Inżynieria produkcji - Manufacturing engineering

Inżynieria produkcji to gałąź profesjonalnej inżynierii, która dzieli wiele wspólnych koncepcji i pomysłów z innymi dziedzinami inżynierii, takimi jak inżynieria mechaniczna, chemiczna, elektryczna i przemysłowa. Inżynieria wytwarzania wymaga umiejętności planowania praktyk produkcyjnych; badania i rozwój narzędzi, procesów, maszyn i urządzeń; oraz zintegrować urządzenia i systemy do wytwarzania produktów wysokiej jakości przy optymalnych nakładach kapitałowych.

Głównym celem inżyniera produkcji lub produkcji jest przekształcenie surowca w zaktualizowany lub nowy produkt w najbardziej efektywny, wydajny i ekonomiczny sposób.

Przegląd

Inżynieria produkcji opiera się na podstawowych umiejętnościach inżynierii przemysłowej i inżynierii mechanicznej , dodając ważne elementy z mechatroniki, handlu, ekonomii i zarządzania przedsiębiorstwem. Dziedzina ta zajmuje się również integracją różnych urządzeń i systemów do wytwarzania produktów wysokiej jakości (przy optymalnych nakładach) poprzez zastosowanie zasad fizyki i wyników badań systemów wytwarzania, takich jak:

Inżynierowie produkcji opracowują i tworzą fizyczne artefakty, procesy produkcyjne i technologię. Jest to bardzo szeroki obszar obejmujący projektowanie i rozwój produktów. Inżynieria wytwarzania jest uważana za poddyscyplinę inżynierii przemysłowej / inżynierii systemów i bardzo silnie pokrywa się z inżynierią mechaniczną . Sukces lub porażka inżynierów produkcyjnych bezpośrednio wpływa na postęp technologii i rozprzestrzenianie się innowacji. Ta dziedzina inżynierii wytwarzania wyłoniła się z dyscypliny narzędzi i matryc na początku XX wieku. Rozwinęła się znacznie od lat 60. XX wieku, kiedy kraje uprzemysłowione wprowadziły fabryki z:

1. Obrabiarki sterowane numerycznie i zautomatyzowane systemy produkcji.

2. Zaawansowane statystyczne metody kontroli jakości : Te fabryki były pionierami amerykańskiego inżyniera elektryka Williama Edwardsa Deminga , który początkowo był ignorowany przez jego ojczyznę. Te same metody kontroli jakości sprawiły, że później japońskie fabryki stały się światowymi liderami pod względem opłacalności i jakości produkcji.

3. Roboty przemysłowe na hali produkcyjnej, wprowadzone pod koniec lat 70.: Te sterowane komputerowo ramiona spawalnicze i chwytaki mogą wykonywać proste zadania, takie jak szybkie i bezbłędne mocowanie drzwi samochodu przez 24 godziny na dobę. To obniżyło koszty i poprawiło szybkość produkcji.

Historia

Historia inżynierii produkcji sięga fabryk w połowie XIX wieku w USA i XVIII wieku w Wielkiej Brytanii. Chociaż duże zakłady produkcji domowej i warsztaty powstały w Chinach, starożytnym Rzymie i na Bliskim Wschodzie, Arsenał w Wenecji jest jednym z pierwszych przykładów fabryki we współczesnym znaczeniu tego słowa. Założona w 1104 roku w Republice Weneckiej na kilkaset lat przed rewolucją przemysłową , ta fabryka masowo produkowała statki na liniach montażowych przy użyciu wyprodukowanych części. Arsenał w Wenecji podobno każdego dnia produkował prawie jeden statek i zatrudniał 16 000 osób.

