چگونه هوش مصنوعی صنعت ریخته‌گری را متحول کرد؟
به سوی سود
فرآیند ریخته‌گری نه‌تنها به تولید انبوه و اقتصادی محصولات کمک می‌کند؛ بلکه با بهره‌گیری از تکنولوژی‌های نوین، بهبود کیفیت و دقت در تولید نهایی را نیز امکان‌پذیر می‌کند. در حال حاضر، تکنولوژی‌های پیشرفته ریخته‌گری تنها به تجهیزات ذوب و قالب‌گیری محدود نمی‌شوند، بلکه از شبیه‌سازی‌های کامپیوتری تا ماشین‌آلات هوشمند، این صنعت را به یک سطح جدید از دقت و کارایی منتقل کرده‌اند. از طرفی تکنولوژی تحلیل داده‌ها موجب ایجاد تحولی شگرف در حیطه دیجیتالی‌شدن در دنیای امروز شده و از هوشمندسازی به عنوان انقلاب صنعتی چهارم نام برده می‌شود. ارتقای بهره‌وری در ساختارهای برنامه‌ریزی، بهره‌برداری و تولید در گرو شناخت دقیق داده‌ها و تسلط بر جریان داده است. ترکیب این صنعت با این علم همان اتفاقی است که موجب جهش مورد انتظار خواهد شد.
پایگاه خبری و تحلیلی فلزات آنلاین یادآور می‌شود که فناوری‌های نوین و جدید از جمله هوش مصنوعی و اینترنت اشیا، به مرور توانسته‌اند بر بخش‌های مختلف به‌ویژه صنعت و معدن اثرگذار واقع شده و با توجه به سرعت بالای توسعه و پیشرفت دانش و تکنولوژی، روزبه‌روز بر نقش آنها افزوده می‌شود. صنعت فولاد نیز به عنوان یکی از صنایع پراهمیت و استراتژیک از این قاعده مستثنی نبوده و آثار تکنولوژی‌های روز دنیا برای تولید محصولات جدید و ارزش‌افزا به خوبی در آن دیده می‌شود. استفاده از هوش مصنوعی در صنعت فولاد، می‌تواند به بهبود کیفیت، کارایی تولید و همچنین پایداری و توسعه این صنعت کمک کند. در حال حاضر توسعه و بهره‌برداری از این فناوری به دلیل تاثیر مثبتی که در بهبود عملکرد و افزایش بهره‌وری دارد، به یک امر حیاتی برای شرکت‌های فولادی تبدیل شده است و بر همین اساس ضرورت دارد این شرکت‌ها، همکاری با فعالان حوزه هوش مصنوعی را بیش از پیش در دستور کار خود قرار دهند. استفاده از هوش مصنوعی در صنعت فولاد می‌تواند به بهبود کیفیت و کارایی فرآیندهای تولید، بهینه‌سازی هزینه‌های تولید و مدیریت کارخانه‌های فولادی منجر شود. با استفاده از الگوریتم‌های یادگیری عمیق و شبکه‌های عصبی، می‌توان به پیش‌بینی دقیق ترک‌ها، ناهمواری‌ها و عیوب دیگر در محصولات فولادی پرداخت که این امر می‌تواند به بهبود کیفیت محصولات و کاهش هزینه‌های بازرسی بینجامد. همچنین با استفاده از الگوریتم‌های بهینه‌سازی و یادگیری تقویتی، می‌توان به بهبود کارایی فرآیندها و کاهش هزینه‌های تولید در صنعت فولادی دست پیدا کرد. هوش مصنوعی، بهبود عملکرد سیستم‌های کنترل و مانیتورینگ در کارخانه‌های فولادی را به همراه خواهد داشت؛ ضمن اینکه با استفاده از هوش مصنوعی می‌توان به بهبود مدیریت زنجیره تامین در صنعت فولاد و کاهش هزینه‌های مربوط به لجستیک و تامین مواد اولیه پرداخت. این مهم به بهبود مدیریت تعمیر و نگهداری دستگاه‌ها و تجهیزات در کارخانه‌های فولادی و کاهش هزینه‌های مربوط به تعمیر و نگهداری منجر خواهد شد.
