Công nghiệp 4.0 có ý nghĩa như thế nào đối với hàn

Công nghiệp 4.0 nghe có vẻ giống như một thứ mà chỉ các nhà sản xuất lớn, đa quốc gia mới là người chơi, nhưng không phải vậy. Số hóa luồng thông tin đi thẳng từ quầy hàn đến hệ thống đo lường chất lượng và có thể phản ứng trong thời gian thực là điều mà tất cả các nhà sản xuất có thể làm được, bất kể quy mô của họ. Đây là một cuộc cách mạng công nghiệp mà các công ty ở mọi quy mô đều có thể tham gia.

Vậy công nghiệp 4.0 là gì? Có thể bạn đã nghe từ thông dụng nhưng không thực sự biết nó liên quan gì. Cách mạng Công nghiệp được dạy trong sách lịch sử diễn ra vào cuối thế kỷ 18, khi cơ giới hóa thay đổi cách nhân loại có thể trồng trọt, khai thác nguyên liệu thô từ lòng đất, và cuối cùng là giúp các nền kinh tế phát triển nhanh chóng hơn. Cuộc cách mạng thứ hai diễn ra vào cuối thế kỷ 19 với sự xuất hiện của các nguồn nhiên liệu như điện, khí đốt và dầu mỏ. Cuộc cách mạng thứ ba xảy ra vào nửa sau của thế kỷ 20 với sự nổi lên của thiết bị điện tử, máy tính và robot.

Internet đã thúc đẩy kỷ nguyên kết nối mới này. Máy với máy, máy với doanh nghiệp, máy với người — tất cả đều được kết nối trong một mạng giao tiếp. Trong doanh nghiệp kết nối, các nhà sản xuất có thông tin chính xác để đưa ra quyết định đúng đắn vào đúng thời điểm. Bị bỏ lại trong bóng tối là một sự lựa chọn.

Điều đó đặc biệt đúng đối với các nhà sản xuất và hoạt động hàn của họ. Khi các công ty trong chuỗi cung ứng trở nên gọn gàng hơn trong 10 năm qua, tất cả đều cần biết rằng các bộ phận, cụm lắp ráp hoặc sản phẩm rời bến tàu để giao cho khách hàng đáp ứng mong đợi về chất lượng.

Hãy tưởng tượng bạn là một phần của chuỗi cung ứng ô tô, không nhất thiết phải là nhà cung cấp cấp 1 mà có thể là công ty cấp 3 hoặc 4 với ít hơn 50 nhân viên. Các bộ phận mà bạn vận chuyển cho một công ty khác cuối cùng sẽ làm việc theo cách của họ cho nhà sản xuất ô tô, hãng hoàn toàn không muốn xe của mình tham gia vào bất kỳ đợt triệu hồi nào liên quan đến lỗi. Vì vậy, công ty Cấp 3 hoặc 4 có một câu hỏi đơn giản mà họ muốn được trả lời trước khi các bộ phận rời khỏi sàn nhà máy của mình: Bộ phận đó có chất lượng tốt hay không?

Tất nhiên, không chỉ các nhà cung cấp xe và phụ tùng ô tô mới có những lo ngại này. Bất kỳ nhà sản xuất nào cũng phải lo lắng nếu các bộ phận xấu được giao cho khách hàng. Hãy xem xét một nhà sản xuất ống có một nhà máy sản xuất hàng trăm feet ống mỗi ngày. Ban giám đốc công ty biết rằng nhà máy có khả năng tạo ra một số phế liệu, nhưng chiếc ống bị lỗi đó không bao giờ có thể được giao cho khách hàng. Nếu đúng như vậy, đường ống kém chất lượng ít nhất sẽ làm gián đoạn sản xuất của khách hàng hoặc gây ra một cơn đau đầu lớn hơn nếu nó gây ra các vấn đề như một phần của sản phẩm cuối, chẳng hạn như cuốc lưng.

Các nhà sản xuất ở mọi quy mô đều cần các công cụ và hệ thống để đo lường hiệu suất của các quy trình sản xuất để đảm bảo rằng họ đang cung cấp các bộ phận chất lượng. Chỉ thông qua việc đo lường các quy trình đó, bạn mới có cơ hội trả lời câu hỏi chất lượng: Có hay không?

Hệ thống giám sát mối hàn – Câu trả lời về chất lượng

Lời hứa của Công nghiệp 4.0 được thể hiện dưới dạng một hệ thống giám sát mối hàn tự động. Nó mang lại kết nối kỹ thuật số cho bộ phận hàn.

Một số hệ thống đảm bảo chất lượng hứa hẹn cung cấp khả năng giám sát mối hàn, nhưng trên thực tế, chúng không đạt yêu cầu. Được kết nối với các nguồn điện hàn, cả trong các ô tự động và trong các hoạt động thủ công, các hệ thống này theo dõi các thông số nhất định, nhưng đó là về nó. Họ đang theo dõi một giá trị trạng thái, chẳng hạn như dòng điện của nguồn điện nằm trong một phạm vi nhất định. Một thợ hàn có thể nghe thấy cảnh báo nếu trong quá trình hàn nhận thấy có quá nhiều dòng điện, nhưng loại hệ thống chất lượng này chỉ theo dõi quy trình chứ không hoàn toàn xác định chất lượng.

