Bir fabrikadaki bir makinenin arızalanması onu kapatabilir. Kayıp üretim günde milyonlarca dolara mal olabilir. Bileşen arızaları fabrikaları, enerji santrallerini ve savaş alanı ekipmanlarını mahvedebilir.
Çalışmaya geri dönmek için kalifiye teknisyenler kitlerindeki tüm araçları kullanırlar – işleme, bükme, kaynaklama ve yüzey işleme, doğru parçayı mümkün olduğunca hızlı ve doğru bir şekilde yaparak. Ancak doğru becerilere sahip azalan sayıda teknisyen var ve elle yapılan şeylerin kalitesi, parçanın yapıldığı gün zanaatkarın becerilerine ve ruh haline bağlı.
Her iki sorun da yakında yapay zekaya sahip robotik teknisyenler tarafından çözülebilir. Bu sistemler ölçüm alabilir; çeşitli aletler kullanarak parçaları şekillendirin, kesin veya kaynak yapın; parçaları özel ekipmana geçirin; ve hatta gerekli malzemeleri satın alın – hepsi insan müdahalesi olmadan. Hibrit otonom üretim olarak bilinen bu süreç, ihtiyaç duyulan yerde ve zamanda yüksek kaliteli bileşenler oluşturmak için birden fazla araç ve tekniği sorunsuz bir şekilde kullanan otomatik sistemleri içerir.
Metalurji mühendisliği profesörüyüm . Meslektaşlarım ve ben, mukavemet ve kırılma direnci gibi özellikler oluşturmak için doğru iç yapıya sahip malzeme ve bileşenler yapmak için reçeteler tasarlıyoruz. Ohio Eyaleti ve diğer üniversitelerdeki meslektaşlarımdan oluşan bir ağla, bu özerk zanaatkarları doğurmak için bir plan geliştiriyorum.
işler nasıl yapılır
Bileşenler ya seri üretimdir ya da özel yapımdır.
İnsanların günlük olarak dokunduğu çoğu şey seri üretildi. Kalite, çok sayıda parçanın test edilmesine ve izlenmesine dayanan ve sürecin her seferinde aynı şekilde yapıldığından emin olunan iyi bilenmiş süreçler kullanılarak garanti edilir.
Özel imalat – isteğe bağlı olarak bileşenlerin üretilmesi – bazen bir hastanın özel anatomisine uymak veya dövülmüş ve artık üretilmeyen uçak iniş takımlarını değiştirmek için genellikle gereklidir. Metalik parça yapma prosesleri – malzeme çıkarma, biriktirme, deformasyon, dönüştürme, inceleme – toplu üretimde kullanılan toplu prosesler yerine, genellikle büyük aletler ve kalıplarla yapılan işlemlerden ziyade küçük aletlerle, artımlı işlemlerle yapılabilir.
Otomasyon, uzun süredir otomobil montaj hatlarında parçaları işleyen ve kaynak yapan karmaşık robotları içeren seri üretimin bir parçası olmuştur. Genellikle 3D baskı olarak adlandırılan eklemeli üretim, bileşenleri yapmak için çeşitli malzemelerle giderek daha fazla kullanılmaktadır .
Şimdi geliştirme aşamasında olan robotik demirciler – metal parçaları kesmek, oluşturmak veya kalıplamak yerine çekiçle şekillendirebilen robotlar.
Otomatik özelleştirme – bir oksimoron değil
Özel üretimi otomatikleştirmek için meslektaşlarım ve ben, insan müdahalesi olmadan birden çok işlem kullanarak çok çeşitli bileşenleri yapmak için tüm adımları gerçekleştirebilen otomatikleştirilmiş bir araç takımı geliştiriyoruz. Sensörler, süreçleri kontrol etmek ve kaliteyi sürdürmek ve garanti etmek için hibrit otonom üretimin merkezinde yer alacak.
