افزایش بهرهوری در ساخت تابلو برق صنعتی با اتوماسیون دیجیتال
- حمید زینالی
- نرم افزار ایپلن, وبلاگ
- 1405/06/31
- این مقاله بروزرسانی شده 31 شهریور 1405
افزایش بهرهوری ساخت تابلو برق با مهندسی دیجیتال
در سالهای اخیر، تقاضا برای ساخت سریعتر، دقیقتر و هوشمندتر تابلو برق و کابینتهای کنترلی افزایش پیدا کرده است. گسترش اتوماسیون صنعتی و فناوریهای دیجیتال در حوزههایی مانند صنایع تولیدی، انرژی و انرژیهای تجدیدپذیر باعث شده سازندگان تابلو برق با سفارشهای پیچیدهتر و زمانبندیهای فشردهتری روبهرو شوند.
امروزه تابلوهای کنترلی فقط وظیفه اتصال تجهیزات الکتریکی را بر عهده ندارند. با افزایش استفاده از سیستمهای اتوماسیون، این تابلوها باید بتوانند تجهیزات و فرآیندهای مختلف را مدیریت کرده و اطلاعات موردنیاز را بهصورت لحظهای در اختیار سیستمهای کنترلی قرار دهند.
این قابلیت میتواند از راهکارهایی مانند نگهداری پیشبینانه، پایش تجهیزات و مدیریت و عیبیابی از راه دور پشتیبانی کند.
چالش روشهای سنتی در ساخت تابلو برق
افزایش تقاضا برای تابلوهای کنترلی پیشرفته، فرصت مناسبی برای توسعه کسبوکار سازندگان تابلو برق ایجاد کرده است؛ اما در مقابل، فشار بیشتری نیز به فرآیند تولید وارد میکند.
در روشهای سنتی، بخش زیادی از طراحی و ساخت تابلو برق به طراحی شماتیک دوبعدی، انجام فعالیتهای دستی و فرآیندهای مهندسی جدا از یکدیگر وابسته است. این روشها معمولاً به نیروی انسانی، زمان و کنترل بیشتری نیاز دارند و احتمال بروز خطا در مراحل مختلف طراحی و تولید را نیز افزایش میدهند.
به همین دلیل، یکی از مهمترین راهکارها برای افزایش بهرهوری ساخت تابلو برق، کاهش فعالیتهای دستی و ایجاد ارتباط بهتر بین طراحی مهندسی، تولید و ماشینآلات کارگاه است.
کاهش زمان ساخت؛ کلید افزایش بهرهوری ساخت تابلو برق
اگر بتوان زمان موردنیاز برای طراحی و ساخت یک تابلو برق را کاهش داد، بدون اینکه تعداد نیروی انسانی به همان نسبت افزایش پیدا کند، نتیجه میتواند تأثیر قابلتوجهی بر بهرهوری و سودآوری مجموعه داشته باشد.
کاهش زمان تولید به سازندگان کمک میکند در مدت مشابه، پروژههای بیشتری را اجرا کنند و در عین حال منابع انسانی خود را بهتر مدیریت کنند.
این موضوع بهخصوص در شرایطی اهمیت دارد که صنعت تابلو برق و اتوماسیون با کمبود نیروی متخصص و ماهر مواجه است. بنابراین، استفاده از فناوری برای افزایش بهرهوری میتواند در کنار آموزش نیروی انسانی، نقش مهمی در پاسخگویی به نیازهای تولید داشته باشد.
نقش مهندسی دیجیتال در افزایش بهرهوری ساخت تابلو برق
به همین دلیل، بسیاری از سازندگان تابلو برق و یکپارچهسازان سیستم به سمت استفاده از نرمافزارهای مهندسی دیجیتال و تجهیزات اتوماسیون تولید حرکت کردهاند.
هدف اصلی این رویکرد، دیجیتالیکردن بخش بیشتری از فرآیند طراحی و تولید است؛ یعنی اطلاعاتی که در مرحله طراحی ایجاد میشوند، بتوانند در مراحل بعدی مانند جانمایی تجهیزات، آمادهسازی سیمها، سوراخکاری، فرزکاری و مونتاژ نیز مورد استفاده قرار بگیرند.
در چنین فرآیندی، ارتباط میان طراحی الکتریکی، طراحی سهبعدی تابلو برق و تولید باعث کاهش دوبارهکاری و افزایش سرعت اجرای پروژه میشود.
کاهش زمان تولید با ابزارهای دیجیتال
بر اساس پژوهشهای انجامشده در دانشگاه اشتوتگارت، استفاده از ابزارهای مهندسی دیجیتال و سیستمهای اتوماسیون میتواند، بسته به میزان یکپارچگی فرآیندهای یک مجموعه، زمان تولید کابینت کنترلی را تا ۸۳ درصد کاهش دهد.