Để đưa ra chẩn đoán về chất lượng, hệ thống giám sát mối hàn cần có khả năng theo dõi nhiều thông số hàn, chẳng hạn như dòng điện, điện áp, tốc độ dòng khí và tốc độ cấp dây và thực hiện nhiều phép đo mỗi giây. Sử dụng các thuật toán được cấp bằng sáng chế để phân tích dữ liệu hàn theo thời gian thực, các hệ thống đo lường giám sát mối hàn hiện đại có thể phát hiện khi có vấn đề phát sinh.

Hệ thống giám sát quá trình hàn không chỉ cung cấp sự đảm bảo chất lượng cho nhà chế tạo mà còn có khả năng báo cáo cho những khách hàng có nhu cầu có tài liệu về các mối hàn đáp ứng mong đợi như được xác định bởi đặc điểm kỹ thuật quy trình hàn.

Ví dụ, nếu một công ty quan tâm nhất đến độ xốp, hệ thống giám sát mối hàn có thể được thiết lập để tập trung vào các thông số hàn có nhiều khả năng ảnh hưởng đến việc mối hàn có bị xốp hay không. Theo dõi dòng điện, điện áp, lưu lượng khí và bất kỳ biến số nào khác có thể ảnh hưởng đến độ xốp trong quá trình hàn, hệ thống giám sát có thể đưa ra cảnh báo nếu mối hàn bị nghi ngờ không có khả năng đáp ứng mong đợi về chất lượng.

Công nghệ kỹ thuật số này không chỉ giới hạn trong hàn hồ quang kim loại khí. Nó cũng có thể được sử dụng cho hồ quang vonfram khí và hàn hồ quang chìm. Trên thực tế, nó cũng có thể được điều chỉnh để sử dụng trong các ứng dụng hàn điện trở. Việc theo dõi các thông số hàn có thể khác với những gì được sử dụng để giữ cho các quy trình hàn hồ quang nằm trong các thông số kỹ thuật chất lượng, nhưng kết quả cuối cùng vẫn giống nhau – cố gắng tìm ra các khuyết tật trong quá trình hàn trước khi các bộ phận sẵn sàng để giao hàng.

Lợi ích bổ sung của việc giám sát mối hàn

Việc tiết kiệm chi phí liên quan đến việc đánh bắt một bộ phận kém chất lượng trước khi nó rời bến tàu là điều dễ hiểu. Khách hàng không bị gián đoạn nỗ lực sản xuất và không phải lo lắng về việc gửi lại bộ phận hay chỉ loại bỏ nó. Nhà chế tạo không phải nhanh chóng gián đoạn quá trình sản xuất của chính mình để sản xuất một bộ phận mới thay thế bộ phận bị lỗi hoặc lo lắng về việc chế tạo lại bộ phận bị lỗi.

Hệ thông giám sát mối hàn

Giám sát quá trình hàn cũng cho phép nhà chế tạo nắm bắt được các vấn đề trong quá trình, đây có thể là một thách thức đối với các mối hàn lớn hơn. Xem xét việc chế tạo tháp gió và tầm quan trọng của việc có thể đánh dấu khuyết tật mối hàn trên phôi đó. Nếu hệ thống giám sát mối hàn có thể đánh dấu một địa điểm thực tế hoặc một thời điểm về vị trí hoặc thời điểm chất lượng mối hàn kém xảy ra, nhà chế tạo có thể khoanh vùng nhanh chóng trên khu vực đó. Có thể giới hạn việc tìm kiếm khuyết tật ở mức 2 inch của kim loại hàn trên phần đường kính 12 ft của tháp là một khoản tiết kiệm rất lớn về thời gian và công sức. Ngoài ra, khiếm khuyết có thể được sửa chữa khi nó vẫn còn trong bộ định vị.

Khi vấn đề trong quá trình được phát hiện, dữ liệu được thu thập từ hệ thống giám sát mối hàn cho phép kỹ sư hàn hoặc người giám sát xác định nguyên nhân gốc rễ của khuyết tật đó. Nó có đến từ khí được sử dụng trong quá trình hàn dây không? Nó có thể là mẹo liên lạc? Một hệ thống đảm bảo chất lượng mối hàn hiện đại sẽ giúp người chế tạo xác định được vấn đề là gì để nhà máy có thể tránh được nỗi đau và sự thất vọng vì những sai lầm lặp đi lặp lại. Việc xác định nguyên nhân gốc rễ của các vấn đề cho phép thay đổi quy trình hàn và tăng chất lượng và năng suất.

