https://facebook.com/298276320198577_3036520763040772
В 1955 году в экономике США произошло примечательное событие: затраты на информационные технологии впервые превысили затраты на материальное производство. Уже в 1960-1970-х годах формируется теория постиндустриального, информационного общества с глубокими технологическими, экономическими, политическими и культурными изменениями общества того времени. Какие же основные факторы способствовали зарождению такой теории?
ПРИЧИНЫ ПОЯВЛЕНИЯ ПОСТИНДУСТРИАЛЬНОЙ ЭКОНОМИКИ
Совершенствование информационных и производственных технологий, развивающаяся механизация и автоматизация производств – все это способствует сокращению количества персонала, отвечающего за рутинные технологические операции материального производства. Вместе с этим растет потребность в высококвалифицированных кадрах, способных программировать работу механизмов и информационных систем.
Высокие требования, предъявляемые к квалификации и интеллекту таких сотрудников, стимулируют целый пласт перемен в структуре общества и, что важно, в образовательной сфере. Все большее влияние на экономику начинают оказывать не материальные средства производства для массового выпуска товаров, а высокоинтеллектуальная разработка сложных устройств и изготовление специальной и уникальной продукции небольшими партиями.
Современные производства с легкостью справляются с тиражированием продукции практически любого уровня сложности, а вот с обеспечением все возрастающего спроса на производство инновационных продуктов, а также товаров и услуг индивидуального назначения пока есть проблемы.
Общественное и экономическое развитие сегодня подошло к зарождению элементов промышленности будущего, для которой основную ценность будет представлять интеллект систем, механизмов, товаров и услуг, способный самостоятельно принимать решения в зависимости от многочисленных факторов взаимодействия со средой и человеком.
Концепция назревающей четвертой промышленной революции, или, как ее называют, «Индустрия 4.0», получила свое начало в 2011 году благодаря политикам, бизнесменам, ученым и промышленникам Германии и была провозглашена главной составляющей развития страны в области высоких технологий. Цель, которую ставили перед собой разработчики этой концепции, – повышение конкурентоспособности страны в промышленности посредством тесной интеграции киберфизических систем на предприятиях и за их пределами. В результате воплощения этой концепции, по мнению разработчиков, должно происходить взаимодействие между производственными мощностями и произведенными ими товарами без непосредственного участия человека, причем с самоадаптацией под новые запросы потребителей. Взаимодействие должно быть настолько глубоким и автоматизированным, что у каждого потребителя товаров или услуг появится возможность практически напрямую контролировать производство своего заказа. Впоследствии концепция получила свое развитие в США, Китае и других странах.
Сегодня определены девять драйверов, оказывающих основное влияние на развитие концепции «Индустрии 4.0». В их числе:
самоуправляемые роботы; аддитивное производство; дополненная реальность; компьютерная имитация оборудования, материалов и технологий; горизонтальная и вертикальная системная интеграция; промышленный «Интернет вещей»;«Туманные» вычисления; информационная безопасность;«Большие данные» и аналитика.
Можно заметить, что многие из драйверов уже сегодня активно используются при создании продуктов и услуг. Тем не менее, для полного воплощения новой концепции производства требуется их дальнейшее совершенствование и их синергетическое функционирование. Аддитивному производству, как одному из драйверов развития «Индустрии 4.0», также требуются значительные качественные и количественные изменения, но в первую очередь ему необходима интеграция в автоматизированное безлюдное производство.
НАСТОЯЩЕЕ И БУДУЩЕЕ АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Сейчас остается все меньше скептиков в том, что касается перспектив развития аддитивного цифрового производства. Крупные авиационные, автомобильные, оборонные, приборостроительные предприятия, медицина, включая стоматологию, образование, частный бизнес, всевозможные бизнес-инкубаторы, сервисные бюро уже по достоинству оценили преимущества использования 3D-печати и активно встраивают ее в свои рабочие процессы. Наиболее успешные компании даже приняли у себя внутренние стандарты на использование аддитивных технологий и материалов.