یکی از حوزه‌هایی که با تاثیر عمیق تکنولوژی در آن مواجه شده‌ایم و به‌ویژه در بهبود عملکرد و کیفیت تولید تاثیرگذار بوده، حوزه ریخته‌گری است. در این مسیر، جدیدترین تکنولوژی‌های ریخته‌گری نقش بسیار مهمی در تحولات صنعتی ایفا می‌کنند و به تولیدکنندگان امکان می‌دهند تا با چالش‌ها و فرصت‌های روزمره صنعت مواجه شده و در مسیر پیشرفت و توسعه حرکت کنند. استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته در ریخته‌گری، از جمله چاپ سه‌بعدی فلزات، ریخته‌گری مستقیم با هوش مصنوعی، و ریخته‌گری هوشمند، به تولیدکنندگان امکان می‌دهد تا به‌سرعت و با دقت بالا، قطعات باکیفیت و با ویژگی‌های مطلوب را تولید کنند. از سوی دیگر، استفاده از آلیاژهای پیشرفته با ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی برتر، عملکرد قطعات را در شرایط دشوار بهبود می‌بخشد. به‌طور کلی جدیدترین تکنولوژی‌های ریخته‌گری نه‌تنها به تولیدکنندگان این امکان را می‌دهند که با نیازها و چالش‌های روزافزون صنعت مواجه شوند، بلکه به آنها این قدرت را می‌بخشد که به عنوان پیشروانی در حوزه تولیدات نوین، جایگاه خود را تقویت کرده و به سوی تولید پیوسته و کارآمد حرکت کنند. تجارتگرام در گزارشی مفصل به این سرفصل‌ها پرداخته است. در زیر به برخی از آنها اشاره می‌کنیم.
به‌طور مثال با پیشرفت روزافزون در فناوری چاپ سه‌بعدی، اکنون امکان چاپ مستقیم فلزات، از جمله آلومینیوم و تیتانیوم، وجود دارد. این فناوری نه‌تنها زمان تولید را کاهش می‌دهد؛ بلکه همچنین کیفیت و دقت محصولات را افزایش می‌بخشد. ریخته‌گری مستقیم با استفاده از چاپگرهای سه‌بعدی یکی از نوآوری‌های برجسته در حوزه تولید قطعات فلزی، به‌ویژه در صنعت جواهرات است. این روش کارآمد و سریع راهی جدید برای تولید قطعات با پیچیدگی‌های هندسی بالا و کیفیت بالا فراهم می‌کند. در ادامه به برخی از مزایا و کاربردهای ریخته‌گری مستقیم با چاپگرهای سه‌بعدی در صنعت پرداخته می‌شود. از سوی دیگر سهولت در طراحی و تغییر طرح هم با هوش مصنوعی ممکن شده است. استفاده از چاپگرهای سه‌بعدی به طراحان این امکان را می‌دهد تا طرح‌های خود را با سهولت بالا ایجاد کرده و تغییر دهند. این امر به‌ویژه در صنعت جواهرات که طراحی دقیق و زیبایی در آن مهم است، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. کاهش زمان تولید دیگر دستاورد قابل توجه است. در روش سنتی ریخته‌گری، تهیه قالب زمان‌بر است. اما در ریخته‌گری مستقیم با چاپگرهای سه‌بعدی، طراحی به‌صورت لایه‌به‌لایه انجام شده و زمان تولید به‌شدت کاهش می‌یابد. این امر به تولیدکنندگان این امکان را می‌دهد تا سریع‌تر به بازار و به تغییرات سریع در تقاضا پاسخ دهند. همچنین در ریخته‌گری سنتی، تولید قالب و اجرای فرآیند نیازمند مصرف مواد بسیاری است. این مصرف مواد، ضایعات بیشتر در پی دارد. در حالی که در ریخته‌گری مستقیم، مواد تنها برای ساخت قطعه مصرف می‌شوند و ضایعات به حداقل می‌رسد. انعطاف‌پذیری بالا نیز مولفه مهم دیگری است که خیلی مورد تاکید قرار گرفته است. از آنجا که چاپگرهای سه‌بعدی به طراحان این امکان را می‌دهند که به‌سرعت طرح‌های خود را تغییر دهند، تولیدکنندگان می‌توانند با سرعت به نیازهای بازار پاسخ دهند و به‌راحتی با تغییرات در طراحی‌ها پیش بروند.
