Bii awọn igbi ti Ile-iṣẹ 4.0 ati iṣelọpọ oye ti n gba agbaye, awọn eto iṣakoso išipopada, bi ibudo pataki ti o so pọ mọ ẹrọ, ẹrọ itanna, ati imọ-ẹrọ alaye, n ṣe atunṣe oju ti ile-iṣẹ ode oni pẹlu ijinle airotẹlẹ. Lati awọn olori ibi-pipe pẹlu micron{2}} ipele ipele ni awọn ohun elo iṣakojọpọ itanna to peye si awọn roboti alurinmorin to rọ ti o lagbara lati yi awọn ọkọ pipe mẹfa jade ni iṣẹju kan lori awọn laini iṣelọpọ ọkọ agbara tuntun; lati marun -awọn irinṣẹ ẹrọ CNC axis pẹlu deede ti o kere ju 0.01 milimita ni giga-iyara reluwe bogie machining si awọn ọkọ ayọkẹlẹ itọsọna adaṣe (AGVs) ti n ṣiṣẹ 24/7 ni awọn ohun elo eekaderi ati awọn ile-iṣẹ ikojọpọ{8} awọn oju iṣẹlẹ ti o dabi ẹnipe o yatọ si - awọn oju iṣẹlẹ ti o dabi ẹnipe o yatọ. Awọn ọna ṣiṣe iṣakoso iṣipopada kii ṣe “ile-iṣẹ aifọkanbalẹ” ti awọn ohun elo ipari{10} nikan ṣugbọn iwọn pataki kan ti idije iṣelọpọ orilẹ-ede kan.
Ipilẹṣẹ Ile-iṣẹ: Ọna Itankalẹ lati Gbigbe Mechanical si Ifowosowopo oye
Koko-ọrọ ti eto iṣakoso išipopada ni lati ṣakoso ni deede iyara, ipo, tabi iyipo ti awọn oṣere (gẹgẹbi awọn mọto ati awọn silinda hydraulic) lati rii daju iṣipopada awọn nkan ti iṣakoso lẹgbẹẹ itọpa tabi ilana ti a ti pinnu tẹlẹ. Itan idagbasoke rẹ jẹ itan-itumọ ti Iyika imọ-ẹrọ ile-iṣẹ: Ṣaaju awọn ọdun 1950, awọn kamẹra ẹrọ ati awọn ẹrọ servo hydraulic jẹ ojulowo. Bibẹẹkọ, nitori awọn asopọ ti o ni lile ati ṣiṣatunṣe afọwọṣe, awọn ọna ṣiṣe lọra lati dahun ati pe o ni iwọn kekere, pade awọn iwulo awọn ohun elo ti o rọrun nikan gẹgẹbi awọn ẹrọ asọ ati awọn ẹrọ titẹ sita. Ni awọn ọdun 1960 ati 1970, pẹlu ifarahan ti DC servo Motors ati awọn olutona Circuit afọwọṣe, iṣakoso išipopada bẹrẹ lati yipada si ọna itanna, ati dide ti awọn irinṣẹ ẹrọ iṣakoso nọmba (CNC) siwaju ni igbega si ilaluja rẹ sinu iṣelọpọ deede. Lẹhin awọn ọdun 1980, awọn aṣeyọri ninu imọ-ẹrọ AC servo ati olokiki ti awọn microprocessors (gẹgẹbi awọn PLCs ati DSPs) yipada iṣakoso išipopada lati “awọn ohun elo pataki” si “ipilẹṣẹ gbogbogbo- idi,” ati pipin iṣẹ ati ifowosowopo laarin awọn olutona ero ero (PLCs) ati awọn oludari išipopada ti dagba diẹdiẹ. Ni awọn 21st orundun, awọn jin Integration ti oni awọn ibaraẹnisọrọ (gẹgẹ bi awọn EtherCAT ati PROFINET), sensọ fusion (encoders + iran + agbara sensing), ati Oríkĕ itetisi algoridimu fun jinde titun kan iran ti ni oye išipopada iṣakoso awọn ọna šiše. Iwọnyi kii ṣe atunṣe awọn paramita nikan ni akoko gidi lati koju awọn ipo iṣẹ ti o ni agbara, ṣugbọn tun ṣaṣeyọri agbelebu{14}}Ifowosowopo ẹrọ nipasẹ Intanẹẹti Iṣẹ, di imọ-ẹrọ to n muu ṣiṣẹ fun iṣelọpọ oye.
