จากข้อมูลของ SmarTech ซึ่งเป็นบริษัทที่ปรึกษาด้านเทคโนโลยีการผลิต การบินและอวกาศเป็นอุตสาหกรรมที่ใหญ่เป็นอันดับสองที่ให้บริการโดยการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ (AM) รองจากการแพทย์เท่านั้นอย่างไรก็ตาม ยังคงขาดความตระหนักถึงศักยภาพของการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุเซรามิกในการผลิตชิ้นส่วนการบินและอวกาศอย่างรวดเร็ว เพิ่มความยืดหยุ่นและความคุ้มค่าAM สามารถผลิตชิ้นส่วนเซรามิกที่แข็งแกร่งและเบาได้เร็วขึ้นและยั่งยืนมากขึ้น ซึ่งช่วยลดต้นทุนแรงงาน ลดการประกอบด้วยมือ และปรับปรุงประสิทธิภาพและสมรรถนะผ่านการออกแบบที่พัฒนาโดยการสร้างแบบจำลอง ซึ่งจะช่วยลดน้ำหนักของเครื่องบินนอกจากนี้ เทคโนโลยีเซรามิกการผลิตแบบเติมเนื้อให้การควบคุมมิติของชิ้นส่วนสำเร็จรูปสำหรับคุณสมบัติที่มีขนาดเล็กกว่า 100 ไมครอน
อย่างไรก็ตาม คำว่าเซรามิกอาจทำให้เกิดความเข้าใจผิดเกี่ยวกับความเปราะบางได้ในความเป็นจริง เซรามิกที่ผลิตขึ้นโดยใช้สารเติมแต่งจะผลิตชิ้นส่วนที่เบากว่าและละเอียดกว่า โดยมีความแข็งแรงทางโครงสร้าง ความทนทาน และความทนทานต่อช่วงอุณหภูมิที่กว้างเป็นเลิศบริษัทที่มองการณ์ไกลกำลังหันมาใช้ส่วนประกอบการผลิตเซรามิก รวมถึงหัวฉีดและใบพัด ฉนวนไฟฟ้า และใบพัดกังหัน
ตัวอย่างเช่น อลูมินาที่มีความบริสุทธิ์สูงมีความแข็งสูง และมีความต้านทานการกัดกร่อนและช่วงอุณหภูมิที่แข็งแกร่งส่วนประกอบที่ทำจากอลูมินายังเป็นฉนวนไฟฟ้าที่อุณหภูมิสูงซึ่งพบได้ทั่วไปในระบบการบินและอวกาศ
เซรามิกที่ใช้เซอร์โคเนียสามารถตอบสนองการใช้งานหลายประเภทที่มีความต้องการวัสดุสูงและความเค้นเชิงกลสูง เช่น การขึ้นรูปโลหะคุณภาพสูง วาล์ว และแบริ่งเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์มีความแข็งแรงสูง มีความเหนียวสูง และทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน รวมถึงทนทานต่อสารเคมีที่ดีต่อการกัดกร่อนของกรด ด่าง และโลหะหลอมเหลวหลายชนิดซิลิคอนไนไตรด์ใช้สำหรับฉนวน ใบพัด และเสาอากาศอิเล็กทริกต่ำอุณหภูมิสูง
เซรามิกคอมโพสิตมีคุณสมบัติที่ต้องการหลายประการเซรามิกที่ใช้ซิลิกอนที่เติมอลูมินาและเซอร์คอนได้รับการพิสูจน์แล้วว่าทำงานได้ดีในการผลิตการหล่อแบบผลึกเดี่ยวสำหรับใบพัดกังหันเนื่องจากแกนเซรามิกที่ทำจากวัสดุนี้มีการขยายตัวทางความร้อนต่ำมากถึง 1,500°C มีความพรุนสูง คุณภาพพื้นผิวที่ดีเยี่ยม และความสามารถในการชะล้างที่ดีการพิมพ์แกนเหล่านี้สามารถสร้างการออกแบบกังหันที่สามารถทนต่ออุณหภูมิการทำงานที่สูงขึ้นและเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ได้
