Каждая напечатанная на 3D-принтере деталь оставляет за собой большой объём информации: какая версия модели использовалась, из какого материала напечатано изделие, на какой машине, что происходило во время печати и как прошёл контроль. В авиации, медицине и других ответственных отраслях без такой записи деталь просто нельзя допустить к применению. Связать все эти сведения в единую цепочку и должна «цифровая нить» (digital thread) — непрерывная история изделия от проекта до готовой продукции.
Софт вокруг процесса, а не вокруг принтера
Одна из компаний, которые давно работают в этом направлении, — Authentise из Филадельфии. Более десяти лет она разрабатывает программное обеспечение, которое сосредоточено не на самом 3D-принтере, а на производственном процессе вокруг него. Её системы помогают рассчитывать стоимость заказов, согласовывать их, планировать загрузку оборудования, отслеживать материалы, управлять рабочими процессами и собирать данные на каждом этапе. Главное — информация не теряется, пока деталь проходит путь от проекта к производству.
Генеральный директор компании Андре Вегнер описывает Authentise как разработчика ПО для того этапа, на котором проект превращается в деталь. Системы компании могут подключаться напрямую к производственному оборудованию, собирать данные в реальном времени и отслеживать движение материалов.
Родословная порошка
Особенно наглядно это видно в металлической аддитивной печати. Металлический порошок не расходуется за один раз: его используют, просеивают, смешивают со свежим и снова возвращают в работу. Модуль управления материалами Authentise строит то, что в компании называют «генеалогией порошка»: каждая партия и каждая операция с ней связываются с машинами и заданиями, в которых этот порошок был использован. Когда производителю нужно доказать, как именно была изготовлена деталь, такая прослеживаемость становится решающей.
Знания, которые уходят вместе с людьми
Часть ценной информации не поступает от машин вообще. По словам Вегнера, производственный опыт часто хранится в головах отдельных сотрудников. Когда люди увольняются или команда меняется, часть этих знаний теряется. Если фиксировать принятые решения и особенности производства, знания сохраняются, а заодно упрощаются контроль качества, соответствие требованиям и обучение новых сотрудников.
Больше данных — больше возможностей
Установки аддитивного производства генерируют во время печати много данных, и они дают производителю подробную картину того, что происходило с деталью. Эти данные можно использовать для улучшения процессов и разработки более точных стандартов. Это одна из причин, по которой Authentise давно участвует в America Makes — американском государственно-частном партнёрстве по технологиям аддитивного производства и подготовке кадров. Там компании обмениваются опытом и совместно решают задачи, которые не сводятся к одной машине или одной программе.
От сломанной детали к цифровой цепочке поставок
Интерес Authentise к производственным данным восходит к её основанию в 2013 году. По словам Вегнера, идея компании отчасти родилась после авиакатастрофы, связанной с отказом детали, и из осознания того, как сложно быстро доставить запасную часть туда, где она нужна. Так возникла мысль изготавливать детали ближе к месту применения, а не ждать поставки несколько дней. С этого начались ранние работы компании в области защищённого цифрового производства, а затем фокус сместился на управление производственными данными.
Сегодня среди клиентов Authentise — Boeing, Eaton, GE и 3M. Программные продукты компании вышли за пределы цеха: платформа Threads охватывает более ранний этап — помогает инженерным командам организовать совместную работу и сохранить информацию, которая возникает ещё до того, как проект попадёт в производство. По словам Вегнера, с помощью Threads Boeing сэкономил около 115 часов на подготовке комплекта технической документации, необходимого для сертификации запасной части. Сейчас компания разрабатывает инструменты на основе ИИ, которые собирают и упорядочивают информацию из писем, чатов и документов, чтобы данные проекта не рассыпались на пути от эскиза до квалификации детали.
Что это значит на практике
Цифровая нить нужна не только авиастроителям. Любое производство, где печать ведётся регулярно, сталкивается с теми же вопросами в меньшем масштабе. Минимальный набор сведений, который стоит фиксировать для каждой ответственной детали:
- версия файла модели и параметры подготовки к печати;
- материал, производитель и номер партии, для порошков — сколько циклов повторного использования прошёл материал;
- принтер, на котором печаталась деталь, и дата печати;
- отклонения и вмешательства во время печати;
- постобработка и результаты контроля.
Даже если эти данные хранятся в простой таблице, при появлении брака они позволяют быстро найти причину: партию материала, конкретную машину или изменённый параметр. Специализированные системы делают то же самое автоматически и в масштабе цеха.
Итог
Изготовить деталь — только половина работы. Производителю нужна ещё и запись о том, как она была сделана: откуда материал, на какой машине шла печать, что происходило в процессе и все ли обязательные этапы пройдены. Цифровая нить собирает эти сведения в одном месте, а не оставляет их разбросанными по станкам, таблицам, почте и памяти сотрудников. По мнению Authentise, быстрые принтеры — лишь часть пути к сокращению срока от появления потребности до квалифицированной детали; не менее важно, чтобы информация о каждой детали была упорядочена и доступна.