Представьте себе, что при производстве деталей 3D-печатью больше не потребуется длительной разработки технологии, использования многоосевых станков со сложнейшим программированием работы, высококвалифицированного персонала, проектирования и использования оснастки, наличия литьевого цеха для заготовок, обязательного контроля заготовок и готовых деталей, сложной логистики и т.п. Аддитивные технологии в совокупности с другими составляющими «Индустрии 4.0» способны значительно сократить сроки логистических операций, тогда как сейчас процессы традиционной механообработки занимают в среднем менее 5% производственного цикла, а 95% приходится на внутризаводскую и внешнюю логистику.
Ожидается, что цифровое производство сменит в ближайшие 20 лет некоторые виды массового производства, особенно с высокой конечной стоимостью продукции. Согласно концепции «Индустрии 4.0», производства будущего не будут иметь большую номенклатуру парка оборудования. Они будут строиться на основе гибких производственных ячеек в составе киберфизических систем. Ячейки и системы будут адаптироваться под конкретный заказ путем перепрограммирования, смены производственных модулей, оснастки, инструмента, материалов, перенаправления логистических потоков – и все это будет происходить в максимально короткие сроки. Такие производственные центры будущего будут иметь развитую сеть, строиться буквально полным техническим и технологическим клонированием и приближены к основным точкам потребления продукции.
Как показывает успешный опыт использования аддитивных технологий в промышленности, зачастую удается сократить технологический процесс производства в несколько раз, при этом сложность изделий может быть повышена с одновременным сокращением количества деталей в сборке, ведь 3D-печать позволяет строить детали без оглядки на конструктивные и технологические ограничения, присущие традиционным подходам. Так, например, принципы бионического проектирования с использованием конечно-элементного анализа (от англ. Finite Element Analysis, FEA) уже сейчас активно используются для облегчения деталей авиационной техники (рис. 2).
Отдельное внимание следует уделить широкому спектру используемых материалов: это композиты, металлы, керамика, термопластики, фотополимеры и многие другие. Со временем каждая технология будет иметь неограниченный перечень материалов, а их композитный состав будет автоматически определяться расчетной программой в зависимости от назначения и условий эксплуатации конечного изделия.
Сегодня большая часть производителей 3D-принтеров и аддитивных систем все еще предлагает отдельные средства производства, не способные встраиваться в технологический поток с использованием киберфизических систем. Другими словами, это один, два или три принтера, обслуживаемых одним оператором. В обязанности оператора входит подготовка принтера к работе, подготовка рабочего органа к печати тем или иным материалом, подготовка и загрузка программы, смена материала, а зачастую и трудоемкая постобработка.
Ограничением массового распространения «металлических» SLS/SLM/EBM-технологий является достаточно высокая стоимость оборудования и зависимость от материалов (переход на другой материал требует полной очистки рабочих органов установки), что не дает возможности быстрой перенастройки на другое изделие. Плюс к этому – последующее слесарное удаление элементов поддержки, термообработка. Тем не менее, производители уже начали решать проблему быстрой смены материала, о чем мы расскажем далее.
Технологии SLA/MJM/DLP/PolyJet обычно сложно использовать для конечных изделий ввиду особых свойств материалов. Использование технологий с песчано-полимерными, керамическими и гипсовыми смесями имеет достаточно ограниченные сферы применения. Технология FDM и подобные ей (например, APF) используют термопластики промышленного класса и представляются наиболее выигрышными по совокупности свойств (в тех случаях, когда для будущих изделий может быть использован пластик, а не металл): стоимость оборудования, свойства и скорость замены материалов, способность автоматизированного удаления материала поддержки. К недостаткам технологии FDM можно отнести слоистую структуру поверхности. Поэтому изготовленные по этой технологии детали сразу использовать без их доработки удается не всегда. Конечно, есть и другие новые технологии, использующие аддитивный способ изготовления деталей, но многие из них пока не являются по-настоящему отлаженными коммерческими продуктами.
НАСКОЛЬКО РЕАЛЬНО ОРГАНИЗОВАТЬ «ЦИФРОВУЮ ФАБРИКУ»?
Давайте поразмышляем о дальнейшем совершенствовании аддитивных технологий до уровня полноценного встраивания в «Индустрию 4.0». Есть ли уже сейчас реальные примеры хотя бы на уровне концепции?
