Uko imipfunda y’Inganda 4.0 n’ubuhinga bwo guhingura ibintu bifise ubwenge bigenda birakubura isi yose, uburyo bwo kugenzura inyigisho, nk’ikibanza gihambaye gihuza ubuhinga bw’amakanika, ubuhinga bwa elegitoronike n’ubuhinga bw’amakuru, buriko burahindura uburyo inganda zo muri iki gihe ziteye mu buryo butagira uko bungana. Kuva ku mitwe yo gushiramwo ibice vy’umubiri bifise urugero rwa micron-mu bikoresho vyo gupfunyika vy’ubuhinga bwa none gushika ku maroboti yo gusudira ashobora guhindura imodoka zitandatu zitunganye ku munota ku mirongo mishasha yo gukora imodoka zikoresha inguvu; kuva ku bikoresho vy'imashini bitanu -axis CNC bifise ukuri kuri munsi ya 0.01 mm mu gukora amagariyamoshi y'umuvuduko munini gushika ku modoka zirongowe n'abantu (AGVs) zikora 24/7 mu bibanza vy'ubuhinga n'ububiko -ivyo vyose bisa n'ibitandukanye uburyo. Uburyo bwo kugenzura inyigisho si "ikibanza c'imitsi" gusa c'ibikoresho vy'agaciro kanini ariko kandi ni ingero ihambaye y'ubushobozi bw'igihugu bwo guhangana n'ibindi.
Ivyerekeye Inganda: Inzira y'Iterambere kuva ku Gutanga amakuru mu buryo bw'Imashini gushika ku Gukorana n'Ubwenge
Ishingiro ry’uburyo bwo kugenzura inyigisho ni ukugenzura neza umuvuduko, ikibanza canke umuvuduko w’ibikoresho bikora (nk’ibinyabiziga n’ibikoresho bikoreshwa n’amazi) kugira ngo ibintu bigenzurwa bigende mu nzira canke mu buryo bwategekanijwe. Amateka yayo y’iterambere ni amateka y’ihinduka ry’ubuhinga bw’inganda: Imbere y’imyaka ya 1950, amakamera y’ubuhinga n’ubuhinga bw’amazi ni vyo vyari bimenyerewe cane. Ariko rero, kubera amahuzu akomeye be n’ugukosora amakosa n’amaboko, izo sisitemu zari zitevye gusubiza kandi zikaba zifise ubuhinga buke, zikaba zari zikeneye gusa ibikoresho vyoroshe nk’amamashini y’impuzu n’amashini y’icapa. Mu myaka ya 1960 na 1970, n’uguseruka kw’amamoteri ya DC servo n’ibikoresho bigenzura umurongo w’amashanyarazi, ubugenzuzi bw’inyigisho bwatanguye guhindukira buja ku gukoresha amashanyarazi, kandi ukuza kw’ibikoresho vy’imashini bigenzurwa n’imibare (CNC) kwatumye birushirizaho kwinjira mu guhingura ibintu vy’ukuri. Inyuma y'imyaka ya 1980, ugutera imbere mu buhinga bwa AC servo n'ugukwiragira kw'ibikoresho bitobito (nk'ibikoresho vy'ubuhinga bwa none) vyahinduye uburyo bwo kugenzura inyigisho kuva ku "bikoresho vy'umwihariko" gushika ku "kibanza c'intumbero rusangi," n'ugusangira ibikorwa n'ugukorana hagati y'ibikoresho vy'ubuhinga bwa none (PLCs) n'ibikoresho vy'ubuhinga bwa none. Mu kinjana ca 21, ugushiramwo cane ubuhinga bwo guhanahana amakuru (nka EtherCAT na PROFINET), ugukorana kw’ibimenyetso (encoders + vision + force sensing), n’ubuhinga bwo gutahura inguvu vyatumye habaho uruvyaro rushasha rw’ubuhinga bwo kugenzura inyigisho zifise ubwenge. Ivyo ntibihindura gusa ibipimo mu gihe nyaco kugira ngo bishobore guhangana n’imibereho y’akazi, ariko kandi birashika ku gukorana n’ibikoresho bitandukanye biciye kuri Internet y’Inganda, bikaba bihinduka ubuhinga nyamukuru bushoboza gukora ibintu vy’ubwenge.
Isoko ry’isi yose ry’ugucungera inyigisho ubu rifise uburyo butandukanye bwo guhiganwa. Amashirahamwe y’i Buraya (nka Siemens na Bosch Rexroth), akoresheje ubuhinga bwabo bwimbitse mu vy’ubuhinga bw’ivyuma, ni yo atwara ibikoresho vy’ubuhinga bwa none (CNC) n’ibikoresho vy’ubuhinga bwa none. Abahinguzi b’ibintu bo mu Buyapani (nka Yaskawa na Panasonic), bazwi cane kubera kwizigirwa cane no gukora ibintu bitobito, bararuta abandi bose mu bijanye n’ibikoresho vy’ubuhinga bwa none n’ivy’ubuhinga bwa robo. Amashirahamwe y’Abanyamerika (nka Rockwell na Kollmorgen) yibanda ku bikorwa vy’ubuhinga bwa none nk’ibikoresho vy’ubuhinga bwa none n’ivy’indege, ashimika ku bushobozi bwo kugenzura neza cane. Ubushinwa, isoko rinini kw'isi ry'ubuhinga, bwashitse ku gusubirira mu gihugu mu bikorwa rusangi vy'ubuhinga bwa servos, ibikoresho vy'ubuhinga bwa none, kandi vyateje imbere kw'isi -ibisubizo bihambaye mu bikorwa bishasha nk'ibikoresho vy'amashanyarazi n'amabateri ya litiyumu biciye mu buyobozi bw'ingingo mfatirwako (nk'i) y’ibimenyetso vyo mu karere nk’Ikoranabuhanga ry’Ibishasha na Estun).
