इंडस्ट्री 4.0 च्या युगामधील गेजिंग

 

सध्याच्या उद्योग जगतात इंडस्ट्री 4.0 या परवलीच्या शब्दाबद्दल आपण सर्वजण जाणतोच. आज सर्वांच्या तोंडी ही संकल्पना आहे आणि नजीकच्या भविष्यकाळात बऱ्याच ठिकाणी विशेषकरून ओ.ई.एम. आणि टिअर 1 श्रेणीच्या कंपन्यांमध्ये ती सर्रास वापरताना बघायला मिळेल.

इंडस्ट्री 4.0 हे उत्पादन क्षेत्रातील स्वयंचलन आणि तंत्रज्ञानातील माहितीच्या (डाटा) देवाणघेवाणीला दिलेले एक नाव आहे. यामध्ये सायबर फिजिकल सिस्टिम, इंटरनेट ऑफ थिंग्ज (IoT), क्लाऊड आणि कॉग्निटिव्ह कॉम्प्युटिंग यांचा समावेश आहे. सामान्यपणे इंडस्ट्री 4.0 चा उल्लेख चौथी औद्योगिक क्रांती असा केला जातो. इंडस्ट्री 4.0 अंमलात आणल्यामुळे आपला कारखाना एक आधुनिक कारखाना होईल अशी अपेक्षा असते. इंडस्ट्री 4.0 चे मूलभूत तत्व म्हणजे मशिन, कार्यवस्तू आणि यंत्रणा (सिस्टिम) या 3 घटकांना एकमेकांशी जोडून उत्पादनामध्ये अशी अर्थपूर्ण शृंखला तयार करणे, ज्याद्वारे हे 3 घटक स्वायत्तपणे एकमेकांना नियंत्रित करू शकतात.

 

उत्पादन क्षेत्रातील आघाडीच्या कंपन्यांमध्ये याची अंमलबजावणी केव्हाच सुरू झाली आहे. या कंपन्यांमध्ये सर्वप्रथम मशिनचे एकत्रीकरण (इंटिग्रेशन) आणि उत्पादनाशी संबंधित इतर कामे यांवर भर देण्यात येत असल्याचे दिसते, जे योग्यच आहे. काही कंपन्यांमध्ये गेजिंग म्हणजे मोजमापन क्षेत्रातही इंडस्ट्री 4.0 च्या अंमबजावणीला सुरुवात केली आहे. या लेखात आपण इंडस्ट्री 4.0 विषयीची चर्चा गेजिंग क्षेत्रापुरतीच मर्यादित ठेवणार आहोत. गेजिंग क्षेत्रात हा बदल घडवून आणण्यासाठी सर्वप्रथम अतिशय महत्त्वाची गोष्ट म्हणजे अनेक आघाड्यांवर तांत्रिक स्तर उंचावला जाण्याची गरज होय.

 

• गेजिंगचे डिजिटायझेशन हे यामधील पहिले पाऊल आहे. ज्या मापन पद्धतींमध्ये यांत्रिक डायल वापरली जाते, त्यांना डिजिटल पद्धतीत बदलणे गरजेचे आहे.

• जिथे शक्य असेल तिथे, निदान अत्यावश्यक पॅरामीटरसाठी गेजिंग यंत्रणा आणि मशिन यांची एकमेकांशी सांगड घालणे आवश्यक आहे.

• गेजिंगमध्ये मिळालेली मोजमापे (रीडिंग) सर्व्हर/क्लाऊडवर नेणे.

 

• निदान पुढील काही आवर्तनांमध्ये (सायकलमध्ये) होऊ शकणार्‍या चुकांचे/बिघाडांचे पूर्वलक्षी अंदाज करण्याच्याबाबतीत तरी गेजिंग यंत्रणा आधुनिक बनविणे, ज्यामुळे क्लाऊड/फोनद्वारे संबंधित जबाबदार व्यक्तींना आवश्यक संदेश पाठविला जाईल.