Wielu historyków uważa Soho Manufactory Matthew Boultona (założonego w 1761 roku w Birmingham) jako pierwszą nowoczesną fabrykę. Podobne twierdzenia można poczynić w przypadku jedwabiu Johna Lombego w Derby (1721) lub Cromford Mill (1771) Richarda Arkwrighta. Cromford Mill został specjalnie zbudowany, aby pomieścić sprzęt, który posiadał i przeprowadzić materiał przez różne procesy produkcyjne.

Jeden historyk, Jack Weatherford , twierdzi, że pierwsza fabryka znajdowała się w Potosí . Fabryka w Potosi skorzystała z obfitego srebra wydobywanego w pobliżu i przetworzyła srebrne sztabki na monety.

Kolonie brytyjskie w XIX wieku budowały fabryki po prostu jako budynki, w których gromadziła się duża liczba robotników, by wykonywać pracę ręczną, zwykle przy produkcji tekstyliów. Okazało się to bardziej efektywne w administrowaniu i dystrybucji materiałów do poszczególnych pracowników niż wcześniejsze metody produkcji, takie jak chałupnictwo czy system wygaszania.

Fabryki bawełny wykorzystywały wynalazki, takie jak silnik parowy i krosna mechaniczne, do pionierskich fabryk przemysłowych XIX wieku, w których precyzyjne obrabiarki i wymienne części pozwalały na większą wydajność i mniej odpadów. Doświadczenie to stało się podstawą późniejszych studiów inżynierii wytwarzania. W latach 1820-1850 niezmechanizowane fabryki wyparły tradycyjne warsztaty rzemieślnicze jako dominującą formę zakładu produkcyjnego.

Henry Ford zrewolucjonizował koncepcję fabryki, a tym samym inżynierię produkcji na początku XX wieku dzięki innowacjom masowej produkcji. Wysoko wyspecjalizowani robotnicy umieszczeni wzdłuż szeregu ruchomych ramp stworzyliby produkt, taki jak (w przypadku Forda) samochód. Ta koncepcja radykalnie obniżyła koszty produkcji praktycznie wszystkich wytwarzanych towarów i doprowadziła do epoki konsumpcjonizmu.

Nowoczesne rozwiązania

Nowoczesne studia inżynierii produkcji obejmują wszystkie procesy pośrednie wymagane do produkcji i integracji komponentów produktu.

Niektóre branże, takie jak producenci półprzewodników i stali, używają w tych procesach terminu „wytwarzanie”.

Automatyzacja jest wykorzystywana w różnych procesach produkcyjnych, takich jak obróbka skrawaniem i spawanie. Produkcja zautomatyzowana odnosi się do zastosowania automatyzacji do produkcji towarów w fabryce. Główne zalety zautomatyzowanej produkcji dla procesu produkcyjnego są realizowane przy skutecznym wdrożeniu automatyzacji i obejmują: wyższą spójność i jakość, skrócenie czasu realizacji, uproszczenie produkcji, zmniejszoną obsługę, lepszy przepływ pracy i lepsze morale pracowników.

Robotyka to zastosowanie mechatroniki i automatyzacji do tworzenia robotów, które są często wykorzystywane w produkcji do wykonywania zadań, które są niebezpieczne, nieprzyjemne lub powtarzalne. Roboty te mogą mieć dowolny kształt i rozmiar, ale wszystkie są wstępnie zaprogramowane i fizycznie oddziałują ze światem. Aby stworzyć robota, inżynier zazwyczaj wykorzystuje kinematykę (do określenia zakresu ruchu robota) i mechanikę (do określenia naprężeń w robocie). Roboty są szeroko stosowane w inżynierii produkcyjnej.

Roboty pozwalają firmom zaoszczędzić pieniądze na pracy, wykonywać zadania, które są zbyt niebezpieczne lub zbyt precyzyjne, aby ludzie mogli je wykonać ekonomicznie, oraz zapewnić lepszą jakość. Wiele firm korzysta z linii montażowych robotów, a niektóre fabryki są tak zrobotyzowane, że mogą działać samodzielnie. Poza fabryką roboty były wykorzystywane do usuwania bomb, eksploracji kosmosu i wielu innych dziedzinach. Sprzedawane są również roboty do różnych zastosowań mieszkaniowych.