เป็นที่ทราบกันดีว่าการฉีดขึ้นรูปหรือการตัดเฉือนเซรามิกเป็นเรื่องยากมาก และการตัดเฉือนทำให้เข้าถึงส่วนประกอบที่ผลิตได้อย่างจำกัดคุณสมบัติต่างๆ เช่น ผนังบางก็ตัดเฉือนได้ยากเช่นกัน
อย่างไรก็ตาม Lithoz ใช้การผลิตเซรามิกที่ใช้การพิมพ์หิน (LCM) เพื่อผลิตส่วนประกอบเซรามิก 3 มิติที่มีรูปทรงซับซ้อนและแม่นยำ
เริ่มต้นจากโมเดล CAD ข้อมูลจำเพาะโดยละเอียดจะถูกถ่ายโอนแบบดิจิทัลไปยังเครื่องพิมพ์ 3Dจากนั้นจึงทาผงเซรามิกสูตรเฉพาะที่ด้านบนของถังใสแท่นก่อสร้างแบบเคลื่อนย้ายได้นั้นถูกแช่อยู่ในโคลน จากนั้นจึงเลือกรับแสงที่มองเห็นได้จากด้านล่างภาพเลเยอร์ถูกสร้างขึ้นโดยอุปกรณ์ไมโครมิเรอร์ดิจิทัล (DMD) ควบคู่ไปกับระบบการฉายภาพด้วยการทำซ้ำขั้นตอนนี้ จะสามารถสร้างส่วนสีเขียวสามมิติได้ทีละชั้นหลังการบำบัดด้วยความร้อน สารยึดเกาะจะถูกเอาออก และชิ้นส่วนสีเขียวจะถูกเผารวมด้วยกระบวนการทำความร้อนแบบพิเศษ เพื่อสร้างชิ้นส่วนเซรามิกที่มีความหนาแน่นโดยสมบูรณ์พร้อมคุณสมบัติเชิงกลและคุณภาพพื้นผิวที่ดีเยี่ยม
เทคโนโลยี LCM มอบกระบวนการที่เป็นนวัตกรรม คุ้มต้นทุน และรวดเร็วยิ่งขึ้นสำหรับการหล่อชิ้นส่วนเครื่องยนต์กังหัน โดยไม่ต้องผ่านการผลิตแม่พิมพ์ที่มีราคาแพงและลำบากซึ่งจำเป็นสำหรับการฉีดขึ้นรูปและการหล่อขี้ผึ้งที่สูญหาย
LCM ยังสามารถบรรลุการออกแบบที่ไม่สามารถทำได้โดยวิธีอื่น ในขณะที่ใช้วัตถุดิบน้อยกว่าวิธีอื่นมาก
แม้ว่าวัสดุเซรามิกและเทคโนโลยี LCM จะมีศักยภาพสูง แต่ก็ยังมีช่องว่างระหว่างผู้ผลิตอุปกรณ์ดั้งเดิมของ AM (OEM) และนักออกแบบด้านการบินและอวกาศ
เหตุผลหนึ่งอาจเป็นเพราะการต่อต้านวิธีการผลิตแบบใหม่ในอุตสาหกรรมที่มีข้อกำหนดด้านความปลอดภัยและคุณภาพที่เข้มงวดเป็นพิเศษการผลิตด้านการบินและอวกาศจำเป็นต้องมีกระบวนการตรวจสอบและรับรองคุณสมบัติหลายประการ รวมถึงการทดสอบอย่างละเอียดและเข้มงวด
อุปสรรคอีกประการหนึ่งคือความเชื่อที่ว่าการพิมพ์ 3 มิติโดยหลักแล้วเหมาะสำหรับการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วเพียงครั้งเดียวเท่านั้น แทนที่จะเป็นสิ่งใดก็ตามที่สามารถนำไปใช้ในอากาศได้นี่เป็นความเข้าใจผิดอีกครั้ง และส่วนประกอบเซรามิกที่พิมพ์ด้วย 3D ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าใช้ในการผลิตจำนวนมาก
