W artykule omówiono wiele aspektów związanych z Przemysłem 4.0. W wstępie przytoczono definicję Przemysłu 4.0, a następnie poruszono tematy związane z inżynierią utrzymania ruchu i eksploatacją maszyn, diagnozowaniem maszyn z wykorzystaniem AI, wykorzystaniem AI do utrzymania ruchu zakładu przemysłowego, układami sensorycznymi, przetwarzaniem danych pomiarowych w chmurze, redystrybucją informacji krytycznych oraz integracją systemów. Przeanalizowano także wymierne efekty Przemysłu 4.0, takie jak poprawa wydajności produkcji, skrócenie czasu przestoju maszyn, redukcja kosztów utrzymania ruchu, zwiększenie bezpieczeństwa pracowników oraz optymalizacja procesów logistycznych. Wszystkie te elementy wskazują na to, jak wiele korzyści przynosi Przemysł 4.0 dla przedsiębiorstw przemysłowych. Jest to jednak proces wymagający dużego nakładu pracy i inwestycji w nowe technologie, a także odpowiedniego przeszkolenia pracowników, którzy będą obsługiwać te nowoczesne urządzenia.
EN
The article discusses many aspects of Industry 4.0. In the introduction, the definition of Industry 4.0 was quoted, followed by topics related to maintenance engineering and machine operation, machine diagnosis using AI, the use of AI to maintain industrial plant operation, sensor systems, cloud measurement data processing, redistribution of critical information and system integration. The measurable effects of Industry 4.0 were also analyzed, such as improving production efficiency, reducing machine downtime, reducing maintenance costs, increasing employee safety and optimizing logistics processes. All these elements show how many benefits Industry 4.0 brings to industrial enterprises. However, this is a process that requires a lot of work and investment in new technologies, as well as appropriate training of employees who will operate these modern devices.
The use of machines and devices causes their components to wear out, which leads to damage. The easiest and fastest method of repair is to replace this element with a new one. The problem arises when the desired element is not available on the market, technical documentation is unavailable or the costs of acquiring a new element are too high. In such a situation, engineering reconstruction, also known as reverse engineering, is used, which allows for the reconstruction of technical documentation and the production of a new product thanks to additive technology. The article presents the process of reverse engineering and the types of additive manufacturing technology. The aim of the article is to present the possibilities of using the reverse engineering method and 3D printing in the reconstruction of sample machine parts. The work uses the FDM (Fused Deposition Modeling) spatial production technology. The relevance of the article is confirmed by the possibility of its practical use in the field of machine servicing support.
PL
Eksploatacja maszyn i urządzeń powoduje, że ich podzespoły zużywają się, a to prowadzi do uszkodzeń. Najprostszą i najszybszą metodą naprawy jest wymiana tego elementu na nowy. Problem pojawia się, gdy pożądany element nie jest dostępny na rynku, niedostępna jest dokumentacja techniczna lub koszty pozyskania nowego elementu są zbyt wysokie. W takiej sytuacji zastosowanie znajduje rekonstrukcja inżynierska nazywana również inżynierią odwrotną, która pozwala na odtworzenie dokumentacji technicznej oraz wykonanie nowego produktu dzięki technologii addytywnej. W artykule przedstawiono proces przebiegu inżynierii odwrotnej oraz rodzaje technologii wytwarzania przyrostowego. Celem artykułu jest przedstawianie możliwości zastosowania metody inżynierii odwrotnej oraz druku przestrzennego w rekonstrukcji przykładowych części maszyn. W pracy wykorzystano technologię wytwarzania przestrzennego FDM (Fused Deposition Modeling). Zasadność artykułu potwierdza możliwość jego praktycznego wykorzystania w zakresie wspomagania serwisowania maszyn.
Europejska koncepcja zapewnienia bezpieczeństwa jednoznacznie wskazuje, że zminimalizowanie, tak daleko jak to tylko możliwe, ryzyka związanego z poszczególnymi zagrożeniami w procesie projektowania zarówno maszyn, jak i innych struktur technicznych, w tym stanowisk pracy, osiąga się, stosując triadę bezpieczeństwa.