Edukacja

Inżynierowie Produkcji

Inżynierowie Produkcji koncentrują się na projektowaniu, rozwoju i eksploatacji zintegrowanych systemów produkcji w celu uzyskania wysokiej jakości i konkurencyjnych ekonomicznie produktów. Systemy te mogą obejmować sprzęt do transportu materiałów, obrabiarki, roboty, a nawet komputery lub sieci komputerów.

Programy certyfikacji

Inżynierowie produkcji posiadają stopień naukowy inżyniera lub licencjata ze specjalizacją w inżynierii produkcji. Czas trwania studiów dla takiego stopnia wynosi zwykle od dwóch do pięciu lat, po których następuje kolejne pięć lat praktyki zawodowej, aby uzyskać kwalifikacje jako inżynier zawodowy. Praca jako technolog inżynierii produkcji obejmuje ścieżkę kwalifikacji bardziej zorientowaną na zastosowania.

Stopnie naukowe dla inżynierów produkcji to zwykle Associate lub Bachelor of Engineering, [BE] lub [BEng] oraz Associate lub Bachelor of Science, [BS] lub [BSc]. Dla technologów produkcji wymagane stopnie naukowe to Associate lub Bachelor of Technology [B.TECH] lub Associate lub Bachelor of Applied Science [BASc] in Manufacturing, w zależności od uczelni. Stopnie magisterskie w zakresie inżynierii produkcji obejmują Master of Engineering [ME] lub [MEng] in Manufacturing, Master of Science [msc] in Manufacturing Management, Master of Science [M.Sc] in Industrial and Production Management oraz Master of Science [Mgr inż. mgr inż. oraz magister inżynier [ME] in Design, która jest subdyscypliną wytwarzania. W zależności od uczelni dostępne są również kursy doktoranckie [PhD] lub [DEng] w zakresie produkcji.

Program studiów licencjackich obejmuje na ogół kursy z fizyki, matematyki, informatyki, zarządzania projektami oraz określonych tematów z zakresu inżynierii mechanicznej i produkcji. Początkowo takie tematy obejmują większość, jeśli nie wszystkie, subdyscypliny inżynierii wytwarzania. Studenci następnie wybierają specjalizację w jednej lub kilku poddyscyplinach pod koniec pracy dyplomowej.

Konspekt

Podstawowy program studiów licencjackich w zakresie inżynierii produkcji lub inżynierii produkcji obejmuje niżej wymieniony program nauczania. Ten program nauczania jest ściśle związany z inżynierią przemysłową i inżynierią mechaniczną, ale różni się tym, że kładzie większy nacisk na naukę o produkcji lub naukę o produkcji. Obejmuje następujące obszary:

• Matematyka (Rachunek różniczkowy, równania różniczkowe, statystyka i algebra liniowa)
• Mechanika (Statyka i Dynamika)
• Solidna mechanika
• Mechanika płynów
• Inżynieria materiałowa
• Wytrzymałość materiałów
• Dynamika płynów
• Hydraulika
• Pneumatyka
• HVAC (ogrzewanie, wentylacja i klimatyzacja)
• Transfer ciepła
• Zastosowana termodynamika
• Konwersja energii
• Oprzyrządowanie i pomiary
• Rysunek techniczny (rysunek) i projekt techniczny
• Grafika inżynierska
• Projekt mechanizmu, w tym kinematyka i dynamika
• Proces produkcji
• Mechatronika
• Analiza obwodu
• Odchudzona produkcja
• Automatyzacja
• Inżynieria odwrotna
• Kontrola jakości
• CAD (projektowanie wspomagane komputerowo, które obejmuje modelowanie brył) i CAM (wytwarzanie wspomagane komputerowo)

Dyplom z inżynierii produkcji zazwyczaj różni się od inżynierii mechanicznej tylko w kilku specjalistycznych klasach. Stopnie inżynierii mechanicznej koncentrują się bardziej na procesie projektowania produktu i na złożonych produktach, które wymagają większej wiedzy matematycznej.

