Интеллектуальные конвейерные системы — новая технология для независимого движения тележек на производстве. Они появились недавно, но как и интернет вещей могут перевернуть промышленность и сделать выпуск лекарств быстрее и эффективнее. О том, как новая система может помочь в победе над коронавирусом и будущими пандемиями, рассказал генеральный директор компании Rockwell Automation в России и СНГ Геннадий Былов.
Во время пандемии спрос на лекарства вырос в 1,5-2 раза, особенно это касается препаратов для лечения последствий коронавируса. Фармацевтическим компаниям воспользоваться этим оказалось сложно — в первую очередь, из-за ограничений. Чтобы справиться с такими вызовами, они должны внедрить технологии, которые ускорят процесс производства, срок выхода продуктов на рынок, сократят издержки, обеспечат безопасность и соответствие законодательным нормам. Среди таких технологий — Big Data, интернет вещей и новые технологии управления движением на производстве — интеллектуальные конвейерные системы.
Эволюция систем непрерывного движения
Конвейер – это непрерывная система. Непрерывные системы использовали еще в древности. Например, в Индии и Древнем Китае пользовались насосами для непрерывной подачи воды. В конце XVIII века конвейеры применяли для перемещения легких сыпучих материалов. А первым шагом на пути к конвейерному производству была сборочная линия, появившаяся в 1901 году в компании Oldsmobile. Механические конвейеры широко использовались в 1980-х. Но они были громоздкими и медленными. Большим прорывом стала популяризация электронных конвейеров в 2000-х — они позволяли перемещать товары на линии гораздо быстрее и были более гибкими.
Сегодня применяется большое количество разных конвейерных систем: горизонтальные и вертикальные; механические и электронные; ленточные, цепные и канатные. Они различаются по месту нахождения сотрудников, размещению самого конвейера или деталей и массе других параметров. Текущие требования производителей выходят за рамки этих характеристик. Новейшие системы должны передавать информацию благодаря датчикам и сканерам, быть гибкими и масштабируемыми, долговечными, увеличивать скорость выпуска продукции, требовать меньшего вовлечения человека и обеспечивать наивысшую безопасность. Несмотря на разнообразие моделей, общая эффективность оборудования (OEE) на фармацевтических производствах сейчас составляет только 35%. Основные причины этому — простои, вызванные проблемами управления оборудованием и его мониторингом, и обучение операторов. Внедрение умных технологий дает возможность изменить ситуацию и сделать оборудование независимым от человеческого труда. У компаний есть потенциал в повышении показателя общей эффективности оборудования на более чем 50%.
Новая технология независимого перемещения тележек
Независимое перемещение тележек применяют в современных конвейерных системах. Она может значительно изменить то, как выглядят современные производства. Обычные конвейеры зависят от шестеренок, цепей и ремней, которые ограничивают их гибкость и требует большого количества затрат на обслуживание. Интеллектуальные конвейеры с независимым прецизионным перемещением беспроводных тележек, использующих линейные моторы с магнитами, заменяют всю эту неэффективную механику на простое гибкое программное управление и автоматизацию. Движение может осуществляться как по прямым, так и по кривым траекториям, быстро начинаться и останавливаться с высокой точностью.
Первые такие системы у Rockwell Automation появились в 2015 году, а сегодня их скорость их применения растет, особенно в индустриях, в которых важны скорость выпуска продуктов на рынок и снижение влияния человека на производственный процесс. Портфель Rockwell включает MagneMotion и iTRAK. MagneMotion — это интеллектуальная конвейерная система, которая представляет собой модульную, гибкую и хорошо управляемую систему транспортировки и позиционирования для больших и малых грузов. Интеллектуальная гусеничная система для iTRAK представляет собой модульную масштабируемую систему линейных двигателей, которая позволяет независимо управлять несколькими движителями на прямых или криволинейных участках. Системы подходят для разных сфер применения: упаковки, обертывания пленкой, фасовки сыпучих материалов с формовкой, наполнением и запечатыванием пакетов.