البته میزان این کاهش به عواملی مانند سطح دیجیتالیشدن شرکت، نحوه اجرای فرآیندها، تجهیزات مورد استفاده و میزان یکپارچگی میان نرمافزار و ماشینآلات بستگی دارد.
این موضوع نشان میدهد که افزایش بهرهوری ساخت تابلو برق فقط به خرید تجهیزات جدید محدود نمیشود؛ بلکه نحوه اتصال و یکپارچهسازی مراحل مختلف مهندسی و تولید نیز اهمیت زیادی دارد.
ترکیب طراحی سهبعدی با اتوماسیون تولید
نتایج زمانی میتواند چشمگیرتر شود که نرمافزار طراحی الکتریکی و سهبعدی تابلو برق با تجهیزات اتوماسیون تولید مانند ماشینهای فرز CNC و سیستمهای پردازش اتومات سیم ترکیب شود.
در این حالت، اطلاعات ایجادشده در مرحله طراحی میتواند مستقیماً برای آمادهسازی عملیات تولید مورد استفاده قرار گیرد. برای مثال، اطلاعات مربوط به جانمایی تجهیزات، مسیرها، سوراخکاری و سیمها میتواند به فرآیندهای تولید منتقل شود.
در نتیجه، وابستگی به ورود دستی اطلاعات کاهش پیدا کرده و احتمال خطا و دوبارهکاری کمتر میشود.
فرآیندهای دستی؛ یکی از گلوگاههای ساخت سنتی تابلو برق
در بسیاری از کارگاههای ساخت تابلو برق، فرآیند طراحی و تولید هنوز بهصورت خطی و با وابستگی زیاد به فعالیتهای دستی انجام میشود. این روش اگرچه سالها مورد استفاده قرار گرفته، اما با افزایش پیچیدگی پروژهها و نیاز به تولید سریعتر، میتواند باعث ایجاد گلوگاه در فرآیند مهندسی و تولید شود.
فرآیند سنتی طراحی و ساخت تابلو برق چگونه انجام میشود؟
در روش سنتی، فرآیند معمولاً با یک لیست مشخصات فنی شروع میشود. سپس مهندس بر اساس این اطلاعات، نقشههای دوبعدی، شماتیکهای الکتریکی و دیاگرامهای مدار را بهصورت دستی تهیه میکند.
پس از تکمیل نقشهها، اطلاعات موردنیاز برای تهیه لیست تجهیزات یا BOM استخراج میشود و در ادامه، تابلو برق وارد مرحله ساخت و مونتاژ در کارگاه میشود.
این فرآیند به دلیل وابستگی زیاد به فعالیتهای دستی، معمولاً زمان زیادی نیاز دارد و احتمال بروز خطا نیز در مراحل مختلف آن وجود دارد.
چرا روش سنتی باعث کاهش بهرهوری میشود؟
در روش سنتی، بسیاری از تابلوها عملاً از ابتدا مهندسی میشوند. از طرف دیگر، سیمکشی یکی از زمانبرترین بخشهای تولید است و بخشی از فرآیند نیز به تفسیر نقشه توسط تکنسین وابسته است.
یکی دیگر از مشکلات مهم این است که برخی خطاهای طراحی ممکن است تا زمان شروع تولید شناسایی نشوند. برای مثال، پر شدن بیش از حد داکت سیمکشی، برخورد تجهیزات یا مشکلات مربوط به فضای نصب ممکن است در مرحله طراحی دوبعدی بهراحتی قابل تشخیص نباشند و هنگام مونتاژ خود را نشان دهند.
در چنین شرایطی، اصلاح طراحی در مراحل پایانی میتواند باعث دوبارهکاری، افزایش هزینه و طولانیتر شدن زمان تحویل پروژه شود.
سیمکشی؛ یکی از مهمترین بخشهای زمانبر تولید
بر اساس مطالعه دانشگاه اشتوتگارت، سیمکشی میتواند تا ۴۹ درصد از کل زمان تولید یک کابینت کنترلی را به خود اختصاص دهد.
این عدد نشان میدهد که اگر هدف، افزایش بهرهوری ساخت تابلو برق باشد، بهینهسازی فرآیند سیمکشی اهمیت بسیار زیادی دارد.
همچنین طبق همین پژوهش، ۷۲ درصد از شرکتهای بررسیشده برخی خطاهای طراحی، مانند پر شدن بیش از حد داکتها یا برخوردهای فضایی، را در زمان تولید شناسایی میکنند؛ یعنی مشکلاتی که میتوانستند در مرحله طراحی شناسایی و اصلاح شوند.
مهندسی دیجیتال؛ حرکت از طراحی دوبعدی به طراحی سهبعدی
یکی از راهکارهای مهم برای حل این مشکلات، حرکت از فرآیندهای دستی به سمت مهندسی دیجیتال و طراحی سهبعدی تابلو برق است.