• अत्यावश्यक पॅरामीटरच्या मापांच्या संदर्भात यंत्रभागांचा मागोवा घेणे शक्य होईल (ट्रेसेबिलिटी) अशा नोंदी ठेवणे. हे केवळ मापनशास्त्रापुरते (मेट्रॉलॉजी) मर्यादित न ठेवता त्याची व्याप्ती धातुशास्त्र (मेटलर्जी) आणि अन्य गुणधर्मांशी संबंधित नोंदींपर्यंत वाढविणे आवश्यक आहे.

 

• सर्व गेजिंग यंत्रणेचे इनपुट एका जागी गोळा करण्यासाठी एक सॉफ्टवेअर विकसित करणे. उदाहरणार्थ, ऑनलाईन सी.एम.एम. (कोऑर्डिनेट मेजरिंग मशिन) अथवा शॉप फ्लोअरवर मुख्यत्वे प्रक्रिया पडताळणीसाठी वापरली जाणारी कोणतीही डिजिटल उपकरणे.

हार्डवेअर आणि सॉफ्टवेअर तंत्रज्ञानामध्ये जशा सुधारणा होत जातील, तशा या सुधारणा करणे वापरकर्त्याला अधिक सोयीस्कर आणि किफायतशीर ठरतील.

 

आमच्या काही ग्राहकांनी त्यांच्या परीने छोट्या प्रमाणात याची अंमलबजावणी सुरुही केली आहे. ज्या क्षेत्रांमध्ये हे कार्यान्वित झाले आहे, त्यांचा येथे उल्लेख करणे उचित ठरेल.

 

1. सी.एन.सी. मशिन डिजिटल गेजिंगला जोडणे : गेजिंग यंत्रणा एकमेकांना जोडायचे अनेक मार्ग आहेत. परंतु, उद्योगक्षेत्रात प्रचलित असलेले दोन मार्ग पुढे दिले आहेत. दोन्ही बाबतीमध्ये रीडिंग स्वतंत्रपणे सर्व्हरवर घेऊन जाणे आणि डाटा सांभाळणे शक्य असते.

A. जेव्हा यंत्रभाग नाकारला जातो, तेव्हा मशिनला संदेश पाठविला जातो आणि मशिन बंद केले जाते. ही प्रक्रिया जरी अगदी मूलभूत असली, तरी त्यामुळे पुढचा यंत्रभाग चुकीचा बनणे टाळता येते. ऑपरेटर/पर्यवेक्षक रीडिंगच्या आधारे सुधारणात्मक कृती करतात आणि मशिन पुन्हा सुरू करतात.

 

B. अजून प्रगत कार्यपद्धतीमध्ये यंत्रभागाचे रीडिंग मशिनच्या नियंत्रकाकडे (कंट्रोलर) पाठविले जाते. पुढील यंत्रभागाचे रीडिंग आतापर्यंतच्या उत्पादनाच्या रीडिंगच्या सरासरी (मीन) जवळ नेण्यासाठी टूलचा ऑफसेट स्वयंचलितपणे जुळवून घेतला जातो. ही कृती प्रत्येक यंत्रभागासाठी किंवा प्रक्रियेच्या नियंत्रणात ठरवून दिल्यानुसार दर पाचापैकी एक या प्रमाणात करता येते. असे करण्यासाठी मशिन यांत्रिकदृष्ट्या (स्लाइड/टूल वगैरे) चांगल्या स्थितीमध्ये असणे गरजेचे आहे.

 

2. सर्व गेजिंग यंत्रणेसाठी केंद्रीय सॉफ्टवेअर : चित्र क्र. 2 मध्ये उल्लेख केलेल्या उपकरणांमध्ये रीडिंग बाहेर पाठविण्याची क्षमता असते. त्यामुळे ग्राहक त्यांना सर्व्हरकडे पाठवितो. ठरविलेल्या कालांतरानंतर उदाहरणार्थ, प्रत्येक तास/शिफ्ट/कार्यभाग वगैरे संपल्यानंतर गेजमधून मिळालेली मोजमापे सर्व्हरकडे पाठविली जातात.