Certyfikacja inżynierii produkcji

Certyfikacja i licencja:

W niektórych krajach „profesjonalny inżynier” to termin oznaczający zarejestrowanych lub licencjonowanych inżynierów, którzy mogą oferować swoje profesjonalne usługi bezpośrednio społeczeństwu. Professional Engineer , w skrócie (PE - USA) lub (PEng - Kanada), to oznaczenie licencjonowania w Ameryce Północnej. Aby zakwalifikować się do tej licencji, kandydat musi mieć tytuł licencjata na uznanym przez ABET uniwersytetu w USA, zdany wynik na egzaminie państwowym oraz czteroletnie doświadczenie zawodowe, zwykle zdobywane w ramach zorganizowanego stażu. W USA nowi absolwenci mają możliwość podzielenia tego procesu licencjonowania na dwa segmenty. Egzamin z podstaw inżynierii (FE) jest często zdawany bezpośrednio po ukończeniu studiów, a egzamin z zasad i praktyki inżynierskiej jest zdawany po czterech latach pracy w wybranej dziedzinie inżynierskiej.

Certyfikat Stowarzyszenia Inżynierów Produkcji (SME) (USA):

MSP zarządza kwalifikacjami specjalnie dla przemysłu wytwórczego. Nie są to kwalifikacje na poziomie stopnia naukowego i nie są uznawane na poziomie zawodowym inżyniera. Poniższa dyskusja dotyczy kwalifikacji wyłącznie w USA. Kwalifikujący się kandydaci do uzyskania Certyfikatu Certyfikowanego Technologa Produkcji (CMfgT) muszą zdać trzygodzinny, składający się ze 130 pytań egzamin wielokrotnego wyboru. Egzamin obejmuje matematykę, procesy produkcyjne, zarządzanie produkcją, automatyzację i przedmioty pokrewne. Dodatkowo kandydat musi mieć co najmniej cztery lata połączonego wykształcenia i doświadczenia zawodowego związanego z produkcją.

Certified Manufacturing Engineer (CMfgE) jest kwalifikacją inżynierską zarządzaną przez Society of Manufacturing Engineers, Dearborn, Michigan, USA. Kandydaci kwalifikujący się do uzyskania poświadczenia Certyfikowanego Inżyniera Produkcji muszą zdać czterogodzinny, 180 pytań egzamin wielokrotnego wyboru, który obejmuje bardziej szczegółowe tematy niż egzamin CMfgT. Kandydaci CMfgE muszą również mieć 8 lat połączonego doświadczenia zawodowego w zakresie edukacji i produkcji, przy czym co najmniej 4 lata doświadczenia zawodowego.

Certyfikowany Kierownik Inżynierii (CEM). Certyfikat Certified Engineering Manager jest również przeznaczony dla inżynierów z ośmioletnim łącznym wykształceniem i doświadczeniem produkcyjnym. Test trwa cztery godziny i zawiera 160 pytań wielokrotnego wyboru. Egzamin certyfikacyjny CEM obejmuje procesy biznesowe, pracę zespołową, odpowiedzialność i inne kategorie związane z zarządzaniem.

Nowoczesne narzędzia

Wiele firm produkcyjnych, zwłaszcza w krajach uprzemysłowionych, zaczęło włączać programy inżynierii wspomaganej komputerowo (CAE) do istniejących procesów projektowania i analizy, w tym do komputerowego wspomagania projektowania 2D i 3D . Ta metoda ma wiele zalet, w tym łatwiejszą i bardziej wyczerpującą wizualizację produktów, możliwość tworzenia wirtualnych złożeń części oraz łatwość użycia w projektowaniu współpracujących interfejsów i tolerancji.