در این رویکرد، مهندس به جای اینکه تمام اجزای یک تابلو را از ابتدا طراحی کند، میتواند از کتابخانههای استاندارد، قطعات آماده و قالبهای عملکردی قابل استفاده مجدد استفاده کند.
این روش باعث میشود طراحی پروژههای مشابه سریعتر انجام شود و در عین حال، احتمال خطا در طراحی نیز کاهش پیدا کند.
بر اساس تحقیقات انجامشده، ۶۳ درصد از شرکتهای بررسیشده همچنان از طراحی مهندسی دوبعدی استفاده میکنند؛ در حالی که ایجاد یک طرح استاندارد کابینت کنترلی در یک نرمافزار طراحی سهبعدی، برای یک مهندس حدود ۴ ساعت زمان میبرد.
در مقابل، تهیه یک شماتیک دوبعدی میتواند ۱۰ تا ۲۰ برابر بیشتر از ایجاد یک طرح سهبعدی زمان ببرد.
استفاده از کتابخانهها و قالبهای استاندارد
یکی از مزایای نرمافزارهای مهندسی دیجیتال، امکان استفاده از کتابخانه قطعات و ماژولهای استاندارد است.
در این روش، مهندس مجبور نیست برای هر پروژه همهچیز را از ابتدا ترسیم کند. میتوان از واحدهای عملکردی، قطعات استاندارد و طراحیهای قبلی که برای کاربردهای مشابه ایجاد شدهاند استفاده کرد.
این قابلیت علاوه بر کاهش زمان طراحی، باعث ایجاد استانداردسازی در پروژهها و کاهش احتمال خطاهای تکراری میشود.
دوقلوی دیجیتال؛ ارتباط بین طراحی و تولید
یکی دیگر از مزایای طراحی سهبعدی، ایجاد یک مدل دیجیتال از تابلو برق است. این مدل میتواند اطلاعات ارزشمندی را در اختیار مهندسان و تکنسینها قرار دهد.
برای مثال، مدل سهبعدی میتواند در بررسی مواردی مانند:
- جانمایی تجهیزات
- فضای موردنیاز برای نصب
- مسیر عبور سیمها
- ظرفیت داکتهای سیمکشی
- طول تقریبی سیمها
- محل سوراخکاری و عملیات مکانیکی
- بررسی برخورد تجهیزات
آمادهسازی سیمها و افزایش سرعت سیمکشی
در یک فرآیند دیجیتال، اطلاعات مربوط به سیمها میتواند از مرحله طراحی استخراج و برای آمادهسازی تولید استفاده شود.
سیمها را میتوان بر اساس اطلاعات پروژه برش داد، شمارهگذاری و لیبلگذاری کرد و سپس در مرحله سیمکشی مورد استفاده قرار داد.
طبق نتایج این مطالعات، استفاده از مجموعههای سیمکشی از پیش آمادهشده میتواند بهتنهایی سرعت فرآیند سیمکشی را حدود ۳۵ درصد افزایش دهد.
این موضوع یکی از نمونههای مهم تأثیر مهندسی دیجیتال بر افزایش بهرهوری ساخت تابلو برق است؛ زیرا اطلاعاتی که در مرحله طراحی تولید میشوند، مستقیماً در مرحله ساخت نیز قابل استفاده هستند.
کاهش زمان سیمکشی با نمایش دیجیتال مسیر سیم
طبق تحقیقات دانشگاه اشتوتگارت، یک کابینت کنترل بهطور متوسط حدود ۵۰۰ سیم دارد و سیمکشی آن با استفاده از دیاگرام مدار دوبعدی، بهطور میانگین حدود ۵۴ ساعت زمان میبرد.
جالب اینکه حدود ۳۱ درصد از این زمان صرف فعالیتهای مقدماتی مانند خواندن نقشه و پیدا کردن نقاط شروع و پایان سیمها میشود. این مقدار تقریباً معادل ۱۷ ساعت برای هر تابلو است.
اگر یک سیستم نرمافزاری بتواند نقاط ابتدا و انتهای هر سیم را هم در دیاگرام مدار دیجیتال و هم در مدل سهبعدی بهصورت بصری نمایش دهد، میتوان این زمان را تا حدود ۸۱ درصد کاهش داد.
در نتیجه، تکنسین به جای جستوجوی طولانی در نقشه، میتواند مسیر سیم را سریعتر تشخیص دهد و مستقیماً عملیات سیمکشی را انجام دهد.
طراحی سهبعدی چگونه باعث افزایش بهرهوری ساخت تابلو برق میشود؟
طراحی سهبعدی فقط یک ابزار برای نمایش ظاهری تابلو برق نیست. زمانی که مدل سهبعدی با اطلاعات الکتریکی و فرآیند تولید یکپارچه شود، میتواند بهعنوان یک مرجع مشترک برای مهندسان و تکنسینها عمل کند.
