GEの仕組み

インダストリー4.0のツールは、今日、主要なグローバルメーカーによって包括的に使用されています。 このような「未来の工場」は、第4次産業革命の生産が組織されるモデルのプロトタイプを表しており、そのような企業はますます増えています。 今日使用されているゼネラルエレクトリックの「スマート」工場の例を使用して、新しい産業コンセプトの驚くべき展望についてお話します。

• レーザー技術とロボット。
• スーパーマテリアル;
• 付加技術;
• モノのインターネット。

サウスカロライナ州グリーンビル郊外の工業地帯は、未来を見に行くための最も明白な場所ではありません。 しかし、そこには、線路と箱型の工場の後ろに、2016年4月にオープンしたGE Powerの新しい先進プラントがあります。 この場所は、物をどのように作成できるかというアイデアそのものを変えます。

未来への一歩No. 1：レーザー技術とロボット工学

2つのサッカー場にまたがる企業は、巨大なGEモノグラムで飾られた未来の巨大なツールボックスのように見えます。 MicroJetテクノロジーに基づいたエレガントなレーザーカッターは、レーザー光線を細い水流に導き、最も強い金属で形状を切断するため、非常に正確になり、まるで不思議なものに見えます。 工場では、軽量で耐熱性のあるスーパーマテリアル（セラミックマトリックス（KKM）との複合材料）で作られたスペアパーツを処理するために、 工業用3Dプリンターとアルゴン炉を列に設置しました。







MicroJetテクノロジーに基づいたこのレーザーデバイスは、細い水流を使用してレーザービーム（メカニズム内のルビーグロー）を集束します。 元々はダイヤモンド産業で使用するために開発されましたが、GE Powerはタービンブレードやその他の詳細に最も正確な冷却穴を作成するためにそれを採用しました（以下を参照）。 写真GEパワー



トランスフォーマーOptimus Primeのキャラクターが統合LIDARレーザーロケーターテクノロジーを使用して目で作業領域をスキャンした後、Autonomous Primeというロボットが自動運転車の作成にGoogleで使用され、コンピューター制御のフライス盤を提供します管理。 ここで紹介する技術のほとんどは、分析と処理のために安全な産業用インターネットチャネルを介してデータをクラウドに送信する組み込みセンサーを使用しています。







ゼネラルエレクトリックエンジニアのヴィンソンブレトンは、オートノマスプライムの隣に立っています。 このロボットには、重い部品を工場内で移動するためのLIDARレーザーロケーターテクノロジーが統合された目が装備されています。 エンジニアは次のように述べています。「彼は宇宙を研究しています。 彼は実際に私たちを見ることができます。」 新しい工場では、ロボットが「汚い、複雑な、危険で退屈なタスク」を実行します。 写真GEパワー

未来へのステップNo.2：スーパーマテリアル

GEレポートチームが工場を訪問した際、機械は世界最大のジェットエンジン用の波状のコンプレッサーブレード、ガスタービン用のセラミックキャップ、その他の最も複雑な形状の部品、そして数年前には想像がつかなかった最新の素材から製造されました。 工場を運営するGEマネジャーのカートグッドウィンによると、「このベンチャーは、研究所と現実の架け橋です。 これはインキュベーターです。 「私たちはエンジニアと協力して、彼らが野心的な計画を実行し、その結果を手頃な価格で大量生産に統合できるようにします。」



メガネをかけ、灰色のひげを持ち、友好的な大学教授のように振る舞うグッドウィンは、次のように述べています。「レオナルドダヴィンチはヘリコプターのアイデアを世界にもたらしました。 発明者がここに、そして今、遅滞なく、 大量生産に開発を導入するのを支援するすべてのものがあります。」







上の写真のように、工場の炉やオートクレーブでセラミック複合材料から部品を作ることができます。 写真GEパワー



GE Powerは、プラントの建設に7,500万ドルを投資しました。 グリーンビルにある同社の巨大施設の隣にあり、GE Powerは、数百トンの重量を誇る世界最大のガスタービンを生産しています。その詳細は、人間の髪の毛の太さに匹敵する精度で作られています。 新工場では、GE Oil＆GasやGE Global Researchなどの他のGE部門のエンジニアとその同僚が、新しいモデルと設計をテストし、短時間でプロトタイプを作成してから、最高のモデルを大量生産する方法を探します。 GEは、この知識と技術の共有プロジェクトをGE Storeと呼んでいます。







ブルーライトテクノロジーを備えた3Dスキャナーにより、エンジニアはタービンブレードなどの複雑な部品が稼働してから経時的に変化する様子を最大限の精度で監視できます。 写真GEパワー

未来へのステップNo.3：付加技術

2番目の企業であるゼネラルエレクトリックは、ピッツバーグの添加物技術進歩センターであり、同社が添加物生産の方法の実装を支援しています。その主な場所は3Dプリンティングです。

グッドウィンによると、消費者のニーズに対応するためにハイテク工場が必要でした。 「世界の変化の速さは信じられないほどです」と彼は言います。 -市場が提供する改善への期待は驚異的です。 当社の近隣企業は世界最大であり、ガスタービンの生産能力の限界に合わせて生産するためにすでに最適化されています。 この工場の労働者には多くの壮大なアイデアがあり、ゲームの時間はありません。」







