالت ایده‌آل بازگردانند.

جدول زیر، تفاوت عمیق بین رویکرد سنتی و یک سیستم کنترل هوشمند را برای چند چالش رایج صنعتی به خوبی به تصویر می‌کشد:

این سیستم‌های خودتنظیم، با حذف کامل خطاهای ناشی از دخالت، خستگی یا بی‌دقتی انسانی، دو نوع از بزرگترین ضایعات (مواد و زمان) را به شدت کاهش می‌دهند.

چالش‌های هوشمندسازی در صنایع و سازمان‌ها

چالش‌های هوشمند سازی عموما از یک مجموعه تا مجموعه‌ی دیگر متفاوت خواهند بود. در این مقاله به بررسی آنها خواهیم پرداخت.

ControlAdadControlAdad

قدم سوم: تضمین کیفیت نهایی با چشم ماشین

حتی با بهترین سیستم‌های کنترل، ممکن است عواملی مانند نقص در مواد اولیه یا یک ایراد مکانیکی پیش‌بینی‌نشده، منجر به تولید محصول معیوب شوند. اینجا، سیستم‌های بینایی ماشین (Machine Vision) به عنوان آخرین و دقیق‌ترین خط دفاعی وارد عمل می‌شوند.

کاربرد اول: کنترل ابعادی و تشخیص نقص‌های سطحی

اولین و رایج‌ترین کاربرد بینایی ماشین، اطمینان از صحت ظاهر و ابعاد محصول است. این سیستم‌ها می‌توانند در کسری از ثانیه، اندازه‌گیری‌های پیچیده‌ای را انجام دهند که با ابزارهای دستی ساعت‌ها زمان می‌برد. آن‌ها قادرند خراش‌های مویی، تفاوت‌های جزئی رنگ، حباب‌های ریز در قطعات شفاف یا هرگونه اعوجاج در سطح محصول را با دقتی فراتر از توانایی انسان تشخیص دهند.

کاربرد دوم: تضمین مونتاژ صحیح و جلوگیری از نقص عملکردی

در تولید محصولات پیچیده، یک اشتباه کوچک در مونتاژ می‌تواند منجر به رد شدن کل محصول شود. سیستم‌های بینایی ماشین، نگهبانان این مرحله حساس هستند.

بررسی وجود قطعات (Presence/Absence Check)

یک سیستم بینایی می‌تواند به سادگی بررسی کند که آیا تمام قطعات لازم در یک مجموعه وجود دارند یا خیر. برای مثال، در یک برد الکترونیکی، عدم وجود حتی یک خازن کوچک، کل برد را بی‌ارزش می‌کند. دوربین این نقص را بلافاصله تشخیص داده و از ادامه فرآیند روی یک قطعه معیوب (که منجر به ضایعات زمان و مواد در مراحل بعدی می‌شود) جلوگیری می‌کند.

بررسی جهت‌گیری صحیح (Correct Orientation Check)

برخی قطعات باید در جهت خاصی مونتاژ شوند. برای مثال، نصب برعکس یک دیود در یک مدار الکترونیکی، منجر به سوختن آن می‌شود. سیستم بینایی ماشین با تحلیل شکل و ویژگی‌های قطعه، جهت‌گیری صحیح آن را قبل از مونتاژ نهایی تأیید می‌کند.

کاربرد سوم: تبدیل شدن از بازرس به تحلیل‌گر

شاید مهم‌ترین مزیت بینایی ماشین، توانایی آن در تولید داده است. این سیستم صرفاً یک قطعه را رد یا قبول نمی‌کند؛ بلکه گزارشی دقیق از نوع، مکان و فراوانی هر نقص را در یک پایگاه داده ثبت می‌کند. این داده‌ها برای تیم مهندسی کیفیت، یک نقشه گنج است. آن‌ها می‌توانند با تحلیل این گزارش‌ها، الگوهای تکرارشونده را شناسایی کرده و به جای پرداختن به معلول، مستقیماً به سراغ علت اصلی مشکل بروند.

قدم چهارم: تکمیل چرخه با بهینه‌سازی فراتر از خط تولید

تا اینجا سه نوع ضایعات (مواد، انرژی و زمان) را هدف قرار دادیم. اما دشمن چهارم، ضایعات تولید مازاد، اغلب ریشه در برنامه‌ریزی و لجستیک دارد. هوشمند سازی این بخش نیز نقش مهمی در کاهش هزینه‌ها دارد. با استفاده از فناوری‌هایی مانند بارکد و RFID، می‌توان تمام مواد اولیه، قطعات نیمه‌ساخته و محصولات نهایی را به صورت هوشمند ردیابی کرد. این اطلاعات در یک سیستم اجرایی تولید (MES) ثبت شده و یک نقشه زنده و دیجیتال از موجودی و جریان کار در کارخانه فراهم می‌کند. این سیستم به شما امکان می‌دهد تا از اصل "ورود اول، خروج اول" (FIFO) به طور خودکار پیروی کنید، از گم شدن یا منقضی شدن مواد جلوگیری کرده و تولید را دقیقاً با سفارش‌های مشتری هماهنگ سازید.

شرکت کنترل اعداد با استفاده از فناوری RFID روند توزین ماشین آلات معدنی را در چند معدن از جمله معدن جلال آباد و یکی از کارخانجات معدن گلگهر هوشمند کرده است:

هوشمند سازی توزین معدن جلال آباد

اتوماسیون پیگیری محموله از توزین تا تحویل در معدن جلال آباد فولاد زرند ایرانیان.

ControlAdad

نتیجه‌گیری: هوشمند سازی، یک سرمایه‌گذاری برای آینده

کاهش ضایعات از طریق هوشمند سازی و اتوماسیون، به معنای ساختن یک کارخانه پیچیده و غیرقابل کنترل نیست؛ بلکه برعکس، به معنای ایجاد یک محیط تولیدی شفاف، قابل پیش‌بینی و بهینه است. این سیستم‌ها به کارکنان شما قدرت بیشتری می‌بخشند و به آن‌ها اجازه می‌دهند تا به جای انجام کارهای تکراری و طاقت‌فرسا، بر روی بهبود مستمر فرآیندها و نوآوری تمرکز کنند. هر ریالی که امروز برای پیاده‌سازی سیستم‌های مانیتورینگ، کنترل و بازرسی خودکار هزینه می‌کنید، سرمایه‌گذاری مستقیمی است که در آینده نزدیک از طریق کاهش هر چهار نوع ضایعات، چندین برابر به شما باز خواهد گشت.

شرکت نرم افزاری و هوشمندسازی کنترل اعداد کرمان

کنترل اعداد یک شرکت هوشمند سازی واقع در کرمان است. این شرکت کلیه خدمات هوشمند سازی اعم از هوشمند سازی صنایع و معادن و کارخانه‌ها را بر عهده دارد. برای اطلاعات بیشتر با ما تماس حاصل فرمائید:

ایمیل: info@controladad.com
تلفن: ۰۳۴۳۲۲۲۲۵۳۳

کنترل اعداد، شریک تکنولوژیکی شما در مسیر هوشمند سازی.

کنترل اعداد

کنترل اعداد، دروازه ورود به دنیای دیجیتال و هوشمند سازی

ControlAdad