طبق نتایج این پژوهش، استفاده از طراحی سهبعدی میتواند زمان تولید را حدود ۲۲ درصد بیشتر بهبود دهد؛ زیرا تکنسینها با دسترسی به اطلاعات بصری و مدل دیجیتال، سریعتر و با اطمینان بیشتری عملیات مونتاژ را انجام میدهند.
اتوماسیون ماشین چگونه به افزایش بهرهوری ساخت تابلو برق کمک میکند؟
استفاده از ماشینآلات اتومات و نیمهاتومات در فرآیندهایی مانند ماشینکاری، آمادهسازی سیم و خمکاری شینههای مسی میتواند تغییر قابلتوجهی در سرعت و بهرهوری ساخت تابلو برق ایجاد کند.
در روشهای سنتی، بسیاری از این فعالیتها بهصورت دستی انجام میشوند و زمان زیادی از نیروی متخصص میگیرند. اما با ورود ماشینآلات اتوماتیک، بخش زیادی از این عملیات با سرعت و دقت بالاتری انجام میشود.
ماشینهای CNC؛ کاهش چشمگیر زمان ماشینکاری تابلو برق
یکی از نمونههای قابلتوجه، استفاده از ماشینهای CNC برای ماشینکاری و آمادهسازی محفظه تابلو برق است.
برای مثال، ماشینهای CNC Rittal Perforex میتوانند زمان موردنیاز برای عملیاتی مانند سوراخکاری و برش محفظه را از حدود ۸ تا ۱۰ ساعت به تنها ۱۵ دقیقه کاهش دهند.
این کاهش زمان، علاوه بر افزایش سرعت تولید، باعث میشود نیروی متخصص زمان کمتری را صرف فعالیتهای تکراری و دستی کند و بتواند روی مراحل پیچیدهتر پروژه تمرکز داشته باشد.
آمادهسازی سیم؛ بخش مهمی از زمان تولید
سیمکشی یکی از بخشهای زمانبر در ساخت تابلو برق است. طبق نتایج پژوهش دانشگاه اشتوتگارت، حدود ۶۹ درصد از زمان مرتبط با سیمکشی صرف آمادهسازی سیم و اجرای عملیات سیمکشی میشود.
این فرآیند شامل فعالیتهایی مانند:
- تعیین مسیر سیم
- تخمین طول سیم
- برش سیم
- نصب کانکتورها
- پرس کردن سرسیم
- لیبلگذاری
- مرتبسازی سیمها
- نصب سیمها در تابلو
بنابراین، هرچه این مراحل بیشتر اتومات شوند، ظرفیت قابلتوجهی برای افزایش بهرهوری ساخت تابلو برق ایجاد خواهد شد.
آمادهسازی اتومات سیم با Wire Terminal
یکی از راهکارهای اتوماسیون در این بخش، استفاده از دستگاههای آمادهسازی اتومات سیم مانند Rittal Wire Terminal است.
این سیستم با استفاده از برنامههای تولید هوشمند، میتواند سیمها و کابلهای موردنیاز پروژه را بر اساس اطلاعات طراحی دیجیتال آماده کند.
سیمها میتوانند بهصورت اتومات:
برش داده شوند → پرس شوند → برچسبگذاری شوند → مرتب شوند
و در نهایت برای نصب در تابلو آماده باشند.
طبق اطلاعات ارائهشده، این فرآیند میتواند کابلهای آماده را تا ۸ برابر سریعتر از روشهای دستی تولید کند.
مزیت مهم این روش این است که سرعت تولید تنها به مهارت یک تکنسین باتجربه وابسته نیست و بخش زیادی از عملیات بر اساس اطلاعات و برنامه دیجیتال انجام میشود.
ترکیب اتوماسیون ماشین و نرمافزار طراحی
استفاده جداگانه از ماشینآلات اتوماتیک میتواند مفید باشد، اما زمانی که این تجهیزات با نرمافزار طراحی تابلو برق یکپارچه شوند، امکان استفاده بسیار مؤثرتری از اطلاعات طراحی به وجود میآید.
در اینجا نرمافزارهایی مانند EPLAN Pro Panel نقش مهمی در اتصال فرآیند مهندسی به تولید ایفا میکنند.
EPLAN Pro Panel چگونه به تولید کمک میکند؟
EPLAN Pro Panel امکان ایجاد یک مدل سهبعدی از تابلو برق را فراهم میکند و اطلاعاتی را در اختیار مهندس و تکنسین قرار میدهد که مستقیماً در فرآیند تولید قابل استفاده هستند.
برای مثال، این نرمافزار میتواند:
- مسیر عبور سیمها را در مدل سهبعدی نمایش دهد.
- ظرفیت داکتهای سیمکشی را بررسی کند.
- جداسازی صحیح کابلها را کنترل کند.
- مسیرهای سیمکشی را مشخص کند.
- نقاط ابتدا و انتهای سیمها را تعیین کند.
- شناسه سیمها را ایجاد کند.
- اطلاعات موردنیاز برای تولید را استخراج کند.
