اروپا در انقلاب صنعتی جدید به کارخانه های مجازی نگاه می کند

14 جولای 2023 – توسط هلن ماسی-برسفورد، مجله تحقیقات و نوآوری اتحادیه اروپا-مفهوم کارخانه مجازی در اروپا در حال افزایش است. اعتبار: © Gorodenkoff, Shutterstock.com

تولیدکنندگان اتحادیه اروپا به طور فزاینده ای از فناوری های دیجیتال برای بهبود چابکی استقبال می کنند. کارخانه‌ای که ریش‌تراش‌های برقی در شهر دراختن در شمال هلند تولید می‌کند، در حال آماده شدن برای آزمایشی است که به منظور کمک به رشد صنعت اروپایی در بازارهای بین‌المللی رقابتی فزاینده است.

کارخانه ای که توسط شرکت الکترونیکی فیلیپس اداره می شود، بخشی از یک پروژه تحقیقاتی است که بودجه ای از اتحادیه اروپا دریافت کرده است تا تولیدکنندگان را به استفاده از “دوقلوهای دیجیتال” تشویق کند – کارخانه های مجازی که از طریق فناوری هایی ایجاد شده اند که قول می دهند تولید واقعی را ساده کنند.

مجازی و واقعی

ایده این است که از تکنیک‌هایی مانند محاسبات ابری، هوش مصنوعی، روباتیک و فناوری بلاک چین برای ایجاد مدل‌هایی از کل فرآیندهای تولید و مشخص کردن مکان‌هایی که می‌توان پیشرفت‌ها را انجام داد، استفاده کرد.

دکتر Cécile Girardot، هماهنگ کننده ابتکار DIMOFAC که تا مارس 2024 ادامه دارد، گفت: “صنعت در مرحله گذار است و فناوری های دیجیتال می توانند بصورت واقعی کمک کنند.

بخش تولید اروپا، که شامل وزنه های سنگین جهانی در حوزه های مختلف از هوانوردی و فولاد گرفته تا خودرو و مواد شیمیایی است، با تولیدکنندگان صادراتی خارج از کشور و قوانین سختگیرانه زیست محیطی در داخل مواجه است.

علاوه بر این دو چالش اساسی، جهش قیمت انرژی پس از تهاجم روسیه به اوکراین در فوریه 2022 و اختلالات زنجیره تامین ناشی از همه گیری کووید-19 که دو سال قبل رخ داد باعث نگرانی شده است.

اتحادیه اروپا یک مشارکت دولتی و خصوصی ۱.۱۵ میلیارد یورویی به نام کارخانه‌های آینده ایجاد کرده است تا تحقیقات و نوآوری‌های تولیدی را پیش ببرد که نشان می‌دهد این موضوع تا چه حد در دستور کار سیاست اروپا قرار دارد.

توانایی شرکت های اروپایی برای عبور از آنچه که به طور گسترده انقلاب صنعتی چهارم یا صنعت 4.0 نامیده می شود است – عصری که با اتوماسیون و اتصال مشخص شده است.

ایده کارخانه مجازی در اروپا در حال گسترش است. سازندگان از هواپیماساز ایرباس گرفته تا متخصص تجهیزات الکتریکی اشنایدر الکتریک در حال بررسی مفاهیم دوقلو دیجیتال و راه اندازی امکانات تولید مجازی هستند.

DIMOFAC که در اواخر سال 2019 شروع به کار کرد، سیستمی را برای چابک‌تر کردن تولید توسعه داده است.

این برنامه که «Plug and Produce» نام دارد، پیکربندی مجدد خطوط تولید را با پیوند دادن ماشین‌های واقعی با دوقلوهای دیجیتال آسان‌تر می‌کند.

با استفاده از این سیستم، یک سازنده می تواند یک راه اندازی جدید را به صورت مجازی شبیه سازی کند و قبل از نصب تجهیزات در یک کارخانه واقعی، هرگونه مشکل را به صورت آنلاین برطرف کند.

به گفته ژیراردو، هماهنگ کننده پروژه اروپایی در مواد پیشرفته و ساخت در مؤسسه تحقیقاتی فرانسوی CEA-Liten، برای مثال، مشکلات تولید ممکن است ناشی از استفاده از مواد خام بازیافتی باشد زیرا خواص آنها همیشه یکسان نیست.