Insobanuro y'inganda: Agaciro k'ingero nyinshi-gashigikira iterambere ry'uburyo bwo hejuru-
Insobanuro y’ingene ubuhinga bwo kugenzura inyigisho bugira irarengeye kure cane ubuhinga bushasha. Biri kandi mu guha ubushobozi bwabo bwose bwo guhindura uruhererekane rw’inganda, gutuma ubuhinga bwo gukora bugenda neza, no gutuma habaho agaciro mu kibano.
Ica mbere, kigereranya ugutera imbere mu gutorera umuti ingorane mu gutegura ibikoresho vy’agaciro kanini-. Mu bikoresho vyo gukora ibikoresho bikoreshwa n’umuyagankuba, inzira y’amabuye y’agaciro y’imashini y’amabuye itegerezwa guca amasentimetero mirongo ku segonda n’uburyo bubereye ku rugero rwa nanometer-. Ivyuma vyayo bigenzura inyigisho n’ibihimba nyamukuru (nk’ibikoresho vy’umurongo n’ibikoresho vy’ugushiramwo amakuru vy’agaciro kanini) ni vyo bigena ata guca ku ruhande urugero rwo hejuru rw’uburyo bwo gukora ivyuma. Mu gutunganya amababa ya moteri y’indege, ikosa ryo kugenzura inzira y’igikoresho c’imashini c’imirongo itanu-ritegerezwa kuba riri munsi ya 0.005 mm, ahandi ho ubushobozi bw’amababa buzonanirwa. Kera, ubwo bwoko bw’ubuhinga bwo kugenzura inyigisho z’agaciro kanini bwamaze igihe kirekire bukoreshwa n’ibihugu vy’amahanga, bikaba vyabujije iterambere ry’inganda nk’indege nini n’ibikoresho vyo gufata amashusho y’ubuvuzi vy’agaciro kanini mu gihugu canje. Mu myaka iheze, iterambere ry’abahinguzi bo mu gihugu mu bijanye n’ingenzi nk’ibikoresho vy’ubuhinga bwa none (servo drives) n’ubuhinga bwo gukoresha ibikoresho mu gihe nyaco (RTOS) ntivyagabanyije gusa ibiciro vy’ibikoresho (ibiciro vy’ibikoresho bimwebimwe vyagabanutse n’ibice birenga 40%) ariko kandi vyatumye haba umutekano w’uruhererekane rw’inganda.
Ica kabiri, ni co gikora nk'"ikiraro c'imitsi" co guhindura umuntu akaja mu guhingura ibintu mu buryo bw'ubwenge. Mu nyubakwa y'Internet y'Ibintu (IIoT), uburyo bwo kugenzura inyigisho burafise uruhara runini mu "gice c'ugushitsa"{{1}lo buronka amabwirizwa y'uguhingura buva kuri MES (Uburyo bwo Gushitsa Ubuhinga bwo Gukora), buca busenyura ibikorwa mu nyigisho zidasanzwe z'ugufunga hakoreshejwe uburyo bwo kugenzura igihe nyaco, inyishu. Nk’akarorero, mu mirongo y’uguhingura imodoka zishobora guhinduka, ubuhinga bufise ubwenge bwo kugenzura ingene zigenda burashobora guhuza icarimwe amaroboti amajana n’amajana kugira ngo arangize ibikorwa vyo gusudira no gusigira imodoka zitandukanye, ivyo bikaba bigabanya igihe co guhindura imodoka kuva ku masaha ane asanzwe kija ku minota 10. Mu gukoranya ibikoresho vy’ubuhinga bwa none 3C, ubugenzuzi bw’inyigisho burongowe n’ivyo umuntu abona-burongowe n’ivyo abona buratuma imashini zishiramwo ibice bishobora kurangiza gushiramwo ibihimba no kubishira mu masegonda 0,1, ivyo bikaba bituma umusaruro wiyongera gushika ku 99,99%. Ubwo bufatanye bwiza bw'"ugutahura-ingingo-gushitsa" ni co kintu nyamukuru gitandukanya ubuhinga bwo gukora ibintu mu buryo bw'ubwenge n'ubuhinga bwa kera bwo kwikoresha.