Inne programy CAE powszechnie używane przez producentów produktów obejmują narzędzia do zarządzania cyklem życia produktu (PLM) i narzędzia analityczne używane do wykonywania złożonych symulacji. Narzędzia analityczne mogą być wykorzystywane do przewidywania reakcji produktu na oczekiwane obciążenia, w tym trwałość zmęczeniową i możliwości produkcyjne. Narzędzia te obejmują analizę elementów skończonych (FEA), obliczeniową dynamikę płynów (CFD) oraz komputerowe wspomaganie wytwarzania (CAM).

Korzystając z programów CAE, zespół projektantów mechanicznych może szybko i niedrogo powtórzyć proces projektowania w celu opracowania produktu, który lepiej spełnia ograniczenia dotyczące kosztów, wydajności i innych. Nie trzeba tworzyć żadnego fizycznego prototypu, dopóki projekt nie będzie prawie ukończony, co pozwala na ocenę setek lub tysięcy projektów zamiast stosunkowo niewielu. Ponadto programy analityczne CAE mogą modelować skomplikowane zjawiska fizyczne, których nie można rozwiązać ręcznie, takie jak lepkosprężystość , złożony kontakt między współpracującymi częściami lub przepływy nienewtonowskie.

Podobnie jak inżynieria produkcji jest powiązana z innymi dyscyplinami, takimi jak mechatronika, multidyscyplinarna optymalizacja projektu (MDO) jest również wykorzystywana z innymi programami CAE do automatyzacji i ulepszania iteracyjnego procesu projektowania. Narzędzia MDO otaczają istniejące procesy CAE, umożliwiając kontynuowanie oceny produktu nawet po powrocie analityka do domu. Wykorzystują również wyrafinowane algorytmy optymalizacji, aby inteligentniej badać możliwe projekty, często znajdując lepsze, innowacyjne rozwiązania trudnych, multidyscyplinarnych problemów projektowych.

Inżynieria produkcji na całym świecie

Inżynieria produkcji to niezwykle ważna dyscyplina na całym świecie. W różnych krajach występuje pod różnymi nazwami. W Stanach Zjednoczonych i kontynentalnej Unii Europejskiej jest powszechnie znana pod nazwą Industrial Engineering, a w Wielkiej Brytanii i Australii pod nazwą Manufacturing Engineering.

Poddyscypliny

Mechanika

Mechanika w najogólniejszym sensie to badanie sił i ich wpływu na materię. Zazwyczaj mechanika inżynierska służy do analizowania i przewidywania przyspieszenia i odkształcenia (zarówno sprężystego, jak i plastycznego) obiektów pod wpływem znanych sił (zwanych również obciążeniami) lub naprężeń. Poddyscypliny mechaniki obejmują:

• Statyka , badanie ciał nieruchomych pod znanymi obciążeniami
• Dynamika (lub kinetyka), badanie wpływu sił na poruszające się ciała
• Mechanika materiałów , badanie, jak różne materiały odkształcają się pod wpływem różnych rodzajów naprężeń
• Mechanika płynów , badanie reakcji płynów na siły
• Mechanika kontinuum , metoda stosowania mechaniki, która zakłada, że ​​obiekty są ciągłe (a nie dyskretne)

Jeśli projekt inżynieryjny miałby zaprojektować pojazd, statyka może zostać wykorzystana do zaprojektowania ramy pojazdu w celu oceny, gdzie naprężenia będą najbardziej intensywne. Dynamika może być wykorzystana podczas projektowania silnika samochodu do oceny sił w tłokach i krzywkach podczas cykli silnika. Do doboru odpowiednich materiałów do wykonania ramy i silnika można wykorzystać mechanikę materiałów. Mechanika płynów może być wykorzystana do zaprojektowania systemu wentylacji pojazdu lub do zaprojektowania układu dolotowego silnika.