او گفت: “در این مورد باید تولید خود را تطبیق دهید.” “هر چه سریعتر این کار را انجام دهید، بهتر است. هدف اصلی کاهش زمان پیکربندی مجدد است.”

سیستم “Plug and Produce” پروژه در پنج مرکز تولید واقعی در سراسر اروپا آزمایش خواهد شد. علاوه بر ریش تراش های برقی در هلند، نمونه هایی از جمله اجزای هوافضا ساخته شده توسط Éirecomposites در ایرلند و نمایشگرهای تعاملی تولید شده توسط Schaltag در سوئیس است.

این فناوری در پنج سایت معرفی شده است و نتایج در سه ماهه اول سال 2024 ارائه می شود.

DIMOFAC از طریق 30 شریک که شامل نرم افزار صنعتی زیمنس (فرانسه)، شرکت مهندسی مکانیک FILL اتریش و EXOM Engineering در اسپانیا نیز می شود، توانسته است از طیف گسترده ای از تخصص های صنعتی استفاده کند.

همکاری نزدیک تر

پروژه دیگری برای پیشبرد چشم انداز کارخانه های دیجیتال، FIRST، بررسی کرد که چگونه می توان از آنها برای افزایش کارایی در سایت های تولید در مکان های مختلف استفاده کرد.

به گفته لای زو، که ابتکاری را که پس از شش سال در دسامبر 2022 به پایان رسید، هماهنگی کرد، طرح‌ها و فرآیندهای جدید توسعه‌یافته توسط FIRST، همکاری را تسهیل می‌کند.

ژو، دانشیار دانشگاه بورنموث در بریتانیا که روی فرآیندهای تجاری مشترک و شرکت های مجازی کار می کند، گفت: “به طور سنتی، سایت های تولیدی می توانند کاملاً منزوی باشند.”

به گفته Xu، ابتدا شروع به شناسایی چالش ها و موانع در راه استفاده از فناوری های کارخانه مجازی و توسعه راه هایی برای غلبه بر آنها کرد.شرکای این پروژه 7 نفر بودند و شامل تولیدکنندگان، شرکت های نرم افزاری و دانشگاه هایی از کشورهایی از جمله آلمان، ایتالیا، هلند و چین بودند.

Xu نسبت به آنچه که دوقلوهای دیجیتالی می توانند در عرصه تجارت و محیط زیست به صنعت ارائه دهند، خوش بین است.

به عنوان مثال، با استفاده از یک مدل دیجیتالی از کل فرآیند تولید، یک شرکت مد می تواند یک جفت کفش در پاریس یا میلان طراحی کند در حالی که هماهنگ است.

تولید و فروش در سطح جهانی.

یک شبکه فناوری اطلاعات همه شرکا – مغازه ها، طراحان، تدارکات و تولیدکنندگان – را به هم متصل می کند و اطلاعاتی را درباره مواردی که در کجا و در زمان استفاده از فناوری بلاک چین مورد نیاز است ارسال می کند.

وی گفت: “کفش سفارشی را می توان در جای دیگری طراحی کرد، اما به صورت محلی ساخته شد، در نتیجه فرآیند تولید کارآمدتر و انعطاف پذیرتر و اثرات زیست محیطی کمتری دارد.”

فناوری‌های کارخانه مجازی همه یا هیچ نیستند. به گفته Xu، تولیدکنندگان می‌توانند از قطعات برای بهبود فرآیندها بدون تعهد به کل استفاده کنند.این می‌تواند برای بسیاری از شرکت‌های کوچک و متوسط که بخشی از بخش تولید اروپا هستند و ممکن است منابع لازم برای اصلاح سیستم‌های خود از A به Z را نداشته باشند، ملاحظات مهمی باشد.

فن‌آوری‌های کارخانه مجازی همچنین می‌توانند به شرکت‌ها کمک کنند تا تعمیر و نگهداری ماشین‌های پیچیده را به‌طور کارآمدتری مدیریت کنند و در نتیجه در هزینه‌ها صرفه‌جویی کنند.

Xu گفت: «حسگرهای دستگاه داده‌هایی را جمع‌آوری می‌کنند که به شما امکان می‌دهد زمان‌بندی زمانی که یک مهندس را برای سرویس به اجرا درآورید.

او گفت که کنسرسیوم FIRST در نشانه‌ای از اهمیت فزاینده فناوری‌های تولید مجازی، به‌طور فعال به دنبال بودجه جدید اتحادیه اروپا و ملی برای پیشرفت بیشتر در این زمینه است.