Proiect CEEX 22-I03/2005
Rezumat:
In prezent, companiile care furnizeaza sisteme mecanice trebuie sa faca fata evolutiilor rapide ce au loc in lume, atat in domeniul tehnic, cat si cel economic sau comercial. Principalele evolutii sunt urmatoarele:
- Globalizarea economiei, avand drept consecinta accentuarea concurentei.
- Individualizarea nevoilor, ceea ce determina personalizarea produselor.
- Dinamizarea capitalului, ceea ce genereaza exigente sporite privind eficienta impusa investitiilor.
- Discretizarea structurilor industriale si comerciale, ceea ce face ca locul marilor intreprinderi sa fie luat de grupuri de IMM-uri independente.
Aceaste evolutii impun un nou echilibru intre economie, tehnologie si societate. Pentru a face fata concurentei in acest nou mediu economic, companiile trebuie sa fie capabile sa reactioneze rapid si cu cheltuieli minime la actualele solicitari ale pietei, care se caracterizeaza prin:
- cresterea frecventei de introducere a unor noi produse;
- reducerea volumului comenzilor;
- cresterea varietatii produselor comandate;
- schimbari in continutul reglementarilor guvernamentale (de exemplu cele legate de mediu sau de siguranta produselor);
- schimbari rapide in ceea ce priveste tehnologiile de fabricatie aplicate.
Solutia conceptuala pe care proiectul o ofera la aceasta provocare este dezvoltarea unei noi generatii de sisteme tehnologice, care sa aiba urmatoarele caracteristici definitorii:
a) Sunt reconfigurabile, cu arhitectură hardware deschisă, realizate din module universale, mecatronice, cu sisteme incorporate de control in‑situ;
b) Au autoprogramare numerică in‑cycle,
c) Sunt cu calitatea şi economicitatea controlate on‑machine.
d) Sunt cu conducere adaptivă, optimală, predictivă, on‑line.
Solutia conceptuala este motivata de urmatoarele aspecte:
Modulele fiind universale, biblioteca de module pe care intreprinderea o are trebuie sa contina un numar mic de module; ca urmare numarul modulelor neutilizate la un moment dat este restrans, tinzand spre zero (chiar in conditiile unei productii de serie mica si foarte diversificata, asa cum este cazul actualmente pe piata); ca efect, capitalul stagnant, atat de mare in prezent, se diminueaza spre zero, iar durata de recuperare a investitiei se reduce la 4-5 ani, in loc de 15..20 de ani cat este in prezent.
Conducerea acestor sisteme tehnologice reconfigurabile are caracter adaptiv, in sensul ca, prin reidentificare periodica online, modelul de conducere urmareste evolutia in timp si spatiu a comportarii sistemului; pe de alta parte, conducerea are caracter predictiv intrucat corectia precede aparitia erorii.
Pe de alta parte, la aceasta noua generatie de sisteme tehnologice, potrivit proiectului, evolutia in timp si spatiu, atat a comportarii sistemului, cat si a caracteristicilor mecanice ori dimensionale ale semifabricatului, este surprinsa prin constructia unor modele simple, localizate in spatiu, efemere, construite cu date recente, in loc de modele complexe, generale, perene, construite din date istorice, folosind actualele facilitati oferite de ICT (senzori wireless si supplyless, sisteme incorporate, tehnici data-mining, etc).
In dezvoltarea acestei noi generatii de sisteme tehnologice, echipa proiectului a plecat de la observatia ca, dupa reconfigurare, un sistem de fabricatie reconfigurabil este practic un sistem nou, foarte putin cunoscut, ce trebuie condus pentru fabricarea unui obiect, care este, de asemenea, foarte putin cunoscut. Intrucat, nici sistemul si nici obiectul nu sunt suficient cunoscute, este necesara dezvoltarea unor tehnici de identificare on-line a sistemului si procesului de prelucrare (indiferent deconstructia sistemului sau natura fizica a procesului: aschiere, deformare plastica, injectia maselor plastice, electroeroziune, presarea pulberilor etc.), finalizata cu obtinerea unui model, care sa reprezinte o descriere la momentul curent a interactiunii dintre cele doua elemente. Modelul astfel obtinut este folosit pentru simularea functionarii ansamblului, prelucrarea virtuala a produsului si elaborarea setului de comenzi preventive, necesare pentru compensarea deviatiilor de orice fel, constatate in cursul prelucrarii virtuale.