Ica gatatu, ikora nk'"moteri y'ubushobozi" y'iterambere ry'icatsi kibisi n'iry'umuyagankuba muto-. Mu kugenzura neza inguvu zisohoka muri moteri be n’inzira y’inyigisho, uburyo bwo inyigisho burashobora kugabanya cane ukuntu inguvu zikoreshwa. Nk’akarorero, gusubirira amamoteri ya kera atagira aho ahuriye n’ibindi bikoresho vy’ubuhinga bwa none (servo drives) mu mashini y’impuzu birashobora kugabanya ingufu zikoreshwa n’ibice 30 kw’ijana. Mu buryo bwo gutoranya ibikoresho, ubuhinga bwo gutegura urutonde rwa AGV bushingiye ku gutuma inzira zigenda neza burashobora kugabanya ingufu zose zikoreshwa n’ibice birenga 25%. Ikindi, uguterimbere mu buhinga bwo kugenzura inyigisho na kwo nyene kwatumye habaho uguhingura ibintu bitari vyinshi-ibinyabiziga bitobito kandi igihe co kwihuta no guhagarara vyihuta bisigura ko umuntu akoresha ibikoresho bike kandi ko ata kibanza gikoreshwa cane, ivyo bikaba bihuye cane n'ibisabwa mu bijanye n'iterambere riramvye vy'intumbero za "dual carbon".
Ica kane, ni ikibanza co kugerageza uguhuza ubuhinga n’ubuhinga bushasha. Ugusobanuka kw'uburyo bwo kugenzura inyigisho bituma buba uburyo bwiza bwo gukoresha ubuhinga bushasha nk'ubwenge bukorano, ibikoresho bishasha, n'ugutahura ivy'uburemere. Ivyigwa vyimbitse bishobora gukoreshwa mu gucungera imbere y’igihe, kumenya imbere y’igihe ukuntu ibikoresho bishobora gusenyuka biciye mu gusuzuma amakuru yerekeye ukunyiganyiga n’ubushuhe. Ikoreshwa ry’ibikoresho vy’ububasha vy’ivyuma vyitwa silicon carbide (SiC) vyatumye umuvuduko w’inyishu w’ibikoresho vy’ivyuma vy’ivyuma (servo drives) wongerekana incuro 10. Ivyo bikoresho vyitwa Quantum gyroscopes vyitezwe gutanga ingero y’inyifato y’ubuhinga bwo kugenzura inyigisho zo mu kirere. Ubwo buryo bwo gukorana n’inzego zitandukanye ntibwagura gusa imbibe z’ubuhinga bwo kugenzura inyigisho ariko kandi buratera imbere inganda ziriko ziratera imbere nk’amaroboti y’ibikorwa n’amaroboti y’ubuvuzi.
Insozero: Inzira nyamukuru zo muri kazoza
Kuva ku gutanga amakuru mu buryo bw'amashini mu gihe c'umwotsi gushika ku gukorana n'ubwenge mu gihe c'ubuhinga bwa none, ugutera imbere kw'uburyo bwo kugenzura inyigisho kwama guhuye n'ugukurikirana kw'abantu "ukugenzura neza." Kubera ko hariho uguhiganwa gukomeye kw’isi yose mu bijanye n’ubuhinga bwo gukora ibintu be n’uko hariho ivyihutirwa vyo guhindura inganda zo mu gihugu, uburyo bwo kugenzura inyigisho si urufunguzo gusa rwo gutorera umuti ingorane yo “kwizigira ibikoresho biva hanze kugira ngo umuntu abone ibikoresho vy’agaciro kanini,” ariko kandi ni moteri ihambaye yo gutera imbere mu bijanye n’ubutunzi bushasha no guteza imbere ubutunzi bw’agaciro kanini. Ku bahinga, ivyo bizana ingorane zo mu vy’ubuhinga (nk’ugutuma ubuhinga bwo kugenzura buhuye n’imirongo myinshi bugenda neza no gushirwa mu ngiro ubwenge bwo ku ruhande) be n’amahirwe menshi cane yo gukora ibintu bishasha (nk’ugucungera amaguru y’abantu n’ugutegura inyigisho z’ibikoresho vyo mu kirere). Ku gihugu, ugushiramwo amahera mu bushakashatsi bw’ishimikiro (nk’inyigisho y’ubugenzuzi butagira umurongo), ibice nyamukuru (nk’ibikoresho vy’ubuhinga buhanitse n’ibikoresho vy’ububasha), n’ibidukikije vy’inganda (nk’ugushinga amategeko n’uguteza imbere ubuhinga) ni ngirakamaro kugira ngo umuntu afate ingingo muri iri siganwa rishingiye ku bushobozi bwo guhangana muri kazoza.
Kubera iterambere rikomeye ry’inganda ziriko ziratera imbere nk’ubuhinga bwo gukora ibintu bifise ubwenge, inguvu nshasha, n’ubuvuzi bw’ibinyabuzima, uburyo bwo kugenzura inyigisho ntibuzosubira kuba inyuma gusa y’abakinyi. Ahubwo, zizoba ubuhinga busobanura igihe c’inganda kizokurikira, zitanga ubwenge bwinshi, zishobora guhindura uko umuntu abona ibintu, kandi zitazotuma ibidukikije biguma bimeze neza.