जसे सॉफ्टवेअर असेल, त्यानुसार ही मोजमापे कार्यगटातील संबंधित सदस्यांद्वारा नोंदविली जातात. या पॅरामीटरसाठी त्या प्रक्रियेची स्टॅटिस्टिकल प्रोसेस कंट्रोल (एस.पी.सी.) वैशिष्ट्येसुद्धा तपासता येऊ शकतात.

 

एकाचवेळी अनेक गेजसाठी याची ऑनलाईन अंमलबजावणी करणे शक्य आहे. त्यासाठी मल्टीगेजिंग, डिजिटल कंपॅरेटर (तुलना यंत्र), सी.एम.एम. वगैरे सर्वांना एका सर्व्हरच्या माध्यमातून जोडता येतात आणि सर्व रिअल टाईम डाटा एका स्वतंत्र सर्व्हरवरून पाहता येतो आणि साठविता येतो.

 

पूर्वी उत्पादन क्षेत्रात कोणतीही कार्यवस्तू बनली की तिची मोजमापे घेऊन ती बरोबर आहेत का नाही हे कळेपर्यंत पुष्कळ वेळ जायचा. तोपर्यंत एकतर उत्पादन थांबवून ठेवावे लागायचे किंवा चालू ठेवले तर ते चुकीचे असण्याची शक्यता नाकारता यायची नाही. त्यासाठी मोजमापे घेण्याची प्रक्रिया अधिक गतिमान करण्याचे प्रयत्न होत गेले आणि आता उत्पादन होत असतानाच ते जागच्या जागी तपासण्यापर्यंत मजल गेली आहे. याला रिअल टाईम डेटा असे म्हणता येईल. सर्व्हरवर डाटा नियमितपणे साठविल्यावर, योग्य सॉफ्टवेअरद्वारा त्यातून पुढची मूल्यवर्धक (व्हॅल्यू अ‍ॅडेड) कामे करणे शक्य असते. उदाहरणार्थ, गंभीर चुका/उत्पादनातील आव्हाने/अन्य चुका, फरक कार्यगटातील संबंधित सदस्यांना त्यांच्या मोबाईलवर कळविता येतात.

 

3. मल्टीपल गेजिंग उपाय : चित्र क्र. 3 मध्ये दाखविल्यानुसार आपल्याकडे गेजिंगचा एक असा उपाय असू शकतो, ज्यात अत्यंत कमी वेळात अनेक पॅरामीटर मोजता येतात.

असे गेज संगणक प्रणालीवर आधारित असल्यामुळे सर्व्हरला जोडता येतात. या उपाययोजना इतर काही पर्यायांसोबत वापरून आपण त्यातून पुढे दाखविल्याप्रमाणे अधिक फायदे घेऊ शकतो.

 

1. त्याला एका बार कोड स्कॅनरला जोडता येते. त्यामुळे सर्व यंत्रभागांची मोजमापे त्यांच्यावर अंकित केलेल्या बार कोडनुसार साठवता येतात.

2. ठराविक पॅरामीटर मोजल्यावर जर त्याचे माप योग्य मर्यादेत असेल, तर कार्यवस्तूवर लेझरद्वारा अथवा अन्य कोणत्याही मार्किंग मशिनद्वारा ‘परीक्षणादरम्यान तपासले आणि स्वीकृत केले’ असे दर्शविणारे चिन्हांकन करता येते. इंटरलिंकिंगद्वारा फक्त ‘ओके’ यंत्रभागावरच चिन्हांकन होते.

3. या यंत्रणा लीकेज तपासणी किंवा तत्सम डिजिटल मोजमापन उपकरणाला जोडल्या जाऊ शकतात, ज्यामुळे योग्य प्रकारे यंत्रभागांचा माग ठेवणे शक्य होते.

4. त्यानंतर आपण यंत्रभागाच्या सर्व चाचण्यांचे परिणाम तपासून जर ते योग्य असेल तरच त्यांना अंतिम वेष्टन (पॅक) करू शकतो. एकदा आपल्याकडे डाटा असला की, त्याचा विविध प्रकारे वापर करून आपण आपली उत्पादन व्यवस्था अधिकाधिक निर्दोष करू शकतो.