کاهش خطا و دوبارهکاری در سیمکشی
لیستهای تولیدشده از اطلاعات طراحی، فرآیند سیمکشی را برای تکنسینها سادهتر میکنند.
وقتی مشخص باشد هر سیم از کجا شروع میشود، به کجا میرود و چه مشخصاتی دارد، احتمال اشتباه در سیمکشی کاهش پیدا میکند.
کاهش خطا نیز فقط در مرحله سیمکشی اهمیت ندارد. هر خطای کمتر میتواند باعث کاهش زمان موردنیاز برای تست، اصلاح، عیبیابی و راهاندازی تابلو برق شود.
از طرف دیگر، همین اطلاعات در پروژههای بعدی نیز قابل استفاده هستند و میتوانند به استانداردسازی فرآیند ساخت تابلوهای مشابه کمک کنند.
EPLAN Smart Wiring؛ راهنمای دیجیتال برای تکنسینها
یکی دیگر از ابزارهای مهم برای افزایش بهرهوری، EPLAN Smart Wiring است.
این سیستم میتواند دستورالعملهای سیمکشی را بهصورت مرحلهبهمرحله روی صفحه نمایش در اختیار تکنسین قرار دهد.
تکنسین میتواند عملیات انجامشده را بهصورت بلادرنگ ثبت کند و وضعیت سیمکشی را دنبال کند. این موضوع به کاهش مشکلاتی مانند:
- جا افتادن یک ترمینال
- انجام دوباره یک عملیات
- اشتباه در مسیر سیم
- سردرگمی هنگام تغییر شیفت
- وابستگی بیش از حد به نقشههای کاغذی
کمک میکند.
در نتیجه، فرآیند سیمکشی ساختاریافتهتر میشود و کنترل وضعیت تولید نیز سادهتر خواهد بود.
نتیجه اتوماسیون؛ فقط سرعت بیشتر نیست
تأثیر اتوماسیون ماشین و نرمافزارهای مهندسی فقط به کاهش زمان یک پروژه محدود نمیشود.
وقتی اطلاعات طراحی بهصورت دیجیتال ثبت و استاندارد شوند، همین اطلاعات میتوانند بهعنوان الگوی ساخت تابلوهای مشابه در پروژههای آینده نیز مورد استفاده قرار گیرند.
به این ترتیب، هر پروژه میتواند به بهبود فرآیند پروژههای بعدی کمک کند.
نمونههای واقعی افزایش بهرهوری ساخت تابلو برق
تأثیر این فناوریها را میتوان در نمونههای واقعی شرکتهایی که از راهکارهای دیجیتال و اتوماسیون استفاده کردهاند مشاهده کرد.
Burnell Switchgear؛ کاهش زمان ماشینکاری
شرکت Burnell Switchgear در بریتانیا با استفاده از سیستم ماشینکاری Rittal Perforex BC 1007 HS و نرمافزار EPLAN Pro Panel Professional توانست زمان موردنیاز برای ماشینکاری و اصلاح پنل را از حدود ۸ تا ۱۰ ساعت به تنها ۱۵ دقیقه کاهش دهد.
ET Jansen؛ کاهش زمان تولید تابلو
R&D Specialties؛ کاهش زمان و نیاز به نیروی انسانی
شرکت R&D Specialties در تگزاس نیز با سرمایهگذاری روی تجهیزات Rittal Perforex، سیستم Wire Terminal و نرمافزارهای طراحی EPLAN، توانست حدود ۴۰ درصد در زمان تولید صرفهجویی کند.
همچنین تعداد نیروی موردنیاز این فرآیند از ۱۴ نفر به ۸ نفر کاهش پیدا کرد.
USEMCO؛ افزایش ظرفیت تولید
شرکت آمریکایی USEMCO نیز با استفاده از EPLAN Electric P8 و Pro Panel، حرکت از طراحی دوبعدی به طراحی سهبعدی و استفاده از اتوماسیون پردازش سیم، ظرفیت تولید سالانه خود را از ۱۸۰ محفظه در سال ۲۰۱۵ به ۷۰۰ محفظه افزایش داد.
این مثال نشان میدهد که دیجیتالیکردن فرآیند طراحی و تولید میتواند فقط زمان یک عملیات خاص را کاهش ندهد، بلکه ظرفیت کلی تولید یک مجموعه را نیز افزایش دهد.
مدیریت گذار به طراحی سهبعدی و اتوماسیون ماشین
امروزه سازندگان تابلو برق با چالشهای مختلفی مانند محدودیت بودجه، افزایش انتظارات مشتریان، پیچیدهتر شدن پروژهها و کمبود نیروی متخصص روبهرو هستند.
در چنین شرایطی، استفاده از طراحی دیجیتال، نرمافزارهای سهبعدی و اتوماسیون ماشین دیگر فقط یک گزینه برای پیشرفت نیست؛ بلکه میتواند به یک تصمیم استراتژیک برای افزایش بهرهوری ساخت تابلو برق تبدیل شود.