В качестве отправной точки реализации концепта цифровых аддитивных систем можно принять используемые на протяжении последних 30-40 лет гибкие производственные системы (ГПС), например, компании Fastems или сборочные производства любой ведущей автостроительной компании.
Новая экономика организуется вокруг информационных сетей с горизонтальной и вертикальной интеграцией. Она основана на постоянном взаимодействии между узлами – локализованными производствами, называемыми FabLab (от англ. Fabrication Laboratory), – сертифицированными лабораториями, в которых «под одной крышей» собрано разнообразное основное и вспомогательное оборудование, позволяющее быстро «печатать» детали для компаний, ориентирующихся на инновации, а также выполнять индивидуальные заказы для частных лиц. Возможности таких лабораторий позволяют использовать различные технологии и ма
В 1955 году в экономике США произошло примечательное событие: затраты на информационные технологии впервые превысили затраты на материальное производство. Уже в 1960-1970-х годах формируется теория постиндустриального, информационного общества с глубокими технологическими, экономическими, политическими и культурными изменениями общества того времени. Какие же основные факторы способствовали зарождению такой теории?
ПРИЧИНЫ ПОЯВЛЕНИЯ ПОСТИНДУСТРИАЛЬНОЙ ЭКОНОМИКИ
Совершенствование информационных и производственных технологий, развивающаяся механизация и автоматизация производств – все это способствует сокращению количества персонала, отвечающего за рутинные технологические операции материального производства. Вместе с этим растет потребность в высококвалифицированных кадрах, способных программировать работу механизмов и информационных систем.
Высокие требования, предъявляемые к квалификации и интеллекту таких сотрудников, стимулируют целый пласт перемен в структуре общества и, что важно, в образовательной сфере. Все большее влияние на экономику начинают оказывать не материальные средства производства для массового выпуска товаров, а высокоинтеллектуальная разработка сложных устройств и изготовление специальной и уникальной продукции небольшими партиями.
Современные производства с легкостью справляются с тиражированием продукции практически любого уровня сложности, а вот с обеспечением все возрастающего спроса на производство инновационных продуктов, а также товаров и услуг индивидуального назначения пока есть проблемы.
Общественное и экономическое развитие сегодня подошло к зарождению элементов промышленности будущего, для которой основную ценность будет представлять интеллект систем, механизмов, товаров и услуг, способный самостоятельно принимать решения в зависимости от многочисленных факторов взаимодействия со средой и человеком.
Концепция назревающей четвертой промышленной революции, или, как ее называют, «Индустрия 4.0», получила свое начало в 2011 году благодаря политикам, бизнесменам, ученым и промышленникам Германии и была провозглашена главной составляющей развития страны в области высоких технологий. Цель, которую ставили перед собой разработчики этой концепции, – повышение конкурентоспособности страны в промышленности посредством тесной интеграции киберфизических систем на предприятиях и за их пределами. В результате воплощения этой концепции, по мнению разработчиков, должно происходить взаимодействие между производственными мощностями и произведенными ими товарами без непосредственного участия человека, причем с самоадаптацией под новые запросы потребителей. Взаимодействие должно быть настолько глубоким и автоматизированным, что у каждого потребителя товаров или услуг появится возможность практически напрямую контролировать производство своего заказа. Впоследствии концепция получила свое развитие в США, Китае и других странах.
Сегодня определены девять драйверов, оказывающих основное влияние на развитие концепции «Индустрии 4.0». В их числе:
самоуправляемые роботы; аддитивное производство; дополненная реальность; компьютерная имитация оборудования, материалов и технологий; горизонтальная и вертикальная системная интеграция; промышленный «Интернет вещей»;«Туманные» вычисления; информационная безопасность;«Большие данные» и аналитика.
Можно заметить, что многие из драйверов уже сегодня активно используются при создании продуктов и услуг. Тем не менее, для полного воплощения новой концепции производства требуется их дальнейшее совершенствование и их синергетическое функционирование. Аддитивному производству, как одному из драйверов развития «Индустрии 4.0», также требуются значительные качественные и количественные изменения, но в первую очередь ему необходима интеграция в автоматизированное безлюдное производство.