Siłownik hydrauliczny to jeden z najczęściej spotykanych elementów układów hydraulicznych maszyn. Napędza ramiona koparek pozwala unieść oraz obrócić łyżki ładowarek, umożliwia ruch ramion żurawi samojezdnych oraz wielu innych maszyn. Jego konstrukcja nie zmieniła się od dziesięcioleci - tłok przesuwany jest w cylindrze w wyniku oddziaływania na niego cieczy tłoczonej przez pompę hydrauliczną. Wystarczy zatem połączyć siłownik z pompą, umożliwić odpływ cieczy z drugiej strony tłoka i uzyskujemy żądany efekt ruchu. Jakie to proste. Czy aby jednak nie za proste? Przyglądnięcie się siłownikowi w nieco szerszej perspektywie wykazało, że można dokonać w nim korzystnych zmian konstrukcyjnych, przynoszących wymierne korzyści.
Analizując różne aplikacje robotów, można zauważyć dość specyficzną grupę zastosowań tych urządzeń, w sposób znaczący odróżniającą się od pozostałych, a mianowicie – zrobotyzowaną obsługę maszyn. W porównaniu do innych procesów zrobotyzowanych obsługa maszyn obejmuje bardzo szeroką grupę procesów i, co ciekawe, najszerszy zakres parametrów wykorzystywanych robotów. W żadnych innych zastosowaniach nie używa się robotów o tak różnej konstrukcji i szerokim zakresie udźwigu (od kilku do setek kilogramów). Specyfika procesu może się wydawać bardzo prosta. W rzeczywistości jednak prawidłowa realizacja obsługi maszyn wymaga często zastosowania zarówno zaawansowanych opcji programowych, jak i złożonego algorytmu realizacji.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono problematykę wykorzystania modelowania matematycznego opartego na sztucznych sieciach neuronowych do oceny ryzyka w procesach eksploatacji środków transportu. Scharakteryzowano zagadnienia eksploatacji pojazdów, teorii ryzyka i jego oceny oraz modelowania neuronowego. Przedstawiono wyniki badań własnych, wspomaganych narzędziem informatycznym. Badania przeprowadzono, wykorzystując rzeczywistą ekspercką ocenę ryzyka realizowaną w ostatnich 10 latach w przedsiębiorstwach transportowych i produkcyjno-usługowych w ramach procesów certyfikacji realizowanych w Wojskowej Akademii Technicznej i Instytucie Transportu Samochodowego.
EN
The article presents the problem of the use of mathematical modeling based on artificial neural networks for risk assessment in the processes of transport means operation. The issues of vehicle operation, risk theory and its evaluation as well as neural modeling have been described. The results of own research, supported by an IT tool, are presented. The research was conducted using real expert risk assessment carried out in the last 10 years at the transport and production-service enterprises as part of the certification processes carried out at the Military University of Technology and the Motor Transport Institute.
Od ponad 30 lał autor zajmuje się eksploatacją i diagnostyką maszyn w krajowym przemyśle i energetyce. Analizuje stan i stopień zużycia maszyn i urządzeń, statystyki i przyczyny uszkodzeń oraz stopień zaawansowania diagnostyki maszyn - głównie w krajowych cementowniach, zakładach remontowych maszyn elektrycznych, maszyn przepływowych, elektrowniach, elektrociepłowniach i ciepłowniach. W początkowym okresie obserwacji i analizy autor stwierdził dużą ilość awarii zespołów maszynowych, które niosły za sobą duże straty finansowe. W przedsiębiorstwach prowadzona była eksploatacja planowo-zapobiegawcza, uwarunkowana okresem eksploatacji maszyny, a określenie przyczyny awarii miało miejsce zazwyczaj w czasie przeglądu poawaryjnego.
The aim of this study was to develop an original method, which would objectively quantify reliability of seasonally operated machines. The method uses an algebraic deduction model and fuzzy logic algorithms facilitating simulation studies. The assessment of machine reliability provides the index of reliability IR, which is based on a set of adopted criteria. An additional objective for the authors was to empirically verify the developed method based on seasonally operated agricultural machines. Values of index of reliability IR fall within the range of 0.647-0.725, depending on the type of tested machines. In accordance with the adopted criteria of linguistic synthesis the obtained values of the index IR indicate high reliability of tested machines.
