1 المعدات والأساليب

1.1 مصادر البيانات وإطار القياس

تم جمع البيانات التشغيلية من سجلات الورديات في المصنع (يناير–سبتمبر 2025)، ومخرجات تشخيص أدوات الآلات، وسجلات الفحص الآلي. ولضمان إمكانية التكرار، اعتمد التقييم نوافذ قياس ثابتة: عينة استخدام لمدة 60 دقيقة، توقيت التشغيل الدقيق لدورة كاملة، وفحوصات أبعاد تخضع للتحكم بالمقاييس. تم تسجيل المعلمات البيئية — درجة الحرارة، تركيز السائل المبرد، حمل المغزل — للحفاظ على ظروف ثابتة عبر جميع عمليات القياس.

1.2 قائمة المعدات والتصنيف

1.2.1 أنظمة الطحن باستخدام الحاسب (CNC)

يحتوي المنشأة على مراكز تصنيع رأسية ذات 3 محاور و5 محاور، مزودة بمغازل عالية السرعة تتراوح بين 12,000 و20,000 دورة في الدقيقة. ويشمل كل وحدة وحدات استشعار مدمجة تدعم القياس أثناء العملية. وتتراوح مواقع المجلات الأداة بين 20 و60 موقعاً، مما يتيح انتقالاً سريعاً بين الميزات المعقدة.

1.2.2 منصات الخراطة باستخدام الحاسب (CNC)

تشمل أنظمة التفريز مخارط ذات محورين وتكوينات برج طاقة مصممة للتشغيل المتزامن. وتدعم أدوات تغذية القضبان المعالجة المستمرة للكتل من الفولاذ المقاوم للصدأ، والألومنيوم، والتيتانيوم بقطر يصل إلى 65 مم.

1.2.3 المعدات المساعدة وأجهزة الفحص

تشمل الأنظمة المساعدة أجهزة تغيير الألواح الآلية، وأذرع التحميل الروبوتية، ووحدات إعادة تدوير السوائل المبردة. ويعتمد التحقق من الأبعاد على أجهزة قياس الإحداثيات (CMM)، وأجهزة المقارنة البصرية عالية الدقة، وأذرع القياس المفصلة المحمولة.

1.3 نمذجة سير العمل وإمكانية التكرار

1.3.1 رسم خرائط تدفق العمليات

تم رسم خطوات العملية — تحميل البرنامج، إعداد الملحقات، التشغيل الخشن، التشغيل شبه النهائي، التشغيل النهائي، إزالة الحواف الحادة، والتفتيش — باستخدام مخطط سير عمل قياسي. وتم وضع علامة زمنية لكل مرحلة وتسجيلها من خلال واجهة نظام تنفيذ الإنتاج الرقمي (MES) لضمان إمكانية التكرار.

1.3.2 نموذج محاكاة السعة

نموذج محاكاة زمنية منفصلة يُمثّل وقت تشغيل المغزل، ومدة الإعداد، وفترات الفحص. وتشمل المدخلات سجلات عمر الأداة الفعلية وأوقات الدورة الآلية المؤكدة. صُمّم النموذج بحيث يمكن تكراره من خلال تطبيق نفس المعلمات الزمنية وحالات الآلة.

2 النتائج والتحليل

2.1 أداء الإنتاجية

2.1.1 وقت دورة التشغيل

تشير البيانات إلى أن دمج عمليات التشغيل ذات المحاور الخمسة يقلل من تكرار إعادة التموضع، مما يؤدي إلى تحسين متوسط وقت الدورة بنسبة 18–23% مقارنة بسير العمل السابق الذي يعتمد على المحاور الثلاثة فقط. ويقلل الاستشعار الآلي من فترات تعديل الانحراف بمقدار 12 ثانية تقريبًا في كل عملية فحص.

2.1.2 استخدام المعدات

يصل معدل استخدام المغزل المقاس عبر ثلاث ورديات إلى 78–84%، متجاوزًا المعايير الصناعية الشائعة بنحو 6–8 نقاط مئوية. وتُثبت وحدات التحميل الروبوتية مستوى الاستخدام أثناء التشغيل بكميات صغيرة، حيث يُدخل التحميل اليدوي عادةً تباينًا.

2.2 الدقة والأتساق البُعدي

تظل الانحرافات البعدية المتوسطة ضمن نطاق ±0.008 مم عبر 500 مكون مسجل. تؤكد بيانات الفحص البصري أن تحسين مسار الأداة بشكل متسق يقلل من تشتت تشطيب السطح، خاصةً على الهياكل المصنوعة من الألومنيوم والمحاور الدقيقة.

مقارنة المعيار المرجعي 2.3

تشير الدراسات المنشورة حول التشغيل الآلي للفترات من 2019 إلى 2023 إلى معدلات استخدام متوسطة للدُفعات الصغيرة تتراوح بين 65٪ و76٪. تعكس أداء عام 2025 تأثير الجدولة المتزامنة والتكامل متعدد المحاور، بما يتماشى مع النتائج الحديثة حول عمليات المصانع الرقمية.

3 مناقشة

3.1 العوامل المؤثرة في تقليل دورة الوقت

تنجم تقليلات دورة الوقت أساسًا من مسارات الأدوات الموحّدة، وتقليل التعديلات اليدوية، وفحص أسرع أثناء العملية. كما تسهم ملفات تعريف التسارع المحسّنة للمغزل في تحقيق مكاسب كفاءة شاملة.

3.2 القيود

تتأثر نتائج السعة بالتركيب المنتج المحدد للمصنع، الذي يشمل في الغالب أجزاء من الألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ ذات تعقيد متوسط. قد تختلف النتائج في سيناريوهات القطع الشديدة أو المواد التي تتطلب استقراراً أطول للتبريد.

3.3 الآثار العملية

تشير الاستفادة المستمرة والأداء البُعدي المستقر إلى أن الأنظمة متعددة المحاور المقترنة بالمناورة الروبوتية يمكن أن تدعم الإنتاج عالي الدقة وعالي التنوّع. ويمكن لبيانات سير العمل أن توجه القرارات المستقبلية بشأن توحيد المثبتات ودمج الفحص الآلي.

4 الخاتمة

يُظهر تقييم الأداء لعام 2025 أن الترقيات المنسقة للمعدات ورسم خرائط العمليات الرقمية تحسّن بشكل كبير الاتساق في التشغيل والإنتاجية على مستوى المصنع. وتُظهر تخفيضات دورة التشغيل، وتحسين الاستفادة، والنتائج البُعدية المستقرة قيمة الأنظمة متعددة المحاور المتكاملة. وقد يستكشف العمل المستقبلي إدخال المزيد من الأتمتة في عمليات تنظيف الحواف والفحص النهائي لزيادة الطاقة الإنتاجية خلال فترات الذروة.