НАСТОЯЩЕЕ И БУДУЩЕЕ АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Сейчас остается все меньше скептиков в том, что касается перспектив развития аддитивного цифрового производства. Крупные авиационные, автомобильные, оборонные, приборостроительные предприятия, медицина, включая стоматологию, образование, частный бизнес, всевозможные бизнес-инкубаторы, сервисные бюро уже по достоинству оценили преимущества использования 3D-печати и активно встраивают ее в свои рабочие процессы. Наиболее успешные компании даже приняли у себя внутренние стандарты на использование аддитивных технологий и материалов.
Представьте себе, что при производстве деталей 3D-печатью больше не потребуется длительной разработки технологии, использования многоосевых станков со сложнейшим программированием работы, высококвалифицированного персонала, проектирования и использования оснастки, наличия литьевого цеха для заготовок, обязательного контроля заготовок и готовых деталей, сложной логистики и т.п. Аддитивные технологии в совокупности с другими составляющими «Индустрии 4.0» способны значительно сократить сроки логистических операций, тогда как сейчас процессы традиционной механообработки занимают в среднем менее 5% производственного цикла, а 95% приходится на внутризаводскую и внешнюю логистику.
Ожидается, что цифровое производство сменит в ближайшие 20 лет некоторые виды массового производства, особенно с высокой конечной стоимостью продукции. Согласно концепции «Индустрии 4.0», производства будущего не будут иметь большую номенклатуру парка оборудования. Они будут строиться на основе гибких производственных ячеек в составе киберфизических систем. Ячейки и системы будут адаптироваться под конкретный заказ путем перепрограммирования, смены производственных модулей, оснастки, инструмента, материалов, перенаправления логистических потоков – и все это будет происходить в максимально короткие сроки. Такие производственные центры будущего будут иметь развитую сеть, строиться буквально полным техническим и технологическим клонированием и приближены к основным точкам потребления продукции.
Как показывает успешный опыт использования аддитивных технологий в промышленности, зачастую удается сократить технологический процесс производства в несколько раз, при этом сложность изделий может быть повышена с одновременным сокращением количества деталей в сборке, ведь 3D-печать позволяет строить детали без оглядки на конструктивные и технологические ограничения, присущие традиционным подходам. Так, например, принципы бионического проектирования с использованием конечно-элементного анализа (от англ. Finite Element Analysis, FEA) уже сейчас активно используются для облегчения деталей авиационной техники (рис. 2).
Отдельное внимание следует уделить широкому спектру используемых материалов: это композиты, металлы, керамика, термопластики, фотополимеры и многие другие. Со временем каждая технология будет иметь неограниченный перечень материалов, а их композитный состав будет автоматически определяться расчетной программой в зависимости от назначения и условий эксплуатации конечного изделия.
Сегодня большая часть производителей 3D-принтеров и аддитивных систем все еще предлагает отдельные средства производства, не способные встраиваться в технологический поток с использованием киберфизических систем. Другими словами, это один, два или три принтера, обслуживаемых одним оператором. В обязанности оператора входит подготовка принтера к работе, подготовка рабочего органа к печати тем или иным материалом, подготовка и загрузка программы, смена материала, а зачастую и трудоемкая постобработка.
Ограничением массового распространения «металлических» SLS/SLM/EBM-технологий является достаточно высокая стоимость оборудования и зависимость от материалов (переход на другой материал требует полной очистки рабочих органов установки), что не дает возможности быстрой перенастройки на другое изделие. Плюс к этому – последующее слесарное удаление элементов поддержки, термообработка. Тем не менее, производители уже начали решать проблему быстрой смены материала, о чем мы расскажем далее.
Технологии SLA/MJM/DLP/PolyJet обычно сложно использовать для конечных изделий ввиду особых свойств материалов. Использование технологий с песчано-полимерными, керамическими и гипсовыми смесями имеет достаточно ограниченные сферы применения. Технология FDM и подобные ей (например, APF) используют термопластики промышленного класса и представляются наиболее выигрышными по совокупности свойств (в тех случаях, когда для будущих изделий может быть использован пластик, а не металл): стоимость оборудования, свойства и скорость замены материалов, способность автоматизированного удаления материала поддержки. К недостаткам технологии FDM можно отнести слоистую структуру поверхности. Поэтому изготовленные по этой технологии детали сразу использовать без их доработки удается не всегда. Конечно, есть и другие новые технологии, использующие аддитивный способ изготовления деталей, но многие из них пока не являются по-настоящему отлаженными коммерческими продуктами.