ตัวอย่างคือการผลิตใบพัดกังหัน โดยที่กระบวนการเซรามิก AM ผลิตแกนผลึกเดี่ยว (SX) เช่นเดียวกับใบพัดกังหันซูเปอร์อัลลอยด์แบบทิศทางเดียว (DS) และการหล่อแบบเท่ากัน (EX)แกนที่มีโครงสร้างกิ่งก้านที่ซับซ้อน ผนังหลายชั้น และขอบท้ายที่น้อยกว่า 200μm สามารถผลิตได้อย่างรวดเร็วและประหยัด และส่วนประกอบขั้นสุดท้ายก็มีความแม่นยำของมิติที่สม่ำเสมอและการตกแต่งพื้นผิวที่ยอดเยี่ยม
การสื่อสารที่ปรับปรุงสามารถรวบรวมนักออกแบบการบินและอวกาศและ AM OEM และส่วนประกอบเซรามิกที่ผลิตโดยใช้ LCM และเทคโนโลยีอื่น ๆ ที่ไว้วางใจอย่างเต็มที่มีเทคโนโลยีและความเชี่ยวชาญจำเป็นต้องเปลี่ยนวิธีคิดจาก AM สำหรับการวิจัยและพัฒนาและการสร้างต้นแบบ และมองว่านี่เป็นหนทางข้างหน้าสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่
นอกเหนือจากการศึกษาแล้ว บริษัทด้านการบินและอวกาศยังสามารถลงทุนเวลาในด้านบุคลากร วิศวกรรม และการทดสอบอีกด้วยผู้ผลิตจะต้องคุ้นเคยกับมาตรฐานและวิธีการประเมินเซรามิกที่แตกต่างกัน ไม่ใช่โลหะตัวอย่างเช่น มาตรฐาน ASTM ที่สำคัญสองมาตรฐานของ Lithoz สำหรับเซรามิกโครงสร้างคือ ASTM C1161 สำหรับการทดสอบความแข็งแรง และ ASTM C1421 สำหรับการทดสอบความเหนียวมาตรฐานเหล่านี้ใช้กับเซรามิกที่ผลิตโดยทุกวิธีในการผลิตสารเติมแต่งเซรามิก ขั้นตอนการพิมพ์เป็นเพียงวิธีการขึ้นรูป และชิ้นส่วนต่างๆ ผ่านการเผาผนึกชนิดเดียวกับเซรามิกแบบดั้งเดิมดังนั้นโครงสร้างจุลภาคของชิ้นส่วนเซรามิกจะคล้ายกับการตัดเฉือนทั่วไปมาก
จากความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของวัสดุและเทคโนโลยี เราสามารถพูดได้อย่างมั่นใจว่านักออกแบบจะได้รับข้อมูลเพิ่มเติมวัสดุเซรามิกใหม่จะได้รับการพัฒนาและปรับแต่งตามความต้องการทางวิศวกรรมเฉพาะชิ้นส่วนที่ทำจากเซรามิก AM จะทำให้กระบวนการรับรองสำหรับใช้ในการบินและอวกาศเสร็จสมบูรณ์และจะมอบเครื่องมือการออกแบบที่ดีขึ้น เช่น ซอฟต์แวร์การสร้างแบบจำลองที่ได้รับการปรับปรุง
ด้วยการร่วมมือกับผู้เชี่ยวชาญด้านเทคนิคของ LCM บริษัทด้านการบินและอวกาศสามารถแนะนำกระบวนการเซรามิก AM เพื่อลดระยะเวลาภายใน ลดต้นทุน และสร้างโอกาสในการพัฒนาทรัพย์สินทางปัญญาของบริษัทเองด้วยการมองการณ์ไกลและการวางแผนระยะยาว บริษัทการบินและอวกาศที่ลงทุนในเทคโนโลยีเซรามิกสามารถเก็บเกี่ยวผลประโยชน์ที่สำคัญจากพอร์ตโฟลิโอการผลิตทั้งหมดของตนในอีกสิบปีข้างหน้าและต่อจากนี้
ด้วยการสร้างความร่วมมือกับ AM Ceramics ผู้ผลิตอุปกรณ์ดั้งเดิมด้านการบินและอวกาศจะผลิตส่วนประกอบที่ไม่เคยจินตนาการมาก่อน
About the author: Shawn Allan is the vice president of additive manufacturing expert Lithoz. You can contact him at sallan@lithoz-america.com.