Kinematyka

Kinematyka to badanie ruchu ciał (obiektów) i układów (grup obiektów), z pominięciem sił wywołujących ruch. Ruch żurawia i drgania tłoka w silniku to proste układy kinematyczne. Żuraw jest rodzajem otwartego łańcucha kinematycznego, podczas gdy tłok jest częścią zamkniętego czteroprętowego układu zawieszenia. Inżynierowie zazwyczaj wykorzystują kinematykę w projektowaniu i analizie mechanizmów. Kinematyka może być wykorzystana do znalezienia możliwego zakresu ruchu dla danego mechanizmu lub, działając w odwrotnej kolejności, może zostać wykorzystana do zaprojektowania mechanizmu, który ma pożądany zakres ruchu.

Redakcja

Szkicowanie lub rysunek techniczny to sposób, za pomocą którego producenci tworzą instrukcje dotyczące produkcji części. Rysunek techniczny może być modelem komputerowym lub odręcznym schematem przedstawiającym wszystkie wymiary niezbędne do wyprodukowania części, a także uwagi montażowe, listę wymaganych materiałów i inne istotne informacje. Amerykański inżynier lub wykwalifikowany pracownik, który tworzy rysunki techniczne, może być określany jako kreślarz lub kreślarz . Rysowanie było historycznie procesem dwuwymiarowym, ale programy do projektowania wspomaganego komputerowo (CAD) pozwalają teraz projektantowi tworzyć w trzech wymiarach.

Instrukcje dotyczące wytwarzania części muszą być wprowadzane do niezbędnych maszyn ręcznie, za pomocą zaprogramowanych instrukcji lub za pomocą komputerowego wspomagania wytwarzania (CAM) lub połączonego programu CAD/CAM. Opcjonalnie inżynier może również ręcznie wyprodukować część, korzystając z rysunków technicznych, ale wraz z pojawieniem się produkcji sterowanej komputerowo (CNC) staje się to coraz rzadsze. Inżynierowie wytwarzają części głównie ręcznie w obszarach nakładania powłok natryskowych, wykończeń i innych procesów, których nie można wykonać ekonomicznie lub praktycznie za pomocą maszyny.

Sporządzanie jest wykorzystywane w prawie każdej subdyscyplinie inżynierii mechanicznej i wytwórczej, a także w wielu innych gałęziach inżynierii i architektury. Modele trójwymiarowe tworzone za pomocą oprogramowania CAD są również powszechnie stosowane w analizie elementów skończonych (MES) i obliczeniowej dynamice płynów (CFD).

Obrabiarki i obróbka metali

Obrabiarki wykorzystują jakieś narzędzie, które wykonuje cięcie lub kształtowanie. Wszystkie obrabiarki posiadają pewne środki ograniczające obrabiany przedmiot i zapewniają kierowany ruch części maszyny. Produkcja metalowa to budowanie konstrukcji metalowych poprzez procesy cięcia, gięcia i montażu.

Zintegrowana produkcja komputerowa

Produkcja zintegrowana z komputerem (CIM) to podejście produkcyjne wykorzystujące komputery do sterowania całym procesem produkcyjnym. Zintegrowana komputerowo produkcja stosowana jest w przemyśle motoryzacyjnym, lotniczym, kosmicznym i stoczniowym.

Mechatronika

Mechatronika to dyscyplina inżynierska zajmująca się konwergencją systemów elektrycznych, mechanicznych i produkcyjnych. Takie połączone systemy są znane jako systemy elektromechaniczne i są szeroko rozpowszechnione. Przykłady obejmują zautomatyzowane systemy produkcyjne, systemy ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji oraz różne podsystemy samolotów i samochodów.