エンジニアは、Poison IvyやCatwomanのようなニックネームをSLM Solutionsの追加インストールに付けました。 産業用3D印刷は依然として革新的であり、各デバイスの動作は異なります。 これらの3Dプリンターは大量生産に関与します。 写真GEパワー



大量のデータを分析するための最新のマシンとデバイスがここにインストールされていますが、主なものは適切な人です。 80人の従業員が働く工場では、博士号を取得した材料科学者、数十年にわたってスキルを磨いてきたエンジニアやメカニックがすでに雇用されています。 「解決策を見つけることに専念し、問題が発生してもパニックにならない独創的なチームを慎重に選択しました」とグッドウィンは言います。 「彼らはすぐに失敗することの意味を知っています。」 共に問題を解決できます。」

グリーンビルのゼネラルエレクトリック工場では、世界最大のジェットエンジン、ガスタービン、その他数年前には想像もできなかった最新の素材から作られた最も複雑な形状の部品が製造されています。

最初のプロトタイプの3次元CADモデルがインターネット経由でワークステーションに到着すると、作業が開始されます。 「デザイナーに「気取らない発想」を見せてほしい。80％完成したモデルだ」と工場で働く材料エンジニアのブレイクフルトンは言う。 「この段階で、フィードバックに対する準備がはるかに整っていることに気付きました。」 その後、フルトンと彼の同僚は、構造の3Dモデルの作成に着手しました。 プラスチックや金属から印刷することも、木から彫ることもできます。







積層造形エンジニアChad Dulkevichと3D印刷されたテストサンプル。 写真GEパワー



以前、デザイナーは、アーカイブを速達サービスを通じてモデルを作成し、数週間後に送り返した請負業者に送りました。 3Dプリンターへのデータの直接転送のおかげで、設計者はわずか数日で図面の多くのオプションを作成し、すぐに実際の生活の様子を確認できます。 「これがラピッドプロトタイピングと呼ばれるものです」とフルトン氏は言います。



さらに、グッドウィンの従業員はすべての製造プロセスをテストします。 GE Aviationはすでにジェットエンジンで3Dプリントされた部品を使用していますが、Goodwinが同じ技術をガスタービンに適用するアイデアを得たとき（ジェットエンジンと同じ部品の多くを含むが、はるかに大きい）、障害物が彼の道に現れました。



GE Aviationは、Direct 3D Laser Meltingベースの3D印刷技術を使用しました。 それは、レーザービームが純粋な金属粉末の層を融合し、最初から部品を作成するという事実にあります。 しかし、Goodwinの詳細は大きすぎて、DMLMマシンで印刷するのに非常に長い時間がかかり、経済的に非実用的であることが判明しました。







ガスタービンとジェットタービンは、非常に高い温度で動作します。 エンジニアは、最も効率的な性能レベルを維持するための洗練された冷却穴システムを開発しました。 MicroJetテクノロジーにより、以前は製造が不可能であった新しいモデルを作成できます。 写真GEアビエーション



グッドウィンは、より経済的な車を見つけるようチームに指示しました。 3Dプリンティングは依然として革新的であるため、2つのレーザービームを備えたSLM Solutions 3Dレーザープリンターのみが市場にリリースされていました。 「3つ購入しました」とグッドウィンは言います。



これは危険な動きであり、すぐに困難が生じ始めました。 「指示に従いましたが、製品の品質は不十分でした。」 チームは、デバイスがデバッグされる前に、200種類のソフトウェアパラメーターを分析し、400のハードウェア変更を行うのに4か月を費やしました。 最後に、最新のGeneral Electricガスタービン用に3Dプリントされた燃料ノズルの設計を最適化し、生産に投入するために使用されました。 新しい設計により、窒素酸化物の排出量が削減され、出力と生産性が向上します。 「わずか数か月で10の設計オプションを完了し、4か月後に最終バージョンを実稼働に送ることができました」とGoodwin氏は言います。 「通常1年かかります。」

未来へのステップNo.4：モノのインターネット

GEはPredixソフトウェアプラットフォームを使用して、産業用インターネットを介してデータをクラウドにストリーミングし、分析し、問題とソリューションをチームに転送します。

これらのフィードバックループは、デジタルスレッドと呼ばれるGEコンセプトの一部です。 GE Powerの情報技術ディレクターであるClay Johnson氏によると、このプラントはまだ将来に期待されるものの一部しか示していません。 彼によると、「デジタルストリーム」は常に顧客やサプライヤからGEへ、またはその逆へデータを転送します。



「システムは、デバイス内部の部品にあるセンサーを介してリアルタイムのフィードバックを受け取ります」とジョンソンは言います。 -将来的には、部品は使用不能になりつつあることを「理解」し、自動的に再構成を注文し、更新をインストールするサービス技術者を任命します。 これは業界にとって真のUberです。」



しかし、技術がすべての問題を解決するわけではありません。 GE PowerのCEO、Steve Bolze氏は開会式の後、次のように述べています。「 ロボットと3Dプリンターがありますが、主なことは、お互いを十分に信頼し、一緒に未来を創造することです。」







この巨大なマシンは、世界最大のGE9Xジェットエンジンのコンプレッサーブレードを製造します。 写真GEパワー







GE Powerの唯物論者は、風力タービンブレードのこれら2つのモデルを使用して、最新のポリマーからより耐久性のある正確な部品を開発しています。 製造されたブレードは、ここでテスト機でテストできます。 写真GEパワー



投稿者：Thomas Kellner、ge.com。 英語からの翻訳。