आधुनिक कारखान्यामध्ये अनेक प्रकारची कामे, प्रक्रिया यांचा समावेश असतो. सर्व डाटा डिजिटाईज करणे हे त्यातले पहिले पाऊल आहे. त्यानंतर चालू कामाच्या प्रवाहाचे अवलोकन करून ठरविलेल्या वेळापत्रकानुसार ते चालत आहे ना, त्यात काही अडथळे येतील का, यांचा अंदाज लावण्यात मानवी व्यवस्थापनाला मदत करणे हे इंडस्ट्री 4.0 च्या अंमलबजावणीतील महत्त्वपूर्ण पावले असतील.

 

1. मोजमापनाच्या यंत्रणा आणि मशिन यांच्यात सांगड घातल्यामुळे उत्पादनातील फरक स्वीकारार्ह मर्यादेत ठेवण्यासाठी त्यांचे स्वायत्तपणे समायोजन केले जाते. सोप्या शब्दात सांगायचे तर व्यासासारखे एखादे माप 10 +/- 0.001 मिमी. हवे असेल, तर सतत मोजले जात असल्यामुळे ते जरा वाढले तर मशिनमध्ये हवा तो बदल (उदाहरणार्थ, टूल किंचित आत सरकविणे) यंत्रणेद्वारे चालू मशिनमध्येच आपोआप केला जाईल किंवा माप जरा कमी झाले तर त्याच्या विरुद्ध बदल केला जाईल. यामुळे मानवी चुका टाळल्या जाऊन उत्पादनक्षमता वाढेल आणि काही बाबतीत ऑपरेटरचा हस्तक्षेप पूर्णपणे टाळता येईल. यामुळे उत्पादनाची गुणवत्ता आणि प्रक्रियेमधील विेशासार्हता दोन्ही वाढतील. एकंदर उत्पादकता अधिकतम करण्यासाठी स्वयंचलित परीक्षण हा एक लवचिक आणि संलग्न असा अंतिम उपाय आहे.

 

2. वाढते स्वयंचलन आणि रोबोटिक्स यांच्यामुळे अंतर्गत मापन व्यवस्था आणि स्वयंचलित व्यवस्था यांचे एकत्रीकरण करता येईल. त्यामुळे उत्पादनाचा आवर्तन काळ कमी होईल आणि त्याचा शॉप फ्लोअरच्या कार्यक्षमतेवर थेट प्रभाव पडेल.

3. रिअल टाईममध्ये प्रक्रियांचे सतत नियंत्रण करण्याची क्षमता आणि त्यांचे विश्‍लेषण यांची सांगड घातल्यामुळे उत्पादकतेमध्ये वाढ, उच्च दर्जाची अचूकता आणि विचलनाचे प्रमाण अतिशय कमी ठेवणे शक्य होते.

 

4. या शॉप फ्लोअर व्यवस्थेच्या एका अधिक प्रगत स्तरावर त्यांची सांगड कार्यालयात बसणार्‍या संबंधित पदाधिकार्‍यांच्या संगणकामधील विशिष्ट ईआरपी व्यवस्थेबरोबर घालणे शक्य आहे. तसे केल्याने नियोजन आणि प्रत्यक्ष उत्पादनात अधिक सुसंवाद साधणे शक्य होईल.

 

वरील गरजा पूर्ण करण्यासाठी मापनशास्त्र/गेजिंग क्षेत्र मोठी भूमिका बजावू शकते. उद्याची आव्हाने पेलू शकतील अशी उत्पादने विकसित करण्याचे काम या क्षेत्रातील पुष्कळ विदेशी आणि काही स्थानिक अग्रगण्य उत्पादकांनी सुरू केले आहे. ते कसे प्रत्यक्षात येईल आणि त्याचे काय फायदे मिळतील त्याचा मागोवा घेणे मनोरंजक ठरेल.