Termin „mechatronika” jest zwykle używany w odniesieniu do systemów makroskopowych, ale futuryści przewidzieli pojawienie się bardzo małych urządzeń elektromechanicznych. Już teraz takie małe urządzenia, znane jako systemy mikroelektromechaniczne (MEMS), są używane w samochodach do inicjowania poduszek powietrznych, w projektorach cyfrowych do tworzenia ostrzejszych obrazów oraz w drukarkach atramentowych do tworzenia dysz do druku w wysokiej rozdzielczości. Oczekuje się, że w przyszłości takie urządzenia będą wykorzystywane w niewielkich wszczepianych urządzeniach medycznych i poprawią komunikację optyczną.

Inżynieria tekstylna

Kursy inżynierii tekstylnej dotyczą zastosowania zasad naukowych i inżynierskich do projektowania i kontroli wszystkich aspektów procesów, produktów i maszyn związanych z włóknami, tekstyliami i odzieżą. Obejmują one materiały naturalne i wytworzone przez człowieka, interakcje materiałów z maszynami, bezpieczeństwo i zdrowie, oszczędność energii oraz kontrolę odpadów i zanieczyszczeń. Dodatkowo studenci zdobywają doświadczenie w projektowaniu i rozmieszczaniu zakładów, projektowaniu i doskonaleniu maszyn i procesów mokrych oraz projektowaniu i tworzeniu wyrobów tekstylnych. W ramach programu nauczania inżynierii włókienniczej studenci biorą udział w zajęciach z innych inżynierii i dyscyplin, w tym: inżynierii mechanicznej, chemicznej, materiałowej i przemysłowej.

Zaawansowane materiały kompozytowe

Zaawansowane materiały kompozytowe (inżynieria) (ACM) są również znane jako zaawansowane kompozyty z osnową polimerową. Są one ogólnie charakteryzowane lub określane przez niezwykle wytrzymałe włókna o niezwykle wysokiej sztywności lub module sprężystości w porównaniu z innymi materiałami, połączone ze sobą słabszymi matrycami. Zaawansowane materiały kompozytowe mają szerokie, sprawdzone zastosowania w sektorach lotnictwa, lotnictwa i sprzętu sportowego. Dokładniej mówiąc, ACM są bardzo atrakcyjne dla części konstrukcyjnych samolotów i kosmonautyki. Produkcja ACM to wielomiliardowy przemysł na całym świecie. Produkty kompozytowe obejmują deskorolki i elementy promu kosmicznego. Przemysł można ogólnie podzielić na dwa podstawowe segmenty, kompozyty przemysłowe i kompozyty zaawansowane.

Zatrudnienie

Inżynieria produkcji to tylko jeden z aspektów przemysłu maszynowego. Inżynierowie produkcji lubią ulepszać proces produkcyjny od początku do końca. Mają możliwość pamiętania o całym procesie produkcyjnym, ponieważ skupiają się na określonej części procesu. Studenci odnoszący sukcesy na studiach inżynierskich w zakresie produkcji są inspirowani ideą, aby zacząć od zasobu naturalnego, takiego jak blok drewna, a skończywszy na użytecznym, wartościowym produkcie, takim jak biurko, wyprodukowanym wydajnie i ekonomicznie.

Inżynierowie produkcji są ściśle związani z inżynierią i projektowaniem przemysłowym. Przykładami dużych firm zatrudniających inżynierów produkcji w Stanach Zjednoczonych są General Motors Corporation, Ford Motor Company, Chrysler, Boeing , Gates Corporation i Pfizer. Przykładami w Europie są Airbus , Daimler, BMW , Fiat, Navistar International i Michelin Tyre.