Shawn Allan จะพูดถึงความยากลำบากในการสื่อสารข้อดีของการผลิตสารเติมแต่งเซรามิกอย่างมีประสิทธิภาพที่งาน Ceramics Expo ในเมืองคลีฟแลนด์ รัฐโอไฮโอในวันที่ 1 กันยายน 2021
แม้ว่าการพัฒนาระบบการบินความเร็วเหนือเสียงจะมีมานานหลายทศวรรษ แต่ปัจจุบันได้กลายเป็นความสำคัญสูงสุดในการป้องกันประเทศของสหรัฐอเมริกา ทำให้สาขานี้เข้าสู่สถานะที่มีการเติบโตและการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วเนื่องจากเป็นสาขาสหสาขาวิชาชีพที่มีเอกลักษณ์ ความท้าทายคือการหาผู้เชี่ยวชาญที่มีทักษะที่จำเป็นในการส่งเสริมการพัฒนาอย่างไรก็ตาม เมื่อมีผู้เชี่ยวชาญไม่เพียงพอ จะทำให้เกิดช่องว่างด้านนวัตกรรม เช่น การให้ความสำคัญกับการออกแบบเพื่อการผลิต (DFM) เป็นอันดับแรกในระยะ R&D จากนั้นจึงกลายเป็นช่องว่างด้านการผลิตเมื่อสายเกินไปที่จะทำการเปลี่ยนแปลงที่คุ้มต้นทุน
พันธมิตร เช่น University Alliance for Applied Hypersonics (UCAH) ที่จัดตั้งขึ้นใหม่ มอบสภาพแวดล้อมที่สำคัญสำหรับการปลูกฝังความสามารถที่จำเป็นในการพัฒนาสาขานี้นักศึกษาสามารถทำงานโดยตรงกับนักวิจัยของมหาวิทยาลัยและผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมเพื่อพัฒนาเทคโนโลยีและพัฒนาการวิจัยด้านความเร็วเหนือเสียงที่สำคัญ
แม้ว่า UCAH และกลุ่มพันธมิตรด้านกลาโหมอื่นๆ จะอนุญาตให้สมาชิกมีส่วนร่วมในงานวิศวกรรมที่หลากหลาย แต่ก็ต้องทำงานมากขึ้นเพื่อปลูกฝังความสามารถที่หลากหลายและมีประสบการณ์ ตั้งแต่การออกแบบไปจนถึงการพัฒนาวัสดุและการคัดเลือกไปจนถึงการประชุมเชิงปฏิบัติการด้านการผลิต
เพื่อที่จะมอบคุณค่าที่ยั่งยืนมากขึ้นในสาขานี้ พันธมิตรของมหาวิทยาลัยจะต้องให้ความสำคัญกับการพัฒนาบุคลากรเป็นอันดับแรกโดยสอดคล้องกับความต้องการของอุตสาหกรรม การมีส่วนร่วมของสมาชิกในการวิจัยที่เหมาะสมกับอุตสาหกรรม และการลงทุนในโครงการ
เมื่อเปลี่ยนเทคโนโลยีความเร็วเหนือเสียงเป็นโครงการการผลิตขนาดใหญ่ ช่องว่างทักษะด้านวิศวกรรมและแรงงานการผลิตที่มีอยู่ถือเป็นความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดหากการวิจัยในช่วงแรกไม่สามารถข้ามหุบเขาแห่งความตายที่มีชื่อเหมาะเจาะได้ นั่นคือช่องว่างระหว่างการวิจัยและพัฒนาและการผลิต และโครงการที่ทะเยอทะยานมากมายล้มเหลว เราก็จะสูญเสียวิธีแก้ปัญหาที่นำไปใช้ได้และเป็นไปได้ไป
อุตสาหกรรมการผลิตของสหรัฐฯ สามารถเร่งความเร็วเหนือเสียงได้ แต่ความเสี่ยงที่จะตามหลังคือการขยายขนาดของกำลังแรงงานให้ตรงกันดังนั้นกลุ่มความร่วมมือในการพัฒนาภาครัฐและมหาวิทยาลัยจึงต้องร่วมมือกับผู้ผลิตเพื่อนำแผนเหล่านี้ไปปฏิบัติ
อุตสาหกรรมประสบปัญหาช่องว่างด้านทักษะตั้งแต่การประชุมเชิงปฏิบัติการด้านการผลิตไปจนถึงห้องปฏิบัติการด้านวิศวกรรม ช่องว่างเหล่านี้จะกว้างขึ้นเมื่อตลาดที่มีความเร็วเหนือเสียงเติบโตขึ้นเท่านั้นเทคโนโลยีเกิดใหม่จำเป็นต้องมีกำลังแรงงานเกิดใหม่เพื่อขยายความรู้ในสาขานี้