Использование встроенных датчиков положения и управляющего программного обеспечения позволяет осуществлять независимый контроль над каждым носителем на треке. Ускорения, замедления, скорости и положения программируются. Вместо того, чтобы двигаться с фиксированной скоростью, каретки могут быстро продвигаться через роботизированные рабочие станции по мере выполнения технологических операций.
Такие системы с использованием технологии независимого перемещения тележек умеют интегрироваться в информационные инфраструктуры предприятия. Они собирают и передают аналитические данные, которые в будущем предоставляют возможность оптимизировать расход электроэнергии, отслеживать износ деталей и сокращать простои. Что это значит для предприятия? Это даст возможность для сокращения издержек при одновременной гибкости производственного процесса и увеличения выпуска.
Скорость движения кареток может превышать скорость механических систем на 30%. Интеллектуальная система перемещения способна шире использовать промышленные роботы и другое технологическое оборудование, а общая площадь системы значительно меньше, чем у традиционных систем. Кроме этого, система может быть выполнена как в горизонтальном, так и в вертикальном исполнениях, как в стандартных конфигурациях, так и под нужды отдельного предприятия с разными габаритами и углами наклона, например, 45° или 135°.
Внедряя такие системы, фармацевтические производства могут решить несколько задач:
— Повышение производительности
Скорость линии чаще всего определяется временем работы самой медленной станции (узла) и передачи. Интеллектуальный конвейер работает без цепи, ремня, коробки передач и других механизмов, которые ограничивают скорость. Детали теперь можно независимо переносить со станции на станцию, максимизируя пропускную способность. Кроме того, интеллектуальные конвейерные системы оптимизируют скорость и производительность машины, приспосабливаясь к продуктам разного размера.
— Высокая скорость замены продуктов
Быстрая и последовательная переналадка улучшит производство даже больше, чем скорость машины или конвейера. Для полностью автоматизированных операторских станций функции, связанные с технологией интеллектуальных конвейерных систем, могут быть изменены цифровым способом без необходимости взаимодействовать с механикой машины.
— Возможность простого или повторного развертывания активов
Интеллектуальные конвейерные системы могут использоваться для новых продуктов и компонентов, потому что не ограничены изначальной конфигурацией. Решение обеспечивает гибкую маршрутизацию, упрощает перебалансировку линии. Это особенно важно, когда ассортимент продукции велик и обработка варьируется в зависимости от изменений в производства.
Опыт применения
Умные конвейеры показали себя во многих отраслях. Они делают производство гибким, производительным, компактным и маневренным.
Один из заказчиков — это Rockwell Automation, компания, специализирующаяся на оборудовании для упаковки продуктов, в том числе косметики и фармацевтических продуктов. Технология независимых кареток позволила им разработать основу для многочисленных приложений по фасовке, герметизации и маркировке. Она также помогли им заменить традиционные передаточные конвейеры с фиксированным шагом на новые, обеспечивающие бесконечное количество профилей движения. Вся система находится в сети, поэтому компания дистанционно обслуживает оборудование в режиме реального времени. Это станет фундаментом для внедрения дополненной реальности.
Как будет выглядеть фармацевтическое предприятие будущего
В будущем человечество столкнется с неизвестными заболеваниями. А коронавирус показал, что фармацевтические компании должны быть к этому готовы, адаптироваться и становиться гибкими.
В цифровом будущем фармацевтические компании будут активнее применять новые решения — интеллектуальные конвейеры, Big Data, интернет вещей в сочетании с цифровой инженерией. Это собирательный термин для описания перевода традиционных этапов проекта в цифровой формат. Вместо того, чтобы строить физическую машину, предприятия протестируют все процессы заранее, в цифровой среде.
Каждый шаг в цифровое пространство и применение интеллектуальных конвейерных систем будет открывать новые возможности, добавит гибкость и адаптивность. Компании будут быстрее выпускать новые продукты, а значит, оказывать влияние на благосостояние населения и лучше бороться с заболеваниями.
Читать далее:
Зонд Mars Express «пообщался» с китайским ровером на Красной планете
Исследование из Китая: штамм омикрон обходит защиту от вакцинации и перенесенного COVID-19
Посмотрите на рыбу с прозрачным лбом: ее мозг и глаза видно сквозь голову