Để phân tích thông tin hàn này, một hệ thống giám sát mối hàn không chỉ phải có khả năng thu thập và phân tích dữ liệu mà còn phải có khả năng trình bày thông tin dưới dạng báo cáo. Các loại hệ thống này có thể cấp cho các máy in đơn giản hoặc thông tin có thể được xuất sang các cơ sở dữ liệu khác hoặc thậm chí là hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp.

Từ quan điểm cơ bản nhất, loại báo cáo này cho phép một công ty chế tạo theo dõi các giá trị tiêu thụ cơ bản, chẳng hạn như lượng điện, khí đốt hoặc dây điện, được sử dụng trong một công việc hoặc ca làm việc. Điều này sẽ hoạt động đối với một nhà máy có một nguồn điện hàn hoặc 10 tế bào hàn riêng biệt.

Cho dù một công ty nhỏ với một địa điểm khác hay một công ty lớn với nhiều nhà máy, ban giám đốc có thể sử dụng các công cụ báo cáo này để theo dõi các hoạt động hàn tại các cơ sở khác nhau. Có phải một cơ sở tiêu thụ ít cân dây hàn hơn trong một tuần so với cơ sở chị em của nó làm công việc tương tự không? Thời gian chạy vòng cung có thể so sánh giữa các cơ sở không? Báo cáo hiệu suất hàn cung cấp cho nhà chế tạo cơ hội cải thiện năng suất hàn bằng cách đánh giá các phương pháp thực hành tốt nhất trong chính công ty của mình.

Chức năng báo cáo cũng sẽ cho phép nhà máy trở thành một phần của chuỗi cung ứng phức tạp hơn, nơi báo cáo xác minh hàn là một phần được mong đợi của mối quan hệ người mua-người bán. Nó làm cho các nhà máy quy mô vừa hoặc nhỏ trông tinh vi hơn nhiều, ngay cả khi nhân viên CNTT của công ty có thể là bạn của chủ sở hữu hoặc người có trách nhiệm toàn thời gian khác.

Bắt đầu con đường Công nghiệp 4.0

Vì vậy, một nhà chế tạo đang xem xét điều gì nếu họ muốn số hóa ngành hàn của mình? Có thể chỉ là 15.000 đô la để bắt đầu. Một khoản đầu tư như vậy sẽ có được nhà chế tạo gói cảm biến kết nối với nguồn điện hàn, một máy tính để xử lý và lưu trữ thông tin hàn, và một màn hình cảm ứng để truy cập thông tin.

Hầu hết các nhà phát triển công nghệ hàn cũng có hệ thống giám sát mối hàn có thể hoạt động với hầu hết mọi nguồn điện hàn hiện đại được mua trong 10 năm qua. (Đối với các nguồn điện hàn cũ hơn, hầu hết các hệ thống giám sát vẫn có thể theo dõi điện áp, cường độ dòng điện và thời gian bật / tắt hồ quang. Điều này giúp hầu hết mọi nguồn điện đều có thể trở thành một phần của hoạt động hàn được kết nối kỹ thuật số.) Đó là tin tốt cho nhiều công ty chế tạo vì họ có khả năng sở hữu các nguồn điện từ các nhà sản xuất khác nhau.

Những công ty không quan tâm đến việc duy trì các máy chủ tại chỗ để chứa dữ liệu hàn được thu thập có thể chọn lưu trữ thông tin trên đám mây. Đăng ký cung cấp cho người chế tạo sự yên tâm rằng thông tin có thể dễ dàng truy cập và được bảo vệ khỏi bị lộ ra ngoài, vì dữ liệu có thể nằm ở một trong những nhà cung cấp dịch vụ đám mây lớn, chẳng hạn như Microsoft Azure. Các dịch vụ đám mây này thường được sử dụng để lưu trữ thông tin của công ty và chính phủ, vì vậy các trung tâm dữ liệu chứa kiến ​​thức nhạy cảm được cung cấp khả năng bảo vệ mà một công ty nhỏ có đăng ký phần mềm chống vi-rút không thể sánh kịp.

Như với bất kỳ dịch vụ đám mây nào, nhà phát triển công nghệ hàn cũng rất tôn trọng thông tin thu thập được. Chỉ khách hàng mới có thể truy cập vào dữ liệu hàn và cấp quyền cho những người khác, bao gồm cả các nhà cung cấp, xem xét nó.

Sản xuất các bộ phận chất lượng là ưu tiên của cả các nhà sản xuất nhỏ và lớn. Mặc dù các công ty lớn hơn dường như có lợi thế hơn vì họ có vị thế đầu tư vào các công nghệ mới nhất để giảm thiểu việc làm lại và phế liệu và giữ cho khách hàng hài lòng, hệ thống giám sát mối hàn và kết nối kỹ thuật số hiện mang lại lợi thế cạnh tranh tương tự cho các nhà máy quy mô vừa và nhỏ. Nếu một nhà chế tạo có dữ liệu tốt về chi tiết các hoạt động hàn của mình, họ có thể đưa ra quyết định đúng đắn. Đi với cảm giác ruột không có chỗ đứng trong môi trường Công nghiệp 4.0.