در تولید مدرن، زمان یکی از مهمترین عوامل تأثیرگذار بر هزینه، ظرفیت تولید و زمان تحویل پروژه است. هرچه یک مجموعه بتواند فرآیند طراحی و تولید را سریعتر و دقیقتر انجام دهد، امکان مدیریت پروژههای بیشتر با منابع موجود نیز افزایش پیدا میکند.
چالشهای مهاجرت از روش سنتی به طراحی دیجیتال
انتقال از روشهای سنتی به طراحی سهبعدی و اتوماسیون، بدون چالش نیست. مهندسان و تکنسینها باید با نرمافزارها و فرآیندهای جدید آشنا شوند و در بسیاری از موارد، اطلاعات و پروژههای قدیمی نیز باید به سیستم جدید منتقل شوند.
این تغییر ممکن است در ابتدا به آموزش، زمان و برنامهریزی نیاز داشته باشد. اما با افزایش پیچیدگی پروژهها و ادامه کمبود نیروی متخصص، مزایای استفاده از ابزارهای دیجیتال میتواند این سرمایهگذاری اولیه را توجیه کند.
نکته مهم این است که استفاده از این فناوریها فقط مخصوص شرکتهای بزرگ نیست.
شرکتهای کوچک و متوسط نیز میتوانند با انتخاب راهکار مناسب و اجرای مرحلهای، بخشی از فرآیند طراحی و تولید خود را دیجیتالی و اتومات کنند.
صرفهجویی در زمان؛ مهمترین مزیت اتوماسیون
چه در زمینه طراحی سهبعدی، سیمکشی اتومات یا ماشینکاری CNC فعالیت کنیم، هدف اصلی کاهش زمان انجام کارهای تکراری و افزایش ظرفیت تولید است.
بر اساس نتایج مطرحشده در این مطالعات، صرفهجویی زمانی در برخی فرآیندها میتواند به بیش از ۵۰ درصد برسد.
این میزان کاهش زمان میتواند تأثیر مستقیمی بر ظرفیت یک کسبوکار داشته باشد؛ زیرا مجموعه میتواند با همان منابع، پروژههای بیشتری را مدیریت کند و زمان تحویل سفارشها را کاهش دهد.
بنابراین، دیجیتالیکردن فرآیندها فقط یک تغییر فنی نیست؛ بلکه میتواند بر رشد، رقابتپذیری و پایداری کسبوکار نیز تأثیرگذار باشد.
آیا اتوماسیون جایگزین نیروی متخصص میشود؟
یکی از تصورات اشتباه درباره اتوماسیون این است که ماشینها قرار است بهطور کامل جایگزین تکنسینهای ماهر شوند.
در واقع، هدف اصلی اتوماسیون میتواند کمک به نیروی متخصص و کاهش فعالیتهای تکراری باشد.
ماشینها میتوانند کارهایی مانند ماشینکاری، برش سیم، آمادهسازی سیم و برخی عملیات تکراری را با سرعت و دقت بالا انجام دهند؛ در حالی که مهندس و تکنسین همچنان نقش مهمی در تصمیمگیری، کنترل کیفیت، حل مشکلات و مدیریت فرآیند تولید دارند.
به این ترتیب، ترکیب نیروی متخصص + دادههای مهندسی دقیق + اتوماسیون میتواند به تیمها کمک کند کیفیت بالاتری را در زمان کوتاهتری ارائه دهند.
اهمیت دادههای مهندسی در تولید دیجیتال
اتوماسیون زمانی بیشترین کارایی را دارد که اطلاعات ورودی آن دقیق و ساختاریافته باشد.
اگر اطلاعات مربوط به تجهیزات، سیمها، جانمایی قطعات و مسیرهای سیمکشی در نرمافزار مهندسی بهدرستی تعریف شده باشند، این اطلاعات میتوانند مستقیماً در فرآیند تولید مورد استفاده قرار بگیرند.
در نتیجه، ارتباط بین طراحی الکتریکی، طراحی سهبعدی، ماشینکاری، آمادهسازی سیم و مونتاژ بهتر برقرار میشود و نیاز به ورود دوباره اطلاعات کاهش پیدا میکند.
این یکپارچگی یکی از عوامل مهم در افزایش بهرهوری ساخت تابلو برق است.
دیجیتالیشدن؛ یک تغییر تدریجی، نه یک تغییر ناگهانی
برای اجرای موفق این تغییر، لازم نیست یک مجموعه تمام فرآیندهای خود را بهصورت همزمان تغییر دهد.
میتوان فرآیند دیجیتالیشدن را مرحلهبهمرحله اجرا کرد. برای مثال، یک شرکت میتواند ابتدا طراحی سهبعدی تابلو برق را وارد فرآیند مهندسی خود کند و پس از ایجاد زیرساخت مناسب، به سراغ اتوماسیون سیمکشی یا ماشینکاری CNC برود.
