第 1 部分：展望机械加工与工业 4.0 在何处以及如何相遇的愿景
MTConnect 和联网机床的出现——连同高级分析和远程监控平台——消除了数据输入的苦差事。改变是艰难的。无论是学习新的软件包还是设置新型号的机床，我们中的许多人都会在某些时候想知道，“所有这些麻烦值得吗？”改变也可能是有风险的，增加了损失时间、收入和声誉的恐惧。当您是第一个将脚趾伸入最先进的水域的人时，后果会变得更大，这是一个先驱者，他们花更多的时间来弄清楚该走哪条路以及如何到达那里，而不是实际完成某件事。
或者看起来是这样。
这种对变革的抵制或许可以解释为什么制造业在技术采用方面落后于其他行业。这方面的一个例子是当今可用的大量生产力助推器——离线刀具预设、快速更换工件夹具、刀具路径模拟软件和自动化材料处理，仅举几例——这些系统已经存在了几十年，但仍未得到广泛使用。是他们看似高昂的成本阻碍了我们，还是害怕改变？
现在工业 4.0 和工业物联网 (IIoT) 随之而来。突然间，制造商被要求在车间铺设以太网电缆、安装服务器和路由器，并雇用 IT 人员团队来管理涌入他们的大数据洪流。结果？工业 4.0 只会加大追求更高效率和知名度的制造商与那些认为现状没有问题的制造商之间的技术差距，前提是他们能够按时交付产品并获得合理的利润。
如果您&rs如果是后者，大多数行业专家会告诉您是时候拥抱变化了，也许最好的起点是使用数据来推动您商店的决策过程。这是新泽西州费尔劳恩山特维克可乐满数字加工总监 Jeff Rizzie 的说法，他表示这些努力在过去几年变得容易得多。人们曾经手动收集数据（如果有的话）并将其整理到 Excel 电子表格或自制数据库中，MTConnect 和联网机床的出现——连同高级分析和远程监控平台——消除了这种苦差事。但是，利用这些工具需要从根本上改变我们管理车间的方式。
没有时间了解部落知识
“思考制造差异的原因以及我们如何处理今天和他们在一起，”Rizzie 说。 “例如，您可能有两台相同的 CNC 车床，除了 fac不是一个工具的寿命总是比另一个差一点，或者刚进来的一批钢材比上次加工时更难加工。在任何一种情况下，机械师通常都会根据他或她的经验进行补偿——调整进给率或降低主轴速度或任何使过程稳定所需的措施。它留在那里，可能会拖累未来的生产力，因为我们通常会解决最坏的情况，而不是使用数据来确定根本原因然后加以纠正。”
最大化精益和其他连续性的最佳方式改进工作是使用基于云的自动化软件工具收集和分析数据。更糟糕的是，从这些经验中吸取的教训往往被发现它们的人保密，掌握这种部落知识的人甚至会最终退休或另找雇主。到那时，那些落后的人将需要重新发明轮子。将这种不幸的情况与许多公司中存在的部门信息孤岛结合起来，结果是效率低下、不准确和重复工作。如果我们能以某种方式获取所有这些部落知识并消除相关浪费，岂不是更好？这是精益制造的核心，精益制造是一种即将诞生 100 周年但尚未被普遍采用的生产方法。
“作为一个行业，我们无法很好地处理我们的机床所发生的事情，我们的员工，我们的流程，”Rizzie 补充道。 “事实上，我想说今天的信息流并不比 1980 年我第一次走进一家商店时好多少。技术当然更好，但是我们的数据管理呢？没那么多。我们有相互冲突的部门 KPI（关键绩效指标）。我们不在车间和前台之间共享数据。在我们共享信息的地方，我们中的许多人仍然依赖电话、电子邮件、短信，甚至传真机来共享信息。如果我们要看到我们的制造业务有显着改善，所有这些都必须改变。”
连接生产机器
Bijal Patel 表示同意。作为山特维克可乐满 (Sandvik Coromant) 的高级数字加工专家，他指出整个行业需要加强互联互通，即使是那些世界一流的制造商。 “具有讽刺意味的是，一家公司可能会花费 100 万美元购买 CNC 多任务车床或卧式加工中心，将其放在车间并确保安装电力和压缩空气管线，但以太网电缆是事后才想到的，”帕特尔说. “然而，像笔记本电脑或平板电脑这样成本低得多的物品需要 Wi-Fi 密码才能做任何有用的事情。”信息很明确：Internet i它对我们的日常生活越来越重要，我们很快就会达到它对我们的制造设备也至关重要的地步。
但请稍等——实际上任何机械车间或生产设施都将继续运行，如果它的互联网线路被切断。机床将不断制造零件，UPS 卡车每天下午都会到达，将它们运走。与外界的连接真的那么重要吗？
CoroPlus MachiningInsights 中的典型仪表板。也许不会，除非同一家工厂高度自动化并且其管理团队希望在出现问题时收到通知在夜间出错。那些想要获取刚刚讨论的部落知识或消除部门信息孤岛的工厂呢？任何有意义的工业 4.0、IIoT 甚至精益计划都可以吗？没有依赖互联网的服务，例如基于云的计算和数据存储、远程监控和机器诊断、智能分析软件和访问数字工具信息？
“没有访问实时机器和流程相关的数据、精益和其他持续改进努力只会产生增量改进；最大化这些举措的最佳方式是使用基于云的自动化软件工具收集并分析这些数据，”帕特尔说。 “从山特维克可乐满的角度来看，该工具就是 CoroPlus MachiningInsights。”
组装工业 4.0 零件