Bu tür otonom üretim sistemleri, doğru güç, boyut ve yüzey kalitesine sahip bir bileşen oluşturmak için gereken sayısız kararı verecektir. Muazzam sayıda malzeme, makine ayarı ve işlem sırası ile başa çıkmak için yapay zeka gerekecek. Bir seri üretim reçetesi bulmak ve asla sapmamak yerine, bu otonom üretim sistemleri, parçaları oluşturmak için çok sayıda olası reçete arasından seçim yapacak ve seçilen yolun uygun malzeme özelliklerine sahip bileşenler üretmesini sağlayacak zekaya sahip olacak.
Robotlar, üretilen bileşen üzerine küçük aletler yerleştirebilir veya bileşeni bir ekipmandan diğerine aktarabilir. Tam otonom bir sistem, çok yönlü araçlarla geniş bir ürün yelpazesi üretebilir. Sistemler, malzemeleri tedarik edebilir ve hatta işi, tıpkı bir insan zanaatkarı gibi, özel kesme ve deformasyon araçlarına gönderebilir.
Bu tür sistemlerin üretim hızı, seri üretiminkilerle rekabet etmeyecektir, ancak robotlar sürekli çalışabildiklerinden, insan teknisyenlerden daha üretken olabilirler. Sensörlerden gelen veriler, kritik sıcaklıklar, makine ayarları ve hatta görüntülerle tüm adımların ve süreçlerin dijital kaydını sağlar. Bu kayıt, örneğin malzemenin doğru miktarda deforme edildiğinden ve işlem sırasında çatlak oluşmadığından ve kapatılmadığından emin olarak kaliteyi garanti edebilir.
Ameliyathanede veya yakınında üretim, hibrit otonom üretimle etkinleştirilebilecek bir süreç örneğidir. Çoğu zaman, kemik kırığı olan hastalar travma ameliyatı geçirdiğinde, iyileşme için kemikleri bir arada tutmak için çeşitli şekillerde metalik plakalar gerekir. Bunlar genellikle, cerrahın hastaya uyacak şekilde plakaları büktüğü ameliyathanede, bazen de metali bükmek için bir form olarak hastanın tıbbi görüntülerinden oluşturulan 3D baskılı bir model kullanılarak oluşturulur.
Elle bükme yavaş ve kesin değildir ve plakanın yanlış yerde gerilmesi kırılmasına neden olabilir. Bir robot teknisyeni, ameliyattan önce bir plakayı kesip bükebilir ve bitirebilir. Hastalar hastanede daha az zaman harcarlarsa daha iyi olurlar ve paradan tasarruf ederler.
Robotik zanaatkarlara giden yol
Girişim sermayeli üç girişim de dahil olmak üzere çok sayıda şirket, otonom üretimde ileriye giden yolu gösteriyor. FormLogic , otomatikleştirilmiş yüksek kaliteli makine atölyeleri geliştiriyor. Path Robotics , bir kaynakçının becerilerini bir robota yerleştiriyor. Ve Machina Labs robotik demirciler yaratmak için çıktı. Diğer şirketler, tasarım ve lojistiği otomatikleştirmek için sistemler geliştiriyor.
Hibridizasyon – birden fazla araçla farklı görevleri farklı şekillerde gerçekleştirme yeteneği – bir sonraki adımdır. Hibrit otonom üretimin kilit parçaları artık mevcut ve tam otonom sistemler on yıl içinde yaygınlaşabilir. Özel imalata bu yaklaşımı benimseyen şirketlerin, bu teknolojileri birleştirme becerilerine sahip yeni nesil öğrencilerden faydalanması gerekecek.
8 Haziran 2021’de Senato tarafından kabul edilen Amerika Birleşik Devletleri Yenilik ve Rekabet Yasası’nda önerilen yatırımlar ve Biden yönetiminin önerdiği Amerikan İş Planı’ndaki yatırımlar , bu tür ileri üretim teknolojilerinin geliştirilmesini destekleyebilir. Gelişmiş imalat teknolojilerinin geliştirilmesine yönelik fonlar ve ilgili beceri tabanı, ABD imalatını daha rekabetçi hale getirebilir.