فراموش نکنیم که روش ریخته‌گری مستقیم با چاپگرهای سه‌بعدی امکان دقت بسیار بالا در تولید قطعات را فراهم می‌کند. این روش با تولید قطعات با سطوح صاف و جزئیات دقیق اجازه می‌دهد که در صنعت جواهرات که دقت و زیبایی از اهمیت بسیاری برخوردارند، بسیار موثر باشد. استفاده از چاپگرهای سه‌بعدی در ریخته‌گری مستقیم به واحدهای تولید این امکان را می‌دهد تا با سرعت و بهره‌وری بیشتر قطعات با کیفیت عالی تولید کنند و به رقابت در بازار بپردازند.
در این میان نیز می‌توان از تکنولوژی استفاده از آلیاژهای پیشرفته هم یاد کرد. آلیاژهای جدید با ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی برتر، امکان تولید قطعاتی با مقاومت و سبکی بیشتر را فراهم می‌کنند. این آلیاژها عملکرد قطعات در شرایط دشوارتر، مانند دماهای بالا یا فشارهای زیاد را بهبود می‌بخشند. استفاده از آلیاژهای پیشرفته در فرآیند ریخته‌گری و تولید قطعات صنعتی، یکی از اصلی‌ترین عوامل بهبود عملکرد و کیفیت محصولات شناخته شده است. آلیاژهای پیشرفته با ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی منحصربه‌فرد، مزایای زیادی را به تولیدکنندگان ارائه می‌دهند. مقاومت بالا در برابر دماهای بالا، مقاومت در برابر فشار و ضربه، سبکی و استحکام، مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون و قابلیت پردازش آسان از جمله مزایای این مورد است.
آلیاژهای پیشرفته معمولاً دارای مقاومت بالا در برابر دماهای بالا هستند. این ویژگی به تولیدکنندگان این امکان را می‌دهد که در فرآیندهایی که نیاز به مقاومت در برابر حرارت زیاد دارند، از این آلیاژها استفاده کنند. از سوی دیگر آلیاژهای پیشرفته معمولاً دارای مقاومت بالا در برابر فشار و ضربه هستند. این ویژگی مهم به تولید قطعاتی که در شرایط فشار زیاد یا ضربه قرار می‌گیرند، خاصیت دوچندانی می‌بخشد. همچنین باید گفت بسیاری از آلیاژهای پیشرفته دارای نسبت استحکام به وزن بسیار بالا هستند. این به تولیدکنندگان این امکان را می‌دهد تا قطعاتی با وزن سبک، اما با استحکام بالا تولید کنند. این ویژگی به‌خصوص در صنایعی مانند هوا-فضا و خودرو‌سازی حائز اهمیت است. آلیاژهای پیشرفته معمولاً دارای مقاومت بالا به خوردگی و اکسیداسیون هستند. این ویژگی مهم به تولید قطعاتی که در معرض محیط‌های خورنده یا اکسیدانی قرار می‌گیرند، اهمیت می‌دهد. برخی از آلیاژهای پیشرفته، به‌خوبی قابلیت پردازش و فرآوری دارند. این موضوع از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است؛ زیرا فرآیندهای تولید نیاز به قابلیت پذیرش و پردازش آسان آلیاژها دارند. استفاده از آلیاژهای پیشرفته در ریخته‌گری، عملکرد صنعتی، کیفیت و مقاومت محصولات را بهبود می‌بخشد و تولیدکنندگان می‌توانند با چالش‌های مختلف صنعتی مواجه شوند و بازار رقابتی را بهتر اداره کنند.
بیایید کمی در مورد تکنولوژی ریخته‌گری هوشمند صحبت کنیم. ریخته‌گری هوشمند به واحدهای تولیدی امکان می‌دهد به‌صورت دقیق‌تر و بهینه‌تر از منابع خود استفاده کنند. این رویکرد به بهبود عملکرد ماشین‌ها و کاهش ضایعات کمک می‌کند. ریخته‌گری هوشمند، رویکردی نوین در حوزه تولید و ریخته‌گری است که با بهره‌گیری از تکنولوژی‌های هوش مصنوعی (AI) و اینترنت اشیا (IoT) به واحدهای تولیدی این امکان را می‌دهد تا دقیق‌تر و بهینه‌تر از منابع خود بهره ببرند. تکنولوژی هوش مصنوعی به واحدهای تولیدی این امکان را می‌دهد که بر فرآیندها و عملکرد ماشین‌آلات به‌صورت هوشمند نظارت کنند. این پایش دقیق به مدیران امکان می‌دهد به‌سرعت به هرگونه ناهنجاری یا مشکل در فرآیند واکنش نشان دهند. حسگرها و دستگاه‌های اینترنت اشیا می‌توانند داده‌های بسیار زیادی را جمع‌آوری کرده و به‌سرعت آنها را تحلیل کنند. این تحلیل داده‌ها به بهبود فرآیندها، پیش‌بینی نیازها و بهینه‌سازی تصمیم‌گیری‌ها کمک می‌کند. با بهره‌گیری از تکنولوژی هوش مصنوعی، ماشین‌آلات می‌توانند به‌صورت خودکار تنظیمات خود را تغییر دهند و با تغییرات در فرآیند یا نیازهای تولیدی به‌سرعت سازگار شوند. با دقت بالاتر در پیش‌بینی نیازها و بهینه‌سازی فرآیندها، ریخته‌گری هوشمند به کاهش ضایعات منابع می‌انجامد. این به معنای مصرف بهینه‌تر انرژی، مواد و زمان است.