Ideile conceptuale, pe care s‑a bazat dezvoltarea acestei noi generatii de sisteme tehnologice, au fost concretizate în cazul sistemelor tehnologice de aşchiere şi de ambutisare, a căror funcţionare este controlată sub aspectul calităţii produsului şi a economicităţii procesului.
Analiza pietei de masini tehnologice ( cum ar fi masinile unelte, de exemplu) arata urmatoarele:
1. Aceste masini reprezinta o investitie importanta pentru cumparatorii lor.
2. Masinile unelte disponibile astazi pe piata sunt imbatranite conceptual din cauza ca: i) fiind proiectate pentru anumite tipuri de procese (strunjire, gaurire, frezare etc.), nu sunt utilizate in mod continuu, ceea ce face ca ciclul lor de viata sa fie excesiv de lung, uneori depasind 15-20 de ani; ii) astfel de masini, aflate deja in patrimoniul unei intrprinderi, nu pot fi valorificate altfel decat prin utilizarea lor in continuare, ceea ce afecteaza costul fabricatiei.
3. In aceasta situatie, cererea pentru masini unelte noi este redusa, ceea ce afecteaza furnizorii de masini unelte si ii impiedica pe acestia sa le realizeze la un cost scazut, lucru care influenteaza in continuare pe cumparatori.
Pe scurt, astazi, in piata masinilor unelte, viteza de parcurgere a circuitului economic este redusa, ceea ce afecteaza negativ rata profitului pentru toti actorii implicati (cumparatori si furnizori deopotriva).
Datorita flexibilitatii exceptionale, noua generatie de sisteme tehnologice, dezvoltata in cadrul proiectului, poate avea un impact considerabil asupra celor doi actori de pe piata, dandu-le acestora competitivitate si oferind pietei dinamism.
Este de asteptat ca impactul proiectului sa apara in urmatorii pasi:
Pasul 1 – Prezentarea rezultatelor proiectului la constructorii de masini unelte sau de alte masini tehnologice sa stimuleze interesul lor pentru sistemele tehnologice reconfigurabile. Partenerii proiectului au disponibilitatea a oferi consultanta pentru implementarea acestei noi generatii de sisteme tehnologice.
Pasul 2 – Constructorii de masini unelte vor fi interesati ca produsele lor sa fie reconfigurabile, pentru ca, in acest fel, cu un numar limitat de module, ei sa aiba posibilitatea de a satisface rapid si usor o gama larga de comenzi. Mai mult, intrucat modulele sunt universale, biblioteca de module este restransa continand un sortiment redus de module. In acest fel numarul de module identice care vor fi trebui fabricate creste, ceea ce va determina reducerea costurilor. Este de asteptat ca, insasi constructorii de masini unelte sa fie primii utilizatori ai sistemelor de prelucrare reconfigurabile, ceea ce va accelera procesul de perfectionare primara, specific oricarui produs nou.
Pasul 3 - Cumparatorii vor deveni mai competitivi (asa cum s-a aratat mai sus) pentru ca: i) vor fi mai bine adaptati la solicitarile foarte variate ale pietei; ii) costul materialului, al energiei, al manoperei si al capitalului vor fi considerabil reduse.
Pasul 4 – cumparatorii sistemelor tehnologice reconfigurabile vor fi capabili sa le utilizeze pe acestea “plug-and-play”, in multe ocazii, ceea ce va face ca: i) timpul in care masina functioneaza sa se apropie de timpul calendaristic; ii)sa scada durata de viata calendaristica a masinilor unelte, si ca urmare, timpul de recuperare a investitiei sa se reduca la 4-5 ani; iii) sa creasca rata profitului.
Pasul 5 – Constructoriii de masini unelte vor incuraja furnizorii de componente (suruburi cu bile, ghidaje, senzori, etc), ca sa-si ajusteze oferta, reducand in acest fel costurile.