Công nghệ hỗ trợ sản xuất: Máy cắt giấy dập nóng thông minh đạt được khả năng quản lý và kiểm soát kỹ thuật số như thế nào

Đây là một ví dụ điển hình về chuyển đổi số và nâng cấp các ngành sản xuất truyền thống thông qua Internet vạn vật, dữ liệu lớn, trí tuệ nhân tạo và các công nghệ khác. Cốt lõi của máy cắt giấy dập nóng thông minh là phát triển từ một "máy xử lý" đơn giản thành một "nút sản xuất thông minh".

Việc quản lý và kiểm soát số hóa chủ yếu được phản ánh ở các khía cạnh sau:

Đầu tiên, trí thông minh của hệ thống điều khiển cốt lõi (não và dây thần kinh)

Hệ thống điều khiển máy cắt truyền thống chủ yếu dựa vào PLC (Bộ điều khiển logic lập trình) để điều khiển logic và chuyển động đơn giản. Hệ thống điều khiển của máy cắt thông minh là một hệ thống thông minh đa cấp và tích hợp cao.

1. Điều khiển chuyển động có độ chính xác cao:

◦ Truyền động động cơ servo: Hệ thống servo hiệu suất cao đa trục được sử dụng để kiểm soát chính xác tốc độ và độ căng của từng liên kết như tháo cuộn, kéo, cắt và quấn, đảm bảo cuộn dây ổn định và không bị kéo căng hoặc nhăn trong quá trình cắt.

◦ Phát hiện trực tuyến và phản hồi vòng kín: Giám sát thời gian thực chiều rộng cắt, vị trí cạnh, độ căng và các thông số khác thông qua các cảm biến có độ chính xác cao (như cảm biến thị giác CCD, máy đo khoảng cách laser, cảm biến độ căng) và phản hồi dữ liệu theo thời gian thực về hệ thống điều khiển. Hệ thống tự động điều chỉnh thông qua các thuật toán (như điều khiển PID) để đạt được điều khiển vòng kín "nhận thức-quyết định-thực hiện" nhằm đảm bảo tính nhất quán của chất lượng cắt.

2. Giới thiệu về thuật toán AI:

◦ Nhận dạng trực quan và tự động so sánh: Hệ thống thị giác máy được sử dụng để tự động nhận dạng mã màu (vạch đánh dấu) trên giấy dập nóng và có thể thực hiện so sánh và cắt hoàn toàn tự động với độ chính xác cao mà không cần cài đặt thủ công, giúp giảm đáng kể lãng phí vật liệu và thời gian chuẩn bị.

◦ Lập lịch trình tối ưu và lập kế hoạch đường đi của dụng cụ: Thuật toán AI có thể tự động tính toán sơ đồ sắp xếp dụng cụ tối ưu dựa trên chiều rộng và số lượng yêu cầu của đơn hàng, tối đa hóa việc sử dụng vật liệu và giảm thiểu các cạnh lãng phí.

◦ Bảo trì dự đoán: Phân tích dữ liệu như độ rung trục chính và dòng điện động cơ để dự đoán tình trạng mài mòn dụng cụ và các hỏng hóc tiềm ẩn của các thành phần chính, đưa ra cảnh báo sớm, lên lịch bảo trì và tránh thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch.

Thứ hai, xây dựng nền tảng quản lý số (trí tuệ đám mây)

Máy cắt thông minh được kết nối với nền tảng quản lý số của nhà máy (như hệ thống thực thi sản xuất MES, hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp ERP) thông qua công nghệ Internet vạn vật công nghiệp (IIoT) để hiện thực hóa việc quản lý số toàn bộ quy trình.

1. Thu thập và giám sát dữ liệu toàn diện (SCADA):

◦ Thu thập thời gian thực trạng thái thiết bị (hoạt động, tắt máy, hỏng hóc), số lượng sản xuất (mét, số vòng quay), thông số quy trình (tốc độ, độ căng, chiều rộng), mức tiêu thụ năng lượng và dữ liệu khác.