PL
Celem pracy było opracowanie oryginalnej metody, która w obiektywny sposób kwantyfikuje niezawodność maszyn pracujących sezonowo. Metoda wykorzystuje algebraiczny model dedukcyjny oraz algorytmy logiki rozmytej, które umożliwiają przeprowadzenie badań symulacyjnych. Efektem oceny niezawodności maszyn jest wyznaczenie wskaźnika niezawodności IR, który bazuje na zbiorze przyjętych kryteriów. Dodatkowym zamierzeniem autorów była empiryczna weryfikacji opracowanej metody na przykładzie maszyn rolniczych pracujących sezonowo. Wartości wskaźnika niezawodności IR zawierają się w przedziale 0,647-0,725, w zależności od typu badanych maszyn. Zgodnie z przyjętymi kryteriami oceny lingwistycznej wyznaczone wartości wskaźnika IR świadczą o wysokiej niezawodności badanych maszyn.
Celem pracy było wykazanie potrzeby badań ciągników, narzędzi i maszyn rolniczych w aspekcie efektywności ich eksploatacji, ograniczenia nakładów materiałowo-ekonomicznych oraz wykorzystania z zachowaniem bezpieczeństwa obsługi i wymagań ekologicznych. Metodyka badań obejmuje zasady oceny eksploatacyjnej najbardziej złożonych pod względem konstrukcji ciągników, narzędzi i maszyn rolniczych. Szczególną uwagę zwrócono na ciągniki i maszyny uniwersalne oraz specjalistyczne jedno- i wielozadaniowe. Podano przykłady wymagające starannego doboru ciągników do maszyn rolniczych, które zapewnią ich stabilną pracę oraz racjonalne wykorzystanie wyposażenia podstawowego i dodatkowego ciągników, składającego się z silników dużej mocy, przedniego i tylnego układu zawieszenia, przednich i tylnych wyjść hydrauliki zewnętrznej ciągnika. Przeprowadzona analiza wykazała, że w nowoczesnych technologiach produkcji roślinnej do wykonywanych operacji technologicznych stosowane są coraz bardziej złożone konstrukcje ciągników i maszyn rolniczych, często destrukcyjnie oddziałujące na podglebie, glebę uprawną (nadmierne ugniatanie gleby) czy powietrze atmosferyczne (spaliny silników Diesla). Brak wyników badań eksploatacyjnych maszyn rolniczych, prowadzonych przez obiektywne jednostki badawcze, rolnikom uniemożliwia efektywny dobór maszyn do ich gospodarstw.
EN
It aims to demonstrate the need for testing of tractors, agricultural tools and machines in the aspect of the efficiency of their operation, decreasing of material and economic expenditures, as well as exploitation while maintaining safety and environmental requirements. The methodology includes the assessment of the operating principles of the most complex (in terms of construction) tractors, agricultural tools and machines. Particular attention was paid to the universal and specialized single and multi-tasking machinery and tractors`. The examples were given of the careful selection of tractors for agricultural machinery ensuring their stable performance, as well as rational use of basic equipment and additional tractors. The analysis proved that in the modern technologies of crop production more and more complex constructions of tractors and agricultural machines are used, often destructively affecting the subsoil, soil cultivation (excessive soil compaction), atmospheric air (diesel exhaust), etc. The lack of results of research conducted by objective research units, precludes farmers of the possibility of an effective equipment selection for their farms.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W przeszłości przy konstruowaniu maszyn kładziono przede wszystkim nacisk na ich wytrzymałość. Ich wymiary często były za duże, choć z drugiej strony taki sposób projektowania istotnie wydłużał okres eksploatacji. Nie dziwi zatem fakt, że w produkcji nadal powszechnie wykorzystuje się wieloletnie maszyny, które pomimo swojego wieku skutecznie pełnią swoje funkcje. Przy modernizowaniu tego typu maszyn z uwzględnieniem aktualnego stanu rozwoju technologii, często korzystne ekonomicznie jest wdrożenie najnowszej generacji rozwiązań automatyzacji. Tak też było w przypadku austriackiej Grupy Umdasch, która pod koniec ubiegłego roku dokonała fundamentalnej modernizacji prasy mimośrodowej.
