जनरल इलेक्ट्रिक स्मार्ट प्लांट कैसे काम करता है

उद्योग 4.0 के उपकरण आज प्रमुख वैश्विक निर्माताओं द्वारा बड़े पैमाने पर उपयोग किए जाते हैं। इस तरह के "भविष्य के कारखाने" उस मॉडल के प्रोटोटाइप का प्रतिनिधित्व करते हैं जिसके आधार पर चौथी औद्योगिक क्रांति का उत्पादन आयोजित किया जाएगा, और इस तरह के अधिक से अधिक उद्यम हैं। हम जनरल इलेक्ट्रिक के "स्मार्ट" कारखाने के उदाहरण पर एक नई औद्योगिक अवधारणा की अद्भुत संभावनाओं के बारे में बात करेंगे, जहां आज इसका उपयोग किया जाता है:

• लेजर तकनीक और रोबोट;
• supermaterialy;
• additive प्रौद्योगिकी;
• इंटरनेट ऑफ थिंग्स।

ग्रीनविले, दक्षिण कैरोलिना के बाहरी इलाके में औद्योगिक क्षेत्र, भविष्य को देखने के लिए सबसे स्पष्ट स्थान नहीं है। लेकिन वहां, रेल की पटरियों और बॉक्स के आकार के कारखानों के पीछे, आप GE पावर का नया उन्नत संयंत्र पा सकते हैं, जो अप्रैल 2016 में खोला गया था। यह जगह इस विचार को बदल देती है कि चीजें कैसे बनाई जा सकती हैं।

भविष्य के नंबर 1 में कदम: लेजर तकनीक और रोबोटिक्स

दो से अधिक फुटबॉल क्षेत्रों को कवर करने वाला एक उद्यम भविष्य के विशाल टूलबॉक्स की तरह दिखता है, जो एक विशाल जीई मोनोग्राम से सजी है। MicroJet तकनीक पर आधारित एक सुरुचिपूर्ण लेजर कटर पानी की एक पतली धारा के माध्यम से लेजर बीम को निर्देशित करता है और मजबूत धातुओं पर आकृतियों को काटता है, जिससे यह इतना सटीक हो जाता है कि वे बिना किसी चीज के दिखते हैं। कारखाने ने औद्योगिक 3 डी प्रिंटर और आर्गन भट्टियां स्थापित की हैं, जो हल्के और गर्मी प्रतिरोधी सुपरमेटेरियम - सिरेमिक मैट्रिक्स कंपोजिट (केकेएम) से बने स्पेयर पार्ट्स के प्रसंस्करण के लिए हैं।



MicroJet तकनीक पर आधारित यह लेजर उपकरण लेजर बीम (तंत्र के अंदर माणिक चमक) को केंद्रित करने के लिए पानी की एक पतली धारा का उपयोग करता है। यह मूल रूप से हीरा उद्योग में उपयोग के लिए विकसित किया गया था, लेकिन जीई पावर ने टरबाइन ब्लेड और अन्य विवरण (नीचे देखें) में सबसे सटीक शीतलन छेद बनाने के लिए इसे अनुकूलित किया। फोटो जीई पावर

कहीं ओर - ऑप्टिमस प्राइम के ट्रांसफॉर्मर चरित्र के सम्मान में ऑटोनॉमस प्राइम नामक एक रोबोट अपने अंतर्निहित एलआईडीएआर लेजर लोकेटर तकनीक के साथ अपने कार्य क्षेत्र को स्कैन करता है - वही तकनीक जिसे Google स्वयं-ड्राइविंग कार बनाने के लिए इस्तेमाल करता था - और एक कंप्यूटर-नियंत्रित मिलिंग मशीन को बनाए रखता है। नियंत्रण। यहां प्रस्तुत अधिकांश प्रौद्योगिकियां अंतर्निहित सेंसर का उपयोग करती हैं जो विश्लेषण और प्रसंस्करण के लिए सुरक्षित औद्योगिक इंटरनेट चैनलों के माध्यम से क्लाउड में डेटा स्थानांतरित करती हैं।



जनरल इलेक्ट्रिक इंजीनियर विंसन ब्लेंटन ऑटोनोमस प्राइम के बगल में खड़ा है। यह रोबोट कारखाने के चारों ओर भारी भागों को स्थानांतरित करने के लिए एकीकृत LIDAR लेजर लोकेटर तकनीक से आंखों से लैस है। इंजीनियर कहता है: “वह अंतरिक्ष का अध्ययन कर रहा है। वह वास्तव में हमें देख सकता है। ” नए संयंत्र में, रोबोट "गंदे, जटिल, खतरनाक और उबाऊ कार्य करते हैं।" फोटो जीई पावर