در این روش، کارکنان فرصت بیشتری برای یادگیری دارند و شرکت نیز میتواند تأثیر هر مرحله را قبل از اجرای مرحله بعد بررسی کند.
رقابت در بازار و اهمیت استفاده از فناوری
اگر یک کسبوکار هنوز از ابزارهای دیجیتال برای سادهسازی طراحی و تولید استفاده نمیکند، بهتر است شرایط بازار و روند حرکت رقبا را نیز در نظر بگیرد.
بسیاری از سازندگان تابلو برق برای کاهش زمان تولید، افزایش ظرفیت، کاهش خطا و پاسخگویی سریعتر به مشتریان به سمت نرمافزارهای مهندسی دیجیتال و اتوماسیون حرکت کردهاند.
بنابراین، استفاده از فناوری صرفاً برای مدرنکردن تجهیزات نیست؛ بلکه میتواند بخشی از استراتژی یک شرکت برای حفظ بهرهوری و پاسخگویی به نیازهای آینده باشد.
سوالات متداول درباره افزایش بهرهوری ساخت تابلو برق
نرمافزارهای طراحی تابلو برق میتوانند بسیاری از چالشهای مربوط به سرعت، دقت و بهرهوری در ساخت تابلو برق را کاهش دهند.
در روشهای سنتی، طراحی به فعالیتهای دستی و تکراری زیادی نیاز دارد. اما در یک فرآیند دیجیتال، مهندسان میتوانند از کتابخانههای استاندارد، قطعات آماده و ماژولهای از پیش طراحی و آزمایششده استفاده کنند. این موضوع باعث میشود طراحی پروژههای مشابه سریعتر انجام شود و احتمال خطای انسانی کاهش پیدا کند.
برای مثال، طبق مطالعات مطرحشده در این مقاله، ایجاد یک طرح استاندارد کابینت کنترلی در نرمافزار طراحی سهبعدی میتواند کمتر از ۴ ساعت زمان ببرد؛ در حالی که تهیه مجموعهای از نقشههای شماتیک دوبعدی میتواند ۱۰ تا ۲۰ برابر بیشتر زمان نیاز داشته باشد.
از طرف دیگر، قابلیتهای مدلسازی سهبعدی در نرمافزارهایی مانند EPLAN امکان بررسی مشکلات طراحی را پیش از شروع تولید فراهم میکنند. مواردی مانند برخورد تجهیزات، فضای ناکافی برای نصب و پر شدن بیش از حد داکتهای سیمکشی را میتوان در محیط دیجیتال شناسایی و اصلاح کرد.
این نرمافزارها همچنین میتوانند اطلاعات موردنیاز برای سیمکشی را تولید کنند و با ارائه مسیرها، نقاط ابتدا و انتهای سیمها و دستورالعملهای کاری، زمان موردنیاز برای تفسیر نقشه و آمادهسازی سیمکشی را کاهش دهند.
بر اساس نتایج مطرحشده در این پژوهش، استفاده از سیستمهای دیجیتال میتواند زمان مربوط به شناسایی مسیر سیم و آمادهسازی سیمکشی را تا حدود ۸۱ درصد کاهش دهد.
بازگشت سرمایه یا ROI در اتوماسیون ساخت تابلو برق به عوامل مختلفی مانند حجم تولید، هزینه نیروی انسانی، میزان استفاده از ماشینآلات، تعداد پروژهها و میزان کاهش زمان تولید بستگی دارد.
بنابراین، نمیتوان یک رقم ثابت برای بازگشت سرمایه تمام شرکتها تعیین کرد. با این حال، اتوماسیون میتواند از طریق کاهش زمان تولید، کاهش فعالیتهای دستی، کاهش ضایعات، کاهش خطا و افزایش ظرفیت تولید به بهبود اقتصادی فرآیند کمک کند.
بر اساس نتایج مطالعات مطرحشده در این مقاله، استفاده از ابزارهای مهندسی دیجیتال و اتوماسیون میتواند در برخی شرایط، زمان تولید کابینت کنترل را تا حدود ۸۳ درصد کاهش دهد.
برای مثال، یک شرکت در بریتانیا با استفاده از ماشین CNC Rittal Perforex توانست زمان موردنیاز برای اصلاح و ماشینکاری پنل را از حدود ۸ تا ۱۰ ساعت به ۱۵ دقیقه کاهش دهد.
همچنین سیستمهای اتومات آمادهسازی سیم مانند Rittal Wire Terminal میتوانند کابلهای آماده را تا ۸ برابر سریعتر از روشهای دستی تولید کنند.
در نمونههای بررسیشده نیز کاهش زمان سیمکشی بین ۴۰ تا ۷۰ درصد گزارش شده است.