Maszyny i urządzenia eksploatowane m.in. w Zagłębiu Miedziowym narażone są na ekstremalnie trudne warunki pracy (zapylenie, wilgotność, temperatura, obecność solanki oraz duże obciążenia udarowe), które powodują przyspieszone zużywanie tribologiczne i uszkodzenia wielu ruchowych węzłów tych maszyn i urządzeń. Istotnie wpływa to na koszty eksploatacji tych maszyn, bezpieczeństwo pracy oraz wydajność. W pracy przedstawiono zagadnienia dotyczące trwałości i niezawodności ruchowych węzłów ślizgowych i tocznych oraz omówiono rodzaje urządzeń i metody badań przydatne do rozwiązywania problemów związanych z trwałością węzłów maszyn. Zagadnienia te i problemy prezentuje grupa pracowników naukowych uczelni znajdujących się w pobliżu Zagłębia Miedziowego, którzy zajmują się od wielu lat tribologią oraz dysponują bogatym zapleczem badawczym. Wykazano, że istnieje szerokie pole do współpracy w zakresie działań naukowo-badawczych, konstruktorskich i eksploatacyjnych w celu osiągnięcia realnych efektów polepszenia trwałości eksploatacyjnej użytkowanych maszyn. Zaprezentowano kilka kierunków działań, m.in. w obszarach: doboru nowoczesnych materiałów na elementy współpracujące w węzłach tarcia, zmian konstrukcyjnych węzłów tarcia i ich uszczelnienia, doboru środków smarnych do poszczególnych węzłów oraz aplikacji środków smarnych (np. ilość i częstotliwość podawania smaru przez stacje centralnego smarowania).
EN
The machines and the devices exploited among others in the Copper Basin are subjected to extreme difficult working conditio ns (dust, humidity, temperature, presence of brine and largeimpact loads) which cause accelerated wear and damage of many working nodes of machines and devices. Significantly it affects the cost of their service life, safety and efficiency. The paper presents issues concerning the durability and reliability of sliding and rolling nodes and discusses the types of equipment and test methods useful for solving problems related to the durability of machines nodes. These issues and problems presents a group of academic staff of the universities located near of the Copper Basin, who deal with tribology for many years and have a wealth of research facilities. It has been shown that there is wide scope for cooperation in the field of science and research, design developments and exploitation in order to achieve real results to improve the service life of used machines. They presented several directions of activities, among others in the areas of selection of modern materials on elements working in friction nodes, structural changes in friction and sealing, lubricant selection for each node and application of lubricants (eg. the amount and frequency of administration of grease through the central lubrication stations).
Artykuł stanowi próbę dokonania przeglądu aktualnego stanu wiedzy o człowieku, jako użytkowniku oraz obsługującym środki techniczne. Przedstawia ponadto perspektywy badawcze, które należałoby podjąć w ramach dyscyplin: budowa i eksploatacja maszyn oraz inżynieria produkcji, ze względu na aktualne i ważne problemy dotyczące człowieka, funkcjonującego w systemie antropotechnicznym. Szczególną uwagę zwrócono na eksploatowanie środków technicznych przez osoby starsze.
EN
The article is an attempt to review actual state of art on human as user and maintainer of technical means. Moreover it presents research perspectives, which should be undertake within building-and-exploitation-of-machines (mechanical-engineering) and production-engineering disciplines for the sake of actual and important problems concerning human functioning in human engineering system. A particular attention should be paid to exploiting technical means by older persons.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Prawidłowe właściwości cieczy, będącej nośnikiem energii w układzie hydraulicznym, wywierają zasadniczy wpływ na jego charakterystyki i sprawność, a także na trwałość innych elementów i zespołów tworzących taki układ. Czynniki szkodliwe, wpływające na pogorszenie jakości oleju, mogą być różnorakie. Podstawowym problemem jest zabrudzenie cząstkami stałymi wnikającymi z zewnątrz do układów (podczas konserwacji i napraw), a także z wewnątrz (w wyniku zużywania się komponentów).