भविष्य में नंबर 2 में कदम रखें: सुपरमटेरियट्स

GE रिपोर्ट टीम द्वारा संयंत्र की यात्रा के दौरान, मशीनों ने दुनिया के सबसे बड़े जेट इंजन के लिए लहरदार कंप्रेसर ब्लेड, गैस टर्बाइन के लिए सिरेमिक कैप और सबसे जटिल आकृतियों के नवीनतम भागों से और नवीनतम सामग्रियों से बनाया, जिनमें से कुछ साल पहले की कल्पना करना मुश्किल था। कर्ट गुडविन, जीई प्रबंधक जो संयंत्र चलाता है, के अनुसार, “यह उद्यम प्रयोगशाला और वास्तविकता के बीच एक पुल है। यह एक इनक्यूबेटर है। "हम इंजीनियरों के साथ काम करते हैं ताकि वे अपनी महत्वाकांक्षी योजनाओं को लागू कर सकें और एक उचित मूल्य पर बड़े पैमाने पर उत्पादन में अपने परिणामों को एकीकृत करने में मदद कर सकें।"

गुडविन, एक आदमी जो चश्मा पहनता है, एक ग्रे दाढ़ी और एक दोस्ताना विश्वविद्यालय के प्रोफेसर की तरह व्यवहार करता है, कहते हैं: "लियोनार्डो दा विंची ने दुनिया में एक हेलीकाप्टर का विचार लाया, लेकिन इगोर सिकोरस्की को इसे जीवन में लाने में 400 साल लग गए। हमारे पास अपने आविष्कारों को बनाने में मदद करने के लिए सब कुछ है और बड़े पैमाने पर उत्पादन में विकास शुरू करने के लिए बिना देरी किए। "



भट्टियों और आटोक्लेव में सिरेमिक सामग्री कंपोजिट के कुछ हिस्सों को संयंत्र में बनाया जा सकता है, जैसा कि ऊपर की तस्वीर में है। फोटो जीई पावर

जीई पावर ने संयंत्र के निर्माण में $ 75 मिलियन का निवेश किया है। यह ग्रीनविले में कंपनी की विशाल सुविधा के बगल में स्थित है, जहां जीई पावर दुनिया की सबसे बड़ी गैस टर्बाइन का उत्पादन करती है, जिसका वजन सैकड़ों टन है, जिसका विवरण मानव बाल की मोटाई के लिए सटीक तुलना के साथ बनाया गया है। नए संयंत्र में, GE तेल और गैस और GE ग्लोबल रिसर्च जैसे अन्य GE विभागों के इंजीनियर और उनके सहकर्मी, नए मॉडल और डिज़ाइन का परीक्षण करेंगे, थोड़े समय में प्रोटोटाइप बनाएंगे, और फिर बड़े पैमाने पर सर्वोत्तम मॉडल बनाने के तरीकों की तलाश करेंगे। जीई इस ज्ञान और प्रौद्योगिकी साझाकरण परियोजना को जीई स्टोर कहता है।



नीली बत्ती प्रौद्योगिकी के साथ एक 3 डी स्कैनर इंजीनियरों को अधिकतम सटीकता के साथ निगरानी करने की अनुमति देता है कि कैसे जटिल भागों, जैसे टरबाइन ब्लेड, समय के साथ बदलते हैं, जब वे ऑपरेशन में डाल दिए जाते हैं। फोटो जीई पावर

भविष्य के नंबर 3 में कदम: additive प्रौद्योगिकियों

पिट्सबर्ग में दूसरा ऐसा उद्यम, जनरल इलेक्ट्रिक - सेंटर फॉर एडिटिव टेक्नोलॉजी एडवांसमेंट (सेंटर फॉर एडिटिव टेक्नोलॉजी एडवांसमेंट), कंपनी को एडिटिव प्रोडक्शन के तरीकों को पेश करने में मदद करता है, जिसके बीच मुख्य स्थान 3 डी प्रिंटिंग है।
गुडविन के अनुसार, कंपनी के लिए उपभोक्ताओं की जरूरतों को पूरा करने के लिए एक उच्च तकनीकी संयंत्र आवश्यक था। "यह अविश्वसनीय है कि दुनिया कितनी तेजी से बदल रही है," वे कहते हैं। - बाजार द्वारा पेश किए गए सुधारों की उम्मीदें डगमगा रही हैं। हमारा पड़ोसी दुनिया में सबसे बड़ा है, और यह पहले से ही अपनी क्षमता की सीमा पर गैस टर्बाइन के उत्पादन के लिए अनुकूलित है। इस संयंत्र के श्रमिकों के पास कई शानदार विचार हैं और खेलों के लिए समय नहीं है। ”