Ọja iṣakoso išipopada agbaye lọwọlọwọ ni ala-ilẹ ifigagbaga oniruuru. Awọn ile-iṣẹ Yuroopu (gẹgẹbi Siemens ati Bosch Rexroth), ti n lo ọgbọn jinlẹ wọn ni mechatronics, jẹ gaba lori giga{1}} CNC ti o ga ati eru{2}} ohun elo iṣẹ. Awọn aṣelọpọ Japanese (gẹgẹbi Yaskawa ati Panasonic), olokiki fun igbẹkẹle giga wọn ati miniaturization, tayọ ni awọn ẹrọ itanna olumulo ati awọn abala roboti. Awọn ile-iṣẹ Amẹrika (gẹgẹbi Rockwell ati Kollmorgen) dojukọ lori gige - awọn ohun elo eti bii semikondokito ati aerospace, tẹnumọ ultra-awọn agbara iṣakoso pipe. Orile-ede China, ọja iṣelọpọ ti o tobi julọ ni agbaye, ti ṣaṣeyọri aropo abele ni gbogboogbo servos, aarin{8}} ati kekere-PLCs opin, ati agbaye ti o dagbasoke{10}awọn ojutu ti o ṣaju ni awọn ile-iṣẹ ti n yọ jade gẹgẹbi awọn fọtovoltaics ati awọn batiri lithium nipasẹ itọsọna eto imulo (bii “Ṣe ni China 2025” ati iru isọdọtun ti Inovance ti agbegbe).
Pataki Ile-iṣẹ: Pupọ{{0}Iye Onisẹpo Atilẹyin Giga{1}}Idagbasoke Didara
Pataki ilana ti awọn eto iṣakoso išipopada lọ jina ju awọn aṣeyọri imọ-ẹrọ lọ. O tun wa ni ifiagbara okeerẹ wọn ti awọn iṣagbega pq ile-iṣẹ, imudara iṣelọpọ ilọsiwaju, ati ṣiṣẹda iye awujọ.
Lákọ̀ọ́kọ́, ó dúró fún ìfojúsùn kan ní sísọ̀rọ̀ sí àwọn ìdènà nínú ìdàgbàsókè ohun èlò gíga{0}}. Ninu ohun elo iṣelọpọ semikondokito, ipele wafer ti ẹrọ lithography gbọdọ gbe awọn mewa ti sẹntimita fun iṣẹju kan pẹlu nanometer{2}}ipejuwe ipele. Awọn algoridimu iṣakoso išipopada rẹ ati awọn paati pataki (gẹgẹbi awọn mọto laini ati giga{4}}awọn koodu ipinnu ipinnu) pinnu taara ni opin oke ti ilana iṣelọpọ chirún. Ninu ṣiṣiṣẹ ẹrọ abẹfẹlẹ ọkọ ofurufu, aṣiṣe iṣakoso ipa ọna ti ohun elo ẹrọ aksi marun{6} gbọdọ jẹ kere ju 0.005 mm, bibẹẹkọ iṣẹ aerodynamic abẹfẹlẹ yoo kuna. Ni atijo, iru giga{9}} imọ-ẹrọ iṣakoso iṣipopada ipari jẹ ti awọn orilẹ-ede ajeji jẹ monopolized fun igba pipẹ, ni idilọwọ idagbasoke awọn ile-iṣẹ bii ọkọ ofurufu nla ati giga{10} awọn ohun elo aworan iṣoogun ti o ga ni orilẹ-ede mi. Ni awọn ọdun aipẹ, awọn aṣeyọri nipasẹ awọn aṣelọpọ inu ile ni awọn agbegbe pataki gẹgẹbi awọn awakọ servo ati gidi{12}}awọn ọna ṣiṣe akoko (RTOS) kii ṣe idinku awọn idiyele ohun elo nikan (pẹlu awọn idiyele ti awọn ọja kan ti o lọ silẹ nipasẹ 40%) ṣugbọn tun ṣe idaniloju aabo pq ile-iṣẹ naa.
Ni ẹẹkeji, o ṣiṣẹ bi “afara nkankikan” fun iyipada si iṣelọpọ oye. Ninu ile-iṣọna Intanẹẹti Iṣẹ ti Awọn nkan (IIoT), eto iṣakoso išipopada ṣe ipa pataki ninu “ipin ipaniyan”{1} o gba awọn ilana iṣelọpọ lati ọdọ MES (Eto Iṣe iṣelọpọ), sọ awọn iṣẹ ṣiṣe sinu awọn agbeka mọto kan pato nipa lilo awọn algoridimu iṣakoso akoko gidi -, o si ṣe agbekalẹ kan titi- esi sensọ nipa lilo imudara loop. Fun apẹẹrẹ, ni awọn laini iṣelọpọ adaṣe ti o rọ, eto iṣakoso išipopada oye le ṣe ipoidojuko awọn dosinni ti awọn roboti lati pari alurinmorin ati awọn iṣẹ kikun fun awọn awoṣe ọkọ oriṣiriṣi, idinku akoko iyipada lati awọn wakati mẹrin ibile si iṣẹju mẹwa 10. Ni apejọ ẹrọ itanna 3C, iran - iṣakoso iṣipopada itọsọna n jẹ ki awọn ẹrọ ibi-pip lati pari ipo paati ati gbigbe ni iṣẹju 0.1, jijẹ awọn oṣuwọn ikore si 99.99%. Asopọmọra daradara yii ti "Iro{12}}ipinnu{13}}ipinnu" jẹ abuda pataki ti o ṣe iyatọ si iṣelọpọ oye lati adaṣe ibile.