“哦，太棒了，”你在想。另一个软件包，另一个实施，更多的钱花在顾问身上，更多的月度开支。也许是这样，但在深入研究任何分析工具的价值之前，请考虑一下理由。 “我认识很多制造工程师和程序员，他们o 每天早上走进去，坐在他们的办公桌前，想，‘好吧，今天的火是什么？’”帕特尔说。 “或者也许他们吃完午饭回来，有一个坏掉的立铣刀或贴有标签的零件在等着他们，还有一张纸条说，‘进来后出来见我。’所以他们走出去和操作员交谈，只是发现没有人十分确定为什么机器会发出那么可怕的噪音，但现在一切似乎都在工作。”
像这样的随机事件很少发生在数据驱动的制造公司中，但当它们发生时, 有数字面包屑导致问题的来源。数据是任何一种流程改进的关键。没有它，就没有根本原因分析，没有鱼骨图——只有与人们交谈并试图找出问题所在的乏味乏味的过程。
这就是为什么任何改善活动都从人们收集数据开始的原因关于他们的流程，然后集思广益让他们变得更好。然而，这种方法的缺点是显而易见的：手动数据收集需要时间。当精益开始流行时，人们别无选择，只能把事情写下来。计算机和 Excel 电子表格加速了这些努力，尽管它仍然是一项有损于零件制造业务的手工工作。工业 4.0 和 IIoT 已经改变了这一切，或者当大量商店开始接受它时将会改变。这是因为一旦 CNC 机床连接到公司网络并与 MachiningInsights 等解决方案相结合，数据收集就会完全自动进行。
听起来不错，但这对我的车间究竟意味着什么？典型的车床或加工中心有哪些可用数据？如果我最新的 CNC 使用了 10 年，它还会提供有用的信息吗？
这些都是很好的问题，Patel 会定期回答这些问题。 “即使是一台使用了 10 年或 12 年的机器也能提供大量相关的数据，”他说。 “轴和主轴负载、进给率覆盖状态、零件计数、机器警报——这些只是有价值信息的几个例子，几乎可以从任何机床上轻松获得这些信息。对于拥有旧机器的商店，这些机器可以配备售后市场电子产品，使它们能够联网。简而言之，不再需要手动收集这些数据。”
设置标准
然而，机床数据只是等式的一部分。车间还必须采集操作员输入、作业信息、工具性能等。知道机器 #5 Z 轴上的负载在下午 3:02 达到峰值可能是机械车间侦探故事中的一个很好的线索，但如果操作员能够证明他得到了忙于帮助鲍勃而忘记在规定的时间更换刀片，或者他们正在测试一种新的模块化钻头，但性能不如宣传的那么好。这是支持工业 4.0 的分析和机器监控解决方案的强大功能。
此类解决方案使商店能够更好地了解正在发生的事情。大多数人很快就会发现，他们在每周生产会议上吹捧的 73% OEE（整体设备效率）数字更像是 41% 甚至更低，尤其是当你考虑到报废零件时。他们将有关于制造芯片所花费的时间、零件在检查中的时间、当前的废品率、平均转换时间、车间最大的瓶颈在哪里、上周运行的材料批次等方面的实际数字当工具寿命进入油箱时……清单还在继续。大数据助您纵览全局。
The MachiningInsights 起始页。假设您有一张大图——什么ñ？ Rizzie 有一些建议，从刚刚提到的 OEE 计算开始。 “我曾与许多车间人员合作，一旦你开始向他们介绍真实数字，他们就会对他们的机器每天切割金属的程度感到震惊，”他说。 “机器已经通电，它们消耗空气和电力，有人或机器人可以操作它们，它们甚至可能正在执行程序，但它们实际上并没有生产出好的零件。一旦你意识到这一点，你就可以使用相同的数据来理解原因。当您制定了数字化战略后，这只是您可以开始着手解决的众多领域之一。”
摘取低垂的果实
Julio Vasconcelos，山特维克可乐满的工程经理位于北卡罗来纳州梅班的生产设施采用了这样的策略，并表示这是一个游戏规则的改变者。大约两年前，他和他的团队开始了他们的数字化之旅。他们首先评估差异在他们 50 人的车间中，他们应该在哪里应用这些软件选项，最终决定从一些容易实现的成果开始：周期时间。
“在安装 MachiningInsights 后不久，我们注意到我们的许多运行时间比 CAM 系统说的要长，”他说。 “我们开始挖掘并发现，当操作员遇到麻烦时——可能有一些喋喋不休，也许刀具寿命不是那么好——他们的解决方案是调整覆盖，直到问题消失，然后将它们留在那里等待整个工作。计算一下，您很快就会意识到，进给率降低 20% 意味着一天结束时零件减少 20%。”
Vasconcelos 解释说，他们将系统设置为向工程部门在任何时候检测到进给率或主轴倍率未达到 100% 的时间超过 10 分钟。然后工程师会打电话给操作员或走到o 生产车间并找出原因，从而让他们有机会纠正问题，而不是通过临时修复来隐藏问题。在某些情况下，这使他们每周可以多出一天的加工时间。
同样，该团队开始使用该软件来记录机器停机的原因。 “我们之前曾尝试过使用 Excel、纸张和自主开发的系统——直到我们在每台机器上安装 iPad 并鼓励操作员在机器未运行时随时提供原因代码，一切都没有效果，”他说。 “在几个月内，我们的停机时间从 45% 减少到不到 20%，刀具寿命和启动周期时间也更长。那，操作员很高兴，因为惊喜减少了——他们开始觉得自己是解决方案的一部分，而不是整天贴创可贴的人。”
在“的第 2 部分中互联商店”——机械加工与工业 4.0 相遇的地方，我们&rsquo；将探索如何为数字化转型构建业务案例、组织资源并建议从何处着手。