इंजीनियरों ने SLM सॉल्यूशंस एडिटिव इंस्टॉलेशन उपनाम जैसे Poison Ivy और Catwoman दिया। औद्योगिक 3 डी प्रिंटिंग अभी भी एक नवीनता है, और प्रत्येक डिवाइस अलग तरह से व्यवहार करता है। ये 3 डी प्रिंटर बड़े पैमाने पर उत्पादन में शामिल होंगे। फोटो जीई पावर

बड़ी मात्रा में डेटा का विश्लेषण करने के लिए नवीनतम मशीनों और उपकरणों को यहां स्थापित किया गया है, लेकिन मुख्य बात सही लोग हैं। संयंत्र, जहां 80 कर्मचारी काम करेंगे, पहले से ही एक डॉक्टरेट की डिग्री, इंजीनियरों और यांत्रिकी के साथ सामग्री वैज्ञानिकों को काम पर रखा है जो दशकों से अपने कौशल का सम्मान कर रहे हैं। गुडविन कहते हैं, "हमने सावधानीपूर्वक उन आविष्कारशील लोगों की टीम का चयन किया जो समाधान खोजने पर ध्यान केंद्रित करते हैं और कुछ गलत होने पर घबराते नहीं हैं"। "वे जानते हैं कि इसका क्या मतलब है कि वह जल्दी से विफल हो जाए।" साथ में वे किसी भी समस्या को हल कर सकते हैं। ”

दुनिया के सबसे बड़े जेट इंजन, गैस टर्बाइन और सबसे जटिल आकृतियों के अन्य उत्पादों और नवीनतम सामग्रियों से, जिनके निर्माण के लिए कुछ साल पहले कल्पना करना मुश्किल था, ग्रीनविले में जनरल इलेक्ट्रिक कारखाने में बनाए गए हैं।

काम तब शुरू होता है जब इंटरनेट के माध्यम से वर्कस्टेशन पर पहले प्रोटोटाइप का एक तीन-आयामी सीएडी मॉडल आता है। "हम चाहते हैं कि डिज़ाइनर हमें अपना" स्पष्ट दिमागदार "दिखाए - एक मॉडल जो केवल 80 प्रतिशत पूर्ण है," प्लांट के एक सामग्री इंजीनियर ब्लेक फुल्टन कहते हैं। "हमने महसूस किया कि इस स्तर पर वे प्रतिक्रिया के लिए अधिक तैयार हैं।" तब फुल्टन और उनके सहयोगियों ने संरचना का 3 डी मॉडल बनाने के बारे में बताया। इसे प्लास्टिक या धातु से मुद्रित किया जा सकता है, या लकड़ी से भी नक्काशी की जा सकती है।



3 डी मुद्रित परीक्षण नमूनों के साथ Additive विनिर्माण इंजीनियर चाड डुलकेविच। फोटो जीई पावर

पहले, डिजाइनरों ने मॉडल बनाने वाले ठेकेदारों को एक्सप्रेस डिलीवरी सेवा के माध्यम से अपने अभिलेखागार भेजे और उन्हें हफ्तों बाद वापस भेज दिया। 3 डी प्रिंटर को डेटा के सीधे हस्तांतरण के लिए धन्यवाद, डिजाइनर कुछ ही दिनों में चित्र के लिए कई विकल्प बनाते हैं और तुरंत देखते हैं कि वे वास्तविक जीवन में कैसे दिखेंगे। फुल्टन कहते हैं, "इसे ही हम रैपिड प्रोटोटाइप कहते हैं।"

इसके अलावा, गुडविन के कर्मचारी सभी निर्माण प्रक्रियाओं का परीक्षण करते हैं। जीई एविएशन पहले से ही जेट इंजनों में 3 डी-प्रिंटेड भागों का उपयोग करता है, लेकिन जब गुडविन को गैस टर्बाइनों के लिए एक ही तकनीक को लागू करने का विचार मिला (वे जेट इंजनों के समान ही कई हिस्सों को शामिल करते हैं, लेकिन बहुत बड़ा है), पर उसके रास्ते में बाधाएं दिखाई दीं।

जीई एविएशन ने डायरेक्ट 3 डी लेजर मेल्टिंग आधारित 3 डी प्रिंटिंग तकनीक का इस्तेमाल किया। यह इस तथ्य में शामिल है कि लेजर बीम शुद्ध धातु पाउडर की परतों को फ्यूज करता है, खरोंच से भागों का निर्माण करता है। लेकिन गुडविन का विवरण बहुत बड़ा था और डीएमएलएम मशीनों पर प्रिंट करने के लिए बहुत लंबा समय लगा, जो आर्थिक रूप से अव्यावहारिक निकला।