Ìkẹta, ó ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí “ẹnjini ìmúṣẹ” fún àwọ̀ ewé àti ìdàgbàsókè - carbon. Nipa ṣiṣakoso ni deede agbara iṣelọpọ motor ati ipa ọna gbigbe, awọn ọna ṣiṣe le dinku isonu agbara ni pataki. Fun apẹẹrẹ, rirọpo awọn mọto asynchronous ibile pẹlu awọn awakọ servo ni ẹrọ asọ le dinku lilo agbara nipasẹ 30%. Ninu awọn ọna ṣiṣe eekaderi, awọn algoridimu ṣiṣe eto AGV ti o da lori iṣapeye ipa ọna le dinku lilo agbara gbogbogbo nipasẹ diẹ sii ju 25%. Síwájú sí i, ìlọsíwájú nínú ìmọ̀ iṣẹ́ ẹ̀rọ ìṣàkóso ìṣípòpadà ti tún gbé ọ̀nà ìwọ̀nwọ̀n sókè-àwọn mọto kékeré àti ìmúra yára àti àwọn àkókò ìfàsẹ́yìn túmọ̀ sí iye ohun èlò díẹ̀ àti iṣẹ́ ààyè, èyí tí ó ní ìbámu pẹ̀lú àwọn ohun tí a nílò ìdàgbàsókè ti àwọn ibi-afẹ́ “erogba méjì”.
Ni ẹkẹrin, o ṣiṣẹ bi ilẹ idanwo fun isọpọ imọ-ẹrọ ati isọdọtun. Idiju ti awọn ọna ṣiṣe iṣakoso išipopada jẹ ki wọn jẹ oju iṣẹlẹ ohun elo pipe fun gige{1}} awọn imọ-ẹrọ eti bii itetisi atọwọda, awọn ohun elo tuntun, ati imọ kuatomu. Awọn algoridimu ẹkọ ti o jinlẹ le ṣee lo fun itọju asọtẹlẹ, idamo awọn ikuna gbigbe ni ilosiwaju nipasẹ itupalẹ gbigbọn ati data iwọn otutu. Ohun elo ti ohun alumọni carbide (SiC) awọn ẹrọ agbara ti pọ si iyara esi ti awọn awakọ servo nipasẹ awọn akoko 10. Awọn gyroscopes quantum ni a nireti lati pese wiwọn ihuwasi deedee ti o ga julọ fun iṣakoso išipopada ofurufu. Ọna interdisciplinary yii kii ṣe faagun awọn aala imọ-ẹrọ ti iṣakoso išipopada ṣugbọn o tun ṣe agbega awọn ile-iṣẹ ti n yọ jade gẹgẹbi awọn roboti iṣẹ ati awọn roboti iṣẹ abẹ iṣoogun.
Ipari: Awọn orin bọtini fun ojo iwaju
Lati gbigbe ẹrọ ẹrọ ni ọjọ-ori nya si ifowosowopo oye ni ọjọ-ori oni-nọmba, itankalẹ ti awọn eto iṣakoso iṣipopada ti ṣe deede nigbagbogbo pẹlu ilepa eniyan ti “iṣakoso pipe.” Lodi si ẹhin idije iṣelọpọ agbaye ti o pọ si ati iwulo iyara fun igbegasoke ile-iṣẹ ile, awọn eto iṣakoso išipopada kii ṣe bọtini nikan lati yanju iṣoro ti “igbẹkẹle awọn agbewọle lati ilu okeere fun ohun elo ipari{1},” ṣugbọn o tun jẹ ẹrọ pataki fun didagbasoke iṣelọpọ didara tuntun ati igbega giga{3}} idagbasoke didara ti eto-ọrọ aje gidi. Fun awọn oṣiṣẹ, eyi ṣe afihan awọn italaya imọ-ẹrọ mejeeji (gẹgẹbi jijẹ ọpọlọpọ-awọn algoridimu iṣakoso ipoidojuko ati imuse oye eti) ati awọn aye tuntun pupọ (gẹgẹbi iṣakoso isẹpo roboti humanoid ati igbero išipopada microgravity fun ohun elo aaye). Fun orilẹ-ede naa, idoko-owo iduroṣinṣin ni iwadii imọ-jinlẹ ipilẹ (gẹgẹbi ilana iṣakoso aiṣedeede), awọn paati pataki (gẹgẹbi giga{7}} awọn koodu koodu pipe ati awọn modulu agbara), ati ilolupo ilolupo ile-iṣẹ (gẹgẹbi eto boṣewa ati idagbasoke talenti) ṣe pataki lati gba ipilẹṣẹ ninu ere-ije yii ti o duro lori idije iwaju.
Pẹlu idagbasoke ti o lagbara ti awọn ile-iṣẹ ti n yọ jade gẹgẹbi iṣelọpọ oye, agbara titun, ati biomedicine, awọn ọna ṣiṣe iṣakoso išipopada kii yoo wa lẹhin{0}}awọn oṣere oju iṣẹlẹ- mọ. Dipo, wọn yoo di imọ-ẹrọ asọye ti akoko ile-iṣẹ ti nbọ, ti o funni ni oye nla, irọrun, ati ore ayika.