Podstawowy obowiązek pracodawcy związany z zapewnieniem bezpiecznych i higienicznych warunków pracy wymaga wprowadzenia rozwiązań umożliwiających bezpieczne eksploatowanie urządzeń technicznych w środowisku pracy. Konieczność ta dotyczy również zapewnienia możliwości likwidacji przyczyn niezgodności. Jest to związane z uzyskaniem zgodności z wymaganiami zasadniczymi, pozwalającymi na wprowadzenie urządzeń do użytkowania. Wtórnym obowiązkiem pracodawcy (konstruktora, producenta, importera) jest przeprowadzenie oceny skuteczności zastosowanych rozwiązań, mającej na celu potwierdzenie zasadności przyjętego rozwiązania i akceptację jego zastosowania przez przyszłego, potencjalnego użytkownika. Zaproponowane rozwiązanie wyboru, przeprowadzenia oceny i akceptacji sugerowanego rozwiązania oparto na zasadach metody FMEA konstrukcji. Metoda ta pozwala wskazać najwłaściwsze, w określonej sytuacji działania doskonalące. W ich wyborze uwzględnia się warunki eksploatacji urządzenia technicznego, w efekcie pozwalając na trwałe likwidowanie przyczyn zdarzeń mogących prowadzić do wypadków i znacznego uszczerbku na zdrowiu zatrudnionych.
EN
The primary duty of the employer related to the provision of safe and hygienic working conditions requires the introduction of technical equipment to ensure safety. The need for this also applies to provide an opportunity for the elimination of the causes of non-compliance. It is associated with getting compliance with the essential requirements. Secondary duty of employer (constructor, manufacturer, importer) is the assessment of the effectiveness of the solutions. It has to confirm the legitimacy of the adopted solution and acceptance of its application in relation to the future potential of the user. The proposed solution of choice, carry out the assessment and approval of the suggested solutions is based on the principles of design FMEA methods. This method allows you to indicate the most appropriate, in a specific situation improvement. In their election shall take account of the conditions of use of the technical unit, in effect allowing the permanent closure of the causes of events that may lead to accidents and significant damage was inflicted on employees.
Obowiązujące regulacje prawne określają wymagania stosowane przez wszystkie strony procesu pracy, w trakcie której użytkuje się maszyny i urządzenia techniczne. Obecnie obowiązujący system wymagań prawnych tworzony jest przede wszystkim przez zapisy prawa europejskiego (dyrektywy EWG, WE i UE). Ich implementacja do krajowego systemu prawnego państwa członkowskiego jest obowiązkowa. Zakres oraz sposób wdrożenia uzależniony jest od charakteru zawartych w nim wymagań. Niewdrożenie w określonym czasie, wymagań dyrektyw do prawa krajowego skutkuje nakładaniem sankcji finansowych na Państwo Członkowskie. W opracowaniu wskazano wymagania prawne stawiane przed użytkownikami maszyn i urządzeń technicznych. Stanowią je, przede wszystkim, dyrektywy 2006/42/WE, 2009/104/WE oraz dyrektywy powiązane z nimi, odnoszące się do wymagań i sytuacji szczególnych. Wszystkie te wymagania implementowane zostały do krajowego systemu prawnego. Obowiązek ich stosowania (w określonym zakresie) przypisany został projektantom, konstruktorom, pracodawcom i pracownikom. Obowiązkiem pracodawcy jest stosowanie się również do krajowych regulacji prawnych niewynikających z ustawodawstwa europejskiego.. Wymagania krajowe traktować należy jako uzupełniające, w stosunku do zapisów prawa europejskiego. Stosowane są przede wszystkim w obszarach branżowych zastosowań maszyn.