بنابراین، برای محاسبه ROI بهتر است شرکت قبل از سرمایهگذاری، زمان و هزینه فرآیند فعلی را با هزینه تجهیزات، آموزش، نگهداری و میزان صرفهجویی مورد انتظار مقایسه کند.
یکی از مزایای مهم مهندسی دیجیتال، امکان استفاده از استانداردها و قوانین طراحی در فرآیند مهندسی است.
نرمافزارهای ECAD پیشرفته میتوانند از استانداردهای مختلف بینالمللی پشتیبانی کنند و کتابخانههای سمبلها و اطلاعات فنی استاندارد را در اختیار مهندس قرار دهند.
برای مثال، کتابخانههای EPLAN از استانداردهای IEC پشتیبانی میکنند و امکان استفاده از استانداردهای بینالمللی دیگر مانند NFPA و GOST نیز وجود دارد.
استفاده از کتابخانههای استاندارد باعث میشود سمبلها، اطلاعات قطعات و ساختار طراحی در پروژههای مختلف به شکل منظمتری استفاده شوند و احتمال خطاهای ناشی از ورود دستی اطلاعات کاهش پیدا کند.
یکی دیگر از مزایای نرمافزارهای مهندسی دیجیتال، دسترسی به اطلاعات فنی قطعات و تجهیزات است.
این اطلاعات میتواند شامل مشخصات فنی قطعه و دادههای موردنیاز برای تولید باشد؛ برای مثال:
ابعاد و اندازه قطعه
الگوی سوراخکاری
اطلاعات مربوط به برش
اطلاعات اتصال سیم
مشخصات نصبدادههای
موردنیاز برای جانمایی سهبعدی
وقتی این اطلاعات مستقیماً در طراحی استفاده شوند، نیاز به واردکردن دوباره اطلاعات کاهش پیدا میکند و احتمال خطای انسانی نیز کمتر میشود.
بله. یکی از مهمترین مزایای طراحی دیجیتال، امکان بررسی طراحی پیش از شروع تولید است.
در مدل سهبعدی میتوان مواردی مانند برخورد تجهیزات، فضای نصب، مسیر سیمها و ظرفیت کانالها را بررسی کرد.
همچنین برخی نرمافزارهای مهندسی امکان تعریف و اجرای قوانین بررسی طراحی را فراهم میکنند. به این ترتیب، بخشی از خطاهای احتمالی پیش از انتقال پروژه به کارگاه شناسایی میشوند.
این قابلیت تأثیر مستقیمی بر افزایش بهرهوری ساخت تابلو برق دارد؛ زیرا اصلاح یک خطا در مرحله طراحی معمولاً سادهتر از اصلاح همان خطا پس از ساخت و مونتاژ تابلو است.
یکی از مهمترین مزایای یک فرآیند مهندسی دیجیتال، ارتباط بین طراحی و تولید است.
اطلاعات ایجادشده در نرمافزار طراحی میتوانند برای تولید لیست قطعات، لیست سیمکشی، اطلاعات مسیر سیمها و دادههای موردنیاز ماشینآلات استفاده شوند.
در صورت وجود زیرساخت مناسب، بخشی از این اطلاعات میتواند به ماشینهای تولیدی مانند تجهیزات CNC یا سیستمهای پردازش اتومات سیم منتقل شود.
در نتیجه، اطلاعات یک بار در مرحله طراحی ایجاد میشوند و میتوانند در مراحل مختلف تولید مورد استفاده قرار بگیرند. این موضوع باعث کاهش ورود دستی اطلاعات، کاهش دوبارهکاری و افزایش سرعت فرآیند ساخت میشود.
اتوماسیون میتواند با کاهش برخی فعالیتهای دستی و تکراری، میزان تعامل مستقیم اپراتور با بعضی ابزارها و فرآیندهای ماشینکاری را کاهش دهد.
برای مثال، بخشی از عملیات برش، سوراخکاری و ماشینکاری که در روش سنتی با ابزارهای دستی انجام میشد، میتواند توسط ماشینهای CNC انجام شود.
البته اتوماسیون بهتنهایی تضمینکننده ایمنی نیست و تجهیزات باید مطابق دستورالعملهای سازنده، الزامات ایمنی و استانداردهای مربوطه نصب، بهرهبرداری و نگهداری شوند.
خیر. میزان و نوع اتوماسیون باید متناسب با حجم تولید، نوع پروژهها، بودجه و فرآیند کاری هر شرکت انتخاب شود.
یک شرکت کوچک نیز میتواند بهجای تغییر همزمان تمام فرآیندها، از یک بخش مشخص شروع کند؛ برای مثال ابتدا طراحی سهبعدی را وارد فرآیند مهندسی کند و در مراحل بعدی به سراغ اتوماسیون سیمکشی یا ماشینکاری CNC برود.
این رویکرد مرحلهای میتواند ریسک تغییرات را کاهش دهد و به کارکنان فرصت دهد با ابزارهای جدید سازگار شوند.
آیا این مقاله برایتان مفید بود؟