◦ Công nghệ Digital Twin tạo ra hình ảnh thời gian thực của máy cắt vật lý trong không gian ảo và người vận hành có thể theo dõi trực quan mọi chuyển động và trạng thái của thiết bị trên màn hình.

2. Quản lý minh bạch quá trình sản xuất:

◦ Phân công nhiệm vụ: Người quản trị trực tiếp phát lệnh sản xuất từ ​​hệ thống MES/ERP đến máy cắt, bao gồm thông số kỹ thuật sản phẩm, thông số quy trình, yêu cầu về số lượng, v.v., để đạt được hoạt động "không cần giấy tờ".

◦ Theo dõi tiến độ theo thời gian thực: Ban quản lý có thể xem tiến độ sản xuất, hiệu quả (hiệu quả toàn diện của thiết bị OEE) và tỷ lệ năng suất của từng thiết bị theo thời gian thực trên điện thoại di động hoặc máy tính, đồng thời thực hiện giám sát và quản lý từ xa.

◦ Truy xuất nguồn gốc chất lượng toàn bộ quy trình: Mỗi cuộn giấy dập nóng thành phẩm sẽ được cấp một mã ID duy nhất. Hệ thống tự động ghi lại thời gian sản xuất, thiết bị, lô nguyên liệu đã sử dụng, thông số quy trình, người vận hành và các thông tin khác. Khi có sự cố trong quá trình sử dụng tiếp theo, có thể nhanh chóng và chính xác truy xuất nguồn gốc, đồng thời xác định trách nhiệm.

3. Tối ưu hóa dựa trên dữ liệu và ra quyết định:

◦ Phân tích dữ liệu lớn: Nền tảng thu thập dữ liệu sản xuất lịch sử và thông qua phân tích, có thể tìm ra các thông số quy trình tối ưu (như tốc độ cắt và giá trị độ căng tối ưu) theo các vật liệu và thông số kỹ thuật khác nhau của sản phẩm, hình thành nên "cơ sở kiến ​​thức" để tối ưu hóa sản xuất trong tương lai.

◦ Quản lý hiệu suất và mức tiêu thụ năng lượng: Đếm chính xác sản lượng, tỷ lệ phế phẩm và mức tiêu thụ năng lượng theo ca, ngày và tháng, cung cấp hỗ trợ dữ liệu chính xác cho việc hạch toán chi phí, hiệu suất của nhân viên, cũng như tiết kiệm năng lượng và giảm mức tiêu thụ.

Tóm tắt các giá trị và lợi ích đã đạt được

Thông qua việc quản lý và kiểm soát kỹ thuật số nêu trên, máy cắt giấy dập nóng thông minh đã mang lại những thay đổi cơ bản:

Phần kết luận

Việc quản lý và điều khiển kỹ thuật số máy cắt giấy dập nóng thông minh là hiện thân hoàn hảo của sự hợp tác "end-edge-cloud":

• "Thiết bị đầu cuối": Bản thân thiết bị là một thiết bị đầu cuối thông minh có khả năng thực hiện chính xác và thu thập dữ liệu.

• "Edge": Xử lý dữ liệu thời gian thực và tính toán biên được thực hiện trên cổng thiết bị hoặc máy tính công nghiệp để đảm bảo kiểm soát máy theo thời gian thực.

• "Đám mây": Tổng hợp dữ liệu, phân tích chuyên sâu và tối ưu hóa toàn cầu trên nền tảng đám mây.

Cuối cùng, mục đích của việc trao quyền công nghệ không chỉ là làm cho máy móc nhanh hơn và chính xác hơn mà còn hiện thực hóa khả năng trực quan hóa, phân tích, dự đoán và thích ứng của quy trình sản xuất thông qua dữ liệu, để cải thiện toàn diện hiệu quả hoạt động, chất lượng sản phẩm và khả năng cạnh tranh cốt lõi của ngành sản xuất.