EN
The current legal regulations specify the requirements applicable by all parties of the work process, during using the machines and technical equipment. The current system of legal requirements is created by the provisions of European law (EEC, EC and EU directives). Their implementation in the national legal system of a Member State is a must-have. The scope and method of implementation depends on the nature of the contained requirements. Failure to implement within a specified time, the requirements of the directives into national law results in the imposition of financial sanctions on a Member State. In the paper showed legal requirements for users of machinery and technical equipment. They are, first and foremost, Directive 2006/42/EC, 2009/104/EC and directives related to specific situations and requirements. All these requirements have been transferred to the national legal system. To their use (in a certain range) was assigned to the designers, constructors, employers and employees. Regardless of the laws aimed at the implementation of the requirements of European law, the duty of the employer is to apply to the national regulations. National requirements should be considered as complementary in relation to European law. Are used primarily in the areas of industry-specific uses of the machines.
Uzyskanie możliwości eksploatacji maszyn i urządzeń technicznych w środowisku pracy wymaga uzyskania zgodności z wymaganiami minimalnymi. Wymagania te determinują zapewnienie bezpieczeństwa wszystkich osób mających styczność z analizowanym obiektem technicznym. Ich charakterystyka wskazuje na częste nie odnoszenie się do wytycznych optymalizacji oddziaływania czynników środowiska pracy. Zadanie dostosowania warunków użytkowania wyposażenia roboczego do potrzeb użytkowników realizowane jest poprzez zastosowanie rozwiązań zgodnych z ergonomicznymi kryteriami użytkowania środków pracy, przypisywanymi do zasad ergonomii korekcyjnej. Ergonomiczne wymagania minimalne pozwalają zapewnić użytkownikom maszyn i urządzeń technicznych zgodność z najnowszymi osiągnieciami nauki i techniki, co jest jednym z podstawowych warunków poprawy bezpieczeństwa i ochrony zdrowia pracowników w miejscu pracy. Zastosowane rozwiązania pozwalają uzyskać poprawę efektywności wykonywania pracy, wpływając na zapewnienie zgodności z uwarunkowaniami tzw. czynnika ludzkiego, przyczyniającego się do realizacji odpowiedzialności pracodawcy za użytkowane środki pracy.
EN
Getting the possibility of operation of machinery and technical equipment in the work environment shall be subject to confirmation with the minimum requirements. These requirements determine to ensure the safety of all people who have been in contact with the technical object under consideration. Their characteristics indicates not referring to guidelines to optimize the impact of the factors in the working environment. The task of adaptation of the terms of use work equipment to meet the needs of users is carried out by applying solutions in accordance with ergonomic criteria for use at work, assigned to principles of correction ergonomic. Ergonomic minimal requirements permit to provide of machines and technical equipment users for compatibility with the latest achievements of science and technology, which is one of the essential conditions for improving the safety and health protection of workers at the workplace. Applied solutions for improving work efficiency affecting ensure that compliance with the demands on the human factor contributing to compliance with the principles of the employer responsibility.
Diagnostyka każdej eksploatowanej maszyny polega na bieżącej ocenie stanu technicznego łącznie z ustaleniem źródeł niedomagań i przyczyn stanów awaryjnych. Jej zasadniczym celem jest zapewnienie bezpiecznej i sprawnej pracy wszystkich elementów, które stanowią o wysokiej dyspozycyjności diagnozowanego urządzenia. W turbinach parowych diagnostyka była praktycznie prowadzona od chwili ich powstania. W pierwszym rzędzie obejmowała sobą sprawdzanie stanu części wirujących, ponieważ ich niesprawności groziły bezpośrednio awarią, której skutki przynieść mogły niepowetowane straty. Z tego powodu w turbinach powstawały konieczne dla diagnozowania systemy pomiaru drgań, obrotów, współpracujące z układem regulacji i zabezpieczeń, skutecznie wyłączające maszynę przy przekroczeniu wartości dopuszczalnych.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W dniach 23-25 maja br. w Rytrze koło Nowego Sącza po raz XVI spotkali się uczestnicy Seminarium Technicznego "Problemy eksploatacji maszyn i napędów elektrycznych", zorganizowanego przez Branżowy Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Maszyn Elektrycznych Komel z Katowic.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.