गैस और जेट टर्बाइन बेहद उच्च तापमान के तहत काम करते हैं। इंजीनियरों ने प्रदर्शन के सबसे कुशल स्तर को बनाए रखने के लिए परिष्कृत शीतलन छेद प्रणाली विकसित की है। माइक्रो जेट प्रौद्योगिकी उन्हें नए मॉडल बनाने की अनुमति देती है, जिसका उत्पादन पहले असंभव था। फोटो जीई एविएशन

गुडविन ने अपनी टीम को एक अधिक किफायती कार खोजने का निर्देश दिया। क्योंकि 3 डी प्रिंटिंग अभी भी एक नवीनता है, केवल तेज उपकरण जो वे पा सकते थे वह था दो लेजर बीम के साथ एसएलएम सॉल्यूशंस 3 डी लेजर प्रिंटर, जो अभी तक बाजार में लॉन्च नहीं हुआ था। "हम तीन खरीदे," गुडविन कहते हैं।

यह एक जोखिम भरा कदम था और जल्द ही मुश्किलें पैदा होने लगीं। "हमने निर्देशों का पालन किया, लेकिन उत्पाद की गुणवत्ता असंतोषजनक थी।" टीम ने 200 अलग-अलग सॉफ्टवेयर मापदंडों का विश्लेषण करते हुए चार महीने बिताए और उपकरणों को डीबग करने से पहले 400 हार्डवेयर संशोधन किए। अंत में, उन्हें नवीनतम जनरल इलेक्ट्रिक गैस टरबाइन के लिए 3 डी-मुद्रित ईंधन नोजल के डिजाइन को अनुकूलित करने और इसे उत्पादन में डालने के लिए उपयोग किया गया था। बिजली उत्पादन और उत्पादकता को बढ़ाते हुए नई डिजाइन नाइट्रोजन ऑक्साइड उत्सर्जन को कम करती है। "हम कुछ ही महीनों में 10 डिजाइन विकल्पों को पूरा करने में सक्षम थे, और फिर चार महीने बाद उत्पादन के लिए अंतिम संस्करण भेजते हैं," गुडविन कहते हैं। "आमतौर पर एक साल लगता है।"

भविष्य में नंबर 4 में कदम रखें: चीजों का इंटरनेट

जीई औद्योगिक इंटरनेट पर डेटा को क्लाउड पर स्ट्रीम करने, उसका विश्लेषण करने और समस्याओं और समाधानों को टीम में स्थानांतरित करने के लिए प्रिडिक्स सॉफ्टवेयर प्लेटफॉर्म का उपयोग करता है।
ये फीडबैक लूप जीई अवधारणा का हिस्सा हैं जिसे डिजिटल थ्रेड कहा जाता है। जीई पावर में सूचना प्रौद्योगिकी के निदेशक क्ले जॉनसन का कहना है कि संयंत्र अभी भी केवल कुछ दिखाता है जो भविष्य में अपेक्षित है। उनके अनुसार, "डिजिटल स्ट्रीम" लगातार ग्राहकों और आपूर्तिकर्ताओं से जीई और इसके विपरीत डेटा स्थानांतरित करेगा।

"सिस्टम को उपकरणों के अंदर भागों पर स्थित सेंसर के माध्यम से वास्तविक समय की प्रतिक्रिया प्राप्त होगी," जॉनसन कहते हैं। - भविष्य में, भाग खुद को "समझ" लेगा कि यह बेकार हो रहा है, स्वचालित रूप से एक पुनर्संरचना का आदेश देता है और एक सेवा तकनीशियन नियुक्त करता है जो अपडेट स्थापित करेगा। यह उद्योग के लिए वास्तविक उबेर है। ”

लेकिन तकनीक सभी समस्याओं को हल नहीं करेगी। जीई पावर के सीईओ स्टीव बोल्जे ने उद्घाटन समारोह के बाद कहा: "हमारे पास रोबोटिक्स और 3 डी प्रिंटर हैं, लेकिन मुख्य बात यह है कि हमारे लोग एक-दूसरे पर भरोसा करने और भविष्य को एक साथ बनाने के लिए पर्याप्त भरोसा करते हैं।"



यह विशाल मशीन दुनिया के सबसे बड़े GE9X जेट इंजन के लिए कंप्रेसर ब्लेड बनाती है। फोटो जीई पावर



जीई पावर के सामग्री वैज्ञानिक आधुनिक पॉलिमर से अधिक टिकाऊ और सटीक भागों को विकसित करने के लिए पवन टरबाइन ब्लेड के इन दो मॉडलों का उपयोग करते हैं। निर्मित ब्लेड का परीक्षण मशीन पर यहां किया जा सकता है। फोटो जीई पावर

थॉमस केल्नर, ge.com द्वारा पोस्ट किया गया। अंग्रेजी से अनुवाद।