Branże, w których zazwyczaj zatrudniani są inżynierowie produkcji, obejmują:

• Przemysł lotniczy
• Przemysł samochodowy
• Przemysł chemiczny
• Przemysł komputerowy
• Zarządzanie inżynieryjne
• Przemysł spożywczy
• Przemysł odzieżowy
• Inżynieria przemysłowa
• Inżynieria zarządzania
• Inżynieria mechaniczna
• Przemysł farmaceutyczny
• Inżynieria procesowa
• Przemysł celulozowo-papierniczy
• Inżynieria systemowa
• Przemysł zabawkowy

Granice badań

Elastyczne systemy produkcyjne

Elastyczny system produkcyjny (FMS) jest system produkcyjny, w którym znajduje się pewna ilość elastyczności pozwala systemowi reagować na zmiany, nawet przewidzieć lub nieprzewidzianych. Ogólnie uważa się, że ta elastyczność należy do dwóch kategorii, z których obie mają liczne podkategorie. Pierwsza kategoria, elastyczność maszyny, obejmuje możliwość zmiany systemu w celu wytworzenia nowych typów produktów oraz możliwość zmiany kolejności operacji wykonywanych na części. Druga kategoria, zwana elastycznością trasowania, obejmuje możliwość korzystania z wielu maszyn do wykonywania tej samej operacji na części, a także zdolność systemu do absorbowania dużych zmian, takich jak wielkość, pojemność lub możliwości.

Większość systemów FMS składa się z trzech głównych systemów. Maszyny robocze, które często są zautomatyzowanymi maszynami CNC, są połączone systemem obsługi materiałów w celu optymalizacji przepływu części oraz z centralnym komputerem sterującym, który steruje ruchami materiału i przepływem maszyny. Głównymi zaletami FMS jest duża elastyczność w zarządzaniu zasobami produkcyjnymi, takimi jak czas i wysiłek w celu wytworzenia nowego produktu. Najlepsze zastosowanie FMS znajduje się w produkcji małych zestawów produktów z produkcji masowej.

Zintegrowana produkcja komputerowa

Komputerowo zintegrowane wytwarzanie (CIM) w inżynierii to metoda wytwarzania, w której cały proces produkcyjny jest sterowany komputerowo. Tradycyjnie odseparowane metody procesowe są łączone za pomocą komputera przez CIM. Ta integracja pozwala procesom na wymianę informacji i inicjowanie działań. Dzięki tej integracji produkcja może być szybsza i mniej podatna na błędy, chociaż główną zaletą jest możliwość tworzenia zautomatyzowanych procesów produkcyjnych. Zazwyczaj CIM opiera się na procesach sterowania w pętli zamkniętej, opartych na danych wejściowych z czujników w czasie rzeczywistym. Jest również znany jako elastyczny projekt i produkcja.

Zgrzewanie tarciowe z mieszaniem

Zgrzewanie tarciowe z przemieszaniem zostało odkryte w 1991 roku przez Instytut Spawalnictwa (TWI). Ta innowacyjna technika spawania w stanie ustalonym (bez stapiania) łączy materiały wcześniej niespawalne, w tym kilka stopów aluminium . Może odegrać ważną rolę w przyszłej konstrukcji samolotów, potencjalnie zastępując nity. Dotychczasowe zastosowania tej technologii obejmują: spawanie szwów aluminiowego głównego zbiornika zewnętrznego wahadłowca kosmicznego, artykuł testowy Orion Crew Vehicle, pojazdy Boeing Delta II i Delta IV Expendable Launch Vehicle oraz rakietę SpaceX Falcon 1; opancerzenie okrętów desantowych desantowych; oraz spawanie skrzydeł i paneli kadłuba nowego samolotu Eclipse 500 firmy Eclipse Aviation, wśród coraz większej gamy zastosowań.

Inne obszary badań to projektowanie produktu , MEMS ( systemy mikroelektromechaniczne ), produkcja szczupła , inteligentne systemy produkcyjne, produkcja ekologiczna, inżynieria precyzyjna, inteligentne materiały itp.

Zobacz też

Uwagi

Zewnętrzne linki

• Instytut Produkcji - Wielka Brytania
• Georgia Tech Manufacturing Institute