НАСКОЛЬКО РЕАЛЬНО ОРГАНИЗОВАТЬ «ЦИФРОВУЮ ФАБРИКУ»?
Давайте поразмышляем о дальнейшем совершенствовании аддитивных технологий до уровня полноценного встраивания в «Индустрию 4.0». Есть ли уже сейчас реальные примеры хотя бы на уровне концепции?
В качестве отправной точки реализации концепта цифровых аддитивных систем можно принять используемые на протяжении последних 30-40 лет гибкие производственные системы (ГПС), например, компании Fastems или сборочные производства любой ведущей автостроительной компании.
Новая экономика организуется вокруг информационных сетей с горизонтальной и вертикальной интеграцией. Она основана на постоянном взаимодействии между узлами – локализованными производствами, называемыми FabLab (от англ. Fabrication Laboratory), – сертифицированными лабораториями, в которых «под одной крышей» собрано разнообразное основное и вспомогательное оборудование, позволяющее быстро «печатать» детали для компаний, ориентирующихся на инновации, а также выполнять индивидуальные заказы для частных лиц. Возможности таких лабораторий позволяют использовать различные технологии и ма
https://facebook.com/298276320198577_3036520763040772
In 1955, a remarkable event took place in the US economy: the costs of information technology for the first time exceeded the costs of material production. Already in the 1960-1970s, the theory of a post-industrial, information society with deep technological, economic, political and cultural changes of the society of that time was formed. What are the main factors that contributed to the emergence of such a theory?
REASONS FOR THE APPEARANCE OF THE POST-INDUSTRIAL ECONOMY
Improving information and production technologies, developing mechanization and automation of production - all this helps to reduce the number of personnel responsible for routine technological operations of material production. Along with this, the need for highly qualified personnel capable of programming the work of mechanisms and information systems is growing.
High requirements for the qualifications and intellect of such employees stimulate a whole layer of changes in the structure of society and, importantly, in the educational sphere. It is not material means of production for the mass production of goods that begin to exert a greater influence on the economy, but the highly intelligent development of complex devices and the production of special and unique products in small batches.
Modern manufactures can easily cope with the replication of products of almost any level of complexity, but there are still problems with the ever-growing demand for the production of innovative products, as well as goods and services for individual purposes.
Social and economic development today has come to the birth of elements of the industry of the future, for which the core value will be the intelligence of systems, mechanisms, goods and services, capable of independently making decisions depending on numerous factors of interaction with the environment and people.
The concept of the forthcoming fourth industrial revolution, or, as it is called, Industry 4.0, got its start in 2011 thanks to the politicians, businessmen, scientists and industrialists of Germany and was proclaimed the main component of the country's development in the field of high technologies. The goal set by the developers of this concept is to increase the country's competitiveness in industry through close integration of cyberphysical systems in enterprises and beyond. As a result of the implementation of this concept, according to the developers, there should be an interaction between production facilities and the goods produced by them without the direct participation of a person, and with self-adaptation to new consumer needs. The interaction should be so deep and automated that each consumer of goods or services will have the opportunity to directly control the production of their order. Subsequently, the concept was developed in the USA, China and other countries.
Today, nine drivers are identified that have a major impact on the development of the Industry 4.0 concept. Among them:
self-managing robots; additive manufacturing; Augmented Reality computer simulation of equipment, materials and technologies; horizontal and vertical system integration; industrial "Internet of things"; "Misty" computing; information security; Big Data and analytics.
You may notice that many of the drivers are already actively used today to create products and services. Nevertheless, for the full implementation of the new production concept, their further improvement and their synergetic functioning are required. Additive production, as one of the drivers for the development of Industry 4.0, also requires significant qualitative and quantitative changes, but first of all it needs to be integrated into automated unmanned production.
THE PRESENT AND FUTURE OF ADDITIVE TECHNOLOGIES
Now there are fewer skeptics regarding the prospects for the development of additive digital production. Large aviation, automobile, defense, instrument-making enterprises, medicine, including dentistry, education, private business, various business incubators, service bureaus have already appreciated the advantages of using 3D printing and are actively integrating it into their work processes. The most successful companies have even adopted internal standards for the use of additive technologies and materials.