اینترنت اشیا به ماشین‌آلات این امکان را می‌دهد تا به یکدیگر اطلاعات بدهند و با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. این ارتباطات هوشمند به بهبود هماهنگی بین ماشین‌آلات و بهبود کلان‌ترین فرآیندها کمک می‌کند. به کمک این تکنولوژی ریخته‌گری می‌تواند بهبودیافته‌تر و پراکنده‌تر باشد و قابلیت انعطاف بیشتری در مدیریت فرآیندها و تجهیزات داشته باشد. این رویکرد نه‌تنها به بهبود عملکرد صنعتی ماشین‌آلات، بلکه به حفظ محیط زیست و کاهش مصرف منابع کمک می‌کند.
نمی‌شود از هوش مصنوعی سخن گفت اما چشم بر تکنولوژی روباتیک بست؛ چراکه روبات‌ها و سیستم‌های اتوماسیون در فرآیند ریخته‌گری، عملکرد و دقت را افزایش می‌دهند. این تکنولوژی‌ها به تکرارپذیری بالا و کاهش خطاهای انسانی کمک می‌کنند. استفاده از روباتیک در فرآیند ریخته‌گری یک نوآوری مهم در صنعت تولید است و به بهبود عملکرد، دقت و بهره‌وری فرآیند کمک می‌کند. روبات‌ها به‌طور دقیق و تکرارپذیری بالا فرآیندها را انجام می‌دهند. این به تولیدکنندگان این امکان را می‌دهد که قطعات با کیفیت یکسانی را به‌صورت مداوم تولید کنند. حضور روبات‌ها در فرآیند ریخته‌گری به کاهش خطاهای انسانی کمک می‌کند. روبات‌ها دقت بالایی دارند و تحت تاثیر عوامل خستگی و تنبلی قرار نمی‌گیرند که این می‌تواند به بهبود کیفیت قطعات تولیدی منجر شود. کاهش زمان تولید دیگر نکته مهمی است که نباید از آن چشم پوشید. روبات‌ها به دلیل سرعت و کارایی بالا، زمان تولید را به‌شدت کاهش می‌دهند. حضور روبات‌ها در فرآیند ریخته‌گری به بهره‌وری بیشتر منجر می‌شود.
این اتوماسیون باعث بهبود ترتیب و تنظیم فرآیندها می‌شود که در نهایت به افزایش بهره‌وری تولید می‌انجامد. روبات‌ها با قابلیت برنامه‌ریزی و انعطاف‌پذیری بالا به تولیدکنندگان این امکان را می‌دهند که آنها را به‌سرعت با نیازهای جدید بازار و تغییرات در طراحی قطعات سازگار کنند. روبات‌ها می‌توانند در شرایط خطرناک یا محیط‌هایی که برای انسان‌ها خطرناک است، به کار گرفته شوند. این امر باعث افزایش ایمنی در محیط کار می‌شود. استفاده از روباتیک در فرآیند ریخته‌گری به تحقق اتوماسیون تولید و کاهش نیاز به نیروی انسانی منجر می‌شود که در نهایت باعث کاهش هزینه‌های تولید می‌شود. استفاده از روباتیک در فرآیند ریخته‌گری به تولیدکنندگان این امکان را می‌دهد که با استفاده از تکنولوژی پیشرفته، به‌سرعت و با کیفیت بالا، قطعات مورد نیاز را تولید کنند. این رویکرد به بهبود کارایی و توسعه صنعتی کمک زیادی می‌کند.
