يمكن لأنظمة "مصنع المستقبل" أن تتيح حلول أتمتة موسعة وأكثر تنوعًا، مما يسمح لمصنعي الأجهزة ببناء خطوات عملياتهم وسرعة عملياتهم ودورات عملياتهم حول قدرات النظام.

تتسم عمليات تصنيع الأجهزة الطبية عادةً بلوائح تنظيمية صارمة، مما يتطلب توثيقاً شاملاً ومراقبة جودة دقيقة. كما أنها تحتاج إلى تحكم دقيق، ومستويات عالية من التتبع الآلي، وعمليات تجميع خالية من الأخطاء قدر الإمكان.

يستثمر بعض مصنعي الأجهزة الطبية في تقنيات جديدة، مثل أنظمة نقل المواد، التي تُمكّن من استخدام أنواع جديدة من الأتمتة لتحسين الإنتاجية وتوفير مرونة أكبر. وقد تُساعد هذه التقنيات الجديدة مصنعي الأجهزة الطبية على تطوير عملياتهم للاستفادة من الإمكانيات التي يُتيحها "مصنع المستقبل".

ما هذا؟

يمثل مصنع المستقبل رؤية ذكية ومرنة للتصنيع، يتم تبنيها بسرعة في مختلف الصناعات. ويُشار إليه أيضاً باسم الصناعة 4.0 أو i4.0، حيث يستخدم مصنع المستقبل أنظمة إنتاج رقمية ومتصلة بشبكة كاملة لتزويد عمليات المصنع وإدارته بمعلومات دقيقة وفورية، بهدف تعظيم قيمة وأداء كل آلة ووحدة إنتاج.

يقوم البرنامج بجمع البيانات ونقلها ومعالجتها لتوفير الشفافية في الإنتاج والإجابة على الأسئلة المتعلقة باختناقات الإنتاج، وسير العمل غير الفعال، والمعدات التي تحتاج إلى صيانة وقائية.

قدرات أنظمة النقل الحالية

تتضمن أنظمة النقل القياسية عادةً ناقلات مزدوجة أو ناقلات بسلاسل بلاستيكية، قادرة على نقل أحمال لا تتجاوز 10 كيلوغرامات، ما يلبي متطلبات مجموعة واسعة من عمليات إنتاج الأجهزة الطبية والمستلزمات الطبية. تتراوح سرعات النقل النموذجية بين 10 و12 مترًا في الثانية، مع وجود محولات لتفريغ المنتجات أو المكونات في محطات العمل أو أنظمة التجميع.

على الرغم من كفايتها لبعض العمليات، إلا أن هذه السيور الناقلة قد تحدّ من إمكانيات الشركات التي تسعى إلى تطبيق تقنيات الثورة الصناعية الرابعة. تُشغَّل معظم هذه السيور بمحركات تيار متردد تدور بسرعة ثابتة وتتحرك في اتجاه واحد. تُنقل المنتجات في حاويات أو على منصات نقالة إلى نقاط محددة على طول السير الناقل عبر موانع أو محولات ميكانيكية أو هوائية.

غالباً ما تتضمن عملية تتبع المنتجات في النظام تثبيت علامات تعريف الترددات اللاسلكية (RFID)، إما مباشرةً على المنتج أو على حقيبة تخزين، والتي قد تحتوي أحياناً على عدة عناصر. وقد تشترط الجهات التنظيمية على مصنعي الأجهزة الطبية تتبع وتوثيق كيفية التعامل مع كل مكون في كل جهاز، ودمجه، واختباره طوال فترة الإنتاج.

تُحدد سعة النقل في هذه السيور الناقلة القياسية بالحد الأقصى لقدرة السير. إذا تطلبت المنتجات الجديدة إضافة محطة تجميع أو آلة آلية لإدخال الأختام، فقد يؤدي تعديل تصميم السير الناقل إلى توقف الإنتاج وتكاليف هندسية إضافية.

مزايا أنظمة النقل في إطار الثورة الصناعية الرابعة

صُممت أنظمة نقل المواد الجديدة، المتوافقة مع متطلبات الثورة الصناعية الرابعة، لتوفير مرونة وأتمتة أكبر. كما أنها تدعم إنتاجية أسرع بكثير، واستخدامًا أكثر كفاءة لمساحة الأرضية، وتتبعًا سهلاً، ويمكنها نقل هذه البيانات إلى أنظمة إدارة المصنع لتوثيقها وتحليلها.

تستخدم الأنظمة التي تعتمد على المحركات الخطية لزيادة سرعات النقل وإضافة نقاط توقف دقيقة محركًا خطيًا دوارًا مع منصات عمل مثبتة رأسيًا. ويمكن تحديد حركة كل منصة على حدة، مع نقاط توقف فردية قابلة للتكرار بدقة 0.01 مم.

يُتيح نظام القياس المتكامل فهرسة دقيقة للمنصات، مما يُغني عن الحاجة إلى وحدات رفع وتحديد مواقع إضافية. يُمكن ضبط نقاط التوقف برمجياً في أي مكان ضمن النظام، حتى في المنحنيات، لتعزيز جودة العملية وإنتاجيتها وكفاءتها. كما يدعم النظام سرعات نقل تصل إلى 150 متراً في الدقيقة، وهي سرعة تفوق بكثير سرعات العديد من السيور الناقلة التقليدية. وبما أن كل منصة قابلة للبرمجة بشكل مستقل، يُمكن تتبع موقعها وتوثيقه بدقة. وبذلك، تُصبح عمليات تغيير المنتجات، مع تغيير نقاط التوقف، أسرع وأسهل بكثير.

وقد استبدلت بعض هذه الأنظمة العديد من السيور الناقلة بنظام نقل خطي واحد، مما وفر ما يقرب من 40% من مساحة أرضية المصنع.

تدعم هذه الأنظمة عادةً واجهات للعديد من ناقلات الأتمتة عالية السرعة، مثل ProfiNet وEthernet IP وEtherCAT. وتتيح هذه الواجهات سهولة التكامل مع البنية التحتية الحالية لاتصالات الآلات لدى الشركة المصنعة، بالإضافة إلى إمكانية الاتصال بأجهزة الحوسبة الطرفية مثل بوابات إنترنت الأشياء (IoT) التي يمكنها جمع البيانات ودمجها من جميع أنحاء أرضية المصنع.

ضع في اعتبارك خيارات نقل المصنع

يمكن أن يصبح هذا الجيل الجديد من أنظمة نقل المواد أساسًا لحلول أتمتة موسعة وأكثر تنوعًا، مما يُمكّن مصنعي الأجهزة من بناء خطوات عملياتهم وسرعتها ودوراتها حول قدرات النظام.

إحدى طرق ضمان النجاح هي التعاون مع موردين ذوي خبرة واسعة، ممن تتوافق تقنياتهم تمامًا مع مفاهيم مصانع المستقبل. ويشمل ذلك فهم عمليات ومبادئ الإنتاج الرشيق، وكيفية استخدام التكنولوجيا ضمن عمليات الإنتاج الرشيق لتحقيق أقصى استفادة من عمليات التحسين المستمر.