Imagine that the production of parts by 3D printing will no longer require a long development of technology, the use of multi-axis machines with the most complicated programming of work, highly qualified personnel, design and use of equipment, the presence of an injection molding workshop for workpieces, the mandatory control of workpieces and finished parts, complex logistics, etc. .P. Additive technologies in combination with other components of Industry 4.0 can significantly reduce the time of logistic operations, whereas now the processes of traditional mechano
In 1955, a remarkable event took place in the US economy: the costs of information technology for the first time exceeded the costs of material production. Already in the 1960-1970s, the theory of a post-industrial, information society with deep technological, economic, political and cultural changes of the society of that time was formed. What are the main factors that contributed to the emergence of such a theory?
REASONS FOR THE APPEARANCE OF THE POST-INDUSTRIAL ECONOMY
Improving information and production technologies, developing mechanization and automation of production - all this helps to reduce the number of personnel responsible for routine technological operations of material production. Along with this, the need for highly qualified personnel capable of programming the work of mechanisms and information systems is growing.
High requirements for the qualifications and intellect of such employees stimulate a whole layer of changes in the structure of society and, importantly, in the educational sphere. It is not material means of production for the mass production of goods that begin to exert a greater influence on the economy, but the highly intelligent development of complex devices and the production of special and unique products in small batches.
Modern manufactures can easily cope with the replication of products of almost any level of complexity, but there are still problems with the ever-growing demand for the production of innovative products, as well as goods and services for individual purposes.
Social and economic development today has come to the birth of elements of the industry of the future, for which the core value will be the intelligence of systems, mechanisms, goods and services, capable of independently making decisions depending on numerous factors of interaction with the environment and people.
The concept of the forthcoming fourth industrial revolution, or, as it is called, Industry 4.0, got its start in 2011 thanks to the politicians, businessmen, scientists and industrialists of Germany and was proclaimed the main component of the country's development in the field of high technologies. The goal set by the developers of this concept is to increase the country's competitiveness in industry through close integration of cyberphysical systems in enterprises and beyond. As a result of the implementation of this concept, according to the developers, there should be an interaction between production facilities and the goods produced by them without the direct participation of a person, and with self-adaptation to new consumer needs. The interaction should be so deep and automated that each consumer of goods or services will have the opportunity to directly control the production of their order. Subsequently, the concept was developed in the USA, China and other countries.
Today, nine drivers are identified that have a major impact on the development of the Industry 4.0 concept. Among them:
self-managing robots; additive manufacturing; Augmented Reality computer simulation of equipment, materials and technologies; horizontal and vertical system integration; industrial "Internet of things"; "Misty" computing; information security; Big Data and analytics.
You may notice that many of the drivers are already actively used today to create products and services. Nevertheless, for the full implementation of the new production concept, their further improvement and their synergetic functioning are required. Additive production, as one of the drivers for the development of Industry 4.0, also requires significant qualitative and quantitative changes, but first of all it needs to be integrated into automated unmanned production.
THE PRESENT AND FUTURE OF ADDITIVE TECHNOLOGIES
Now there are fewer skeptics regarding the prospects for the development of additive digital production. Large aviation, automobile, defense, instrument-making enterprises, medicine, including dentistry, education, private business, various business incubators, service bureaus have already appreciated the advantages of using 3D printing and are actively integrating it into their work processes. The most successful companies have even adopted internal standards for the use of additive technologies and materials.
Imagine that the production of parts by 3D printing will no longer require a long development of technology, the use of multi-axis machines with the most complicated programming of work, highly qualified personnel, design and use of equipment, the presence of an injection molding workshop for workpieces, the mandatory control of workpieces and finished parts, complex logistics, etc. .P. Additive technologies in combination with other components of Industry 4.0 can significantly reduce the time of logistic operations, whereas now the processes of traditional mechano
У записи 1 лайков,
0 репостов,
195 просмотров.
0 репостов,
195 просмотров.
Эту запись оставил(а) на своей стене Илья Рабченок