งานไฮเปอร์โซนิกครอบคลุมพื้นที่สำคัญต่างๆ มากมายซึ่งประกอบด้วยวัสดุและโครงสร้างต่างๆ และแต่ละพื้นที่ก็มีความท้าทายทางเทคนิคของตัวเองพวกเขาต้องการความรู้โดยละเอียดในระดับสูง และหากไม่มีความเชี่ยวชาญที่จำเป็น สิ่งนี้อาจสร้างอุปสรรคต่อการพัฒนาและการผลิตหากเรามีคนไม่เพียงพอที่จะรักษางาน จะไม่สามารถผลิตให้ทันความต้องการในการผลิตความเร็วสูงได้
ตัวอย่างเช่น เราต้องการคนที่สามารถสร้างผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายได้UCAH และกลุ่มความร่วมมืออื่นๆ มีความสำคัญในการส่งเสริมการผลิตสมัยใหม่ และรับประกันว่านักศึกษาที่สนใจในบทบาทของการผลิตจะรวมอยู่ในนั้นด้วยด้วยความพยายามในการพัฒนาบุคลากรโดยเฉพาะข้ามสายงาน อุตสาหกรรมจะสามารถรักษาความได้เปรียบทางการแข่งขันในแผนการบินที่มีความเร็วเหนือเสียงได้ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า
ด้วยการจัดตั้ง UCAH กระทรวงกลาโหมกำลังสร้างโอกาสในการนำแนวทางที่มุ่งเน้นมากขึ้นมาใช้ในการสร้างขีดความสามารถในด้านนี้สมาชิกแนวร่วมทั้งหมดจะต้องทำงานร่วมกันเพื่อฝึกอบรมความสามารถเฉพาะกลุ่มของนักเรียน เพื่อให้เราสามารถสร้างและรักษาโมเมนตัมของการวิจัย และขยายออกไปเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ประเทศของเราต้องการ
NASA Advanced Composites Alliance ที่ปิดตัวลงแล้วในปัจจุบันนี้เป็นตัวอย่างหนึ่งของความพยายามในการพัฒนาบุคลากรที่ประสบความสำเร็จประสิทธิภาพนี้เป็นผลมาจากการผสมผสานงานด้านการวิจัยและพัฒนาเข้ากับผลประโยชน์ของอุตสาหกรรม ซึ่งช่วยให้นวัตกรรมสามารถขยายออกไปทั่วทั้งระบบนิเวศการพัฒนาได้ผู้นำในอุตสาหกรรมได้ทำงานโดยตรงกับ NASA และมหาวิทยาลัยในโครงการต่างๆ มาเป็นเวลาสองถึงสี่ปีสมาชิกทุกคนได้รับการพัฒนาความรู้และประสบการณ์ทางวิชาชีพ เรียนรู้ที่จะร่วมมือในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีการแข่งขัน และบ่มเพาะนักศึกษาให้พัฒนาเพื่อบ่มเพาะผู้เล่นหลักในอุตสาหกรรมในอนาคต
การพัฒนาบุคลากรประเภทนี้ช่วยเติมเต็มช่องว่างในอุตสาหกรรม และเปิดโอกาสให้ธุรกิจขนาดเล็กคิดค้นสิ่งใหม่ๆ ได้อย่างรวดเร็วและกระจายสาขาเพื่อให้บรรลุการเติบโตเพิ่มเติม ซึ่งเอื้อต่อความมั่นคงของชาติและความคิดริเริ่มด้านความมั่นคงทางเศรษฐกิจของสหรัฐอเมริกา
พันธมิตรของมหาวิทยาลัยรวมถึง UCAH ถือเป็นทรัพย์สินที่สำคัญในอุตสาหกรรมด้านความเร็วเหนือเสียงและการป้องกันประเทศแม้ว่าการวิจัยของพวกเขาได้ส่งเสริมนวัตกรรมที่เกิดขึ้นใหม่ แต่คุณค่าที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของพวกเขาอยู่ที่ความสามารถในการฝึกอบรมพนักงานรุ่นต่อไปของเราขณะนี้สมาคมจำเป็นต้องจัดลำดับความสำคัญของการลงทุนในแผนดังกล่าวการทำเช่นนี้สามารถช่วยส่งเสริมความสำเร็จในระยะยาวของนวัตกรรมความเร็วเหนือเสียงได้
About the author: Kim Caldwell leads Spirit AeroSystems’ R&D program as a senior manager of portfolio strategy and collaborative R&D. In her role, Caldwell also manages relationships with defense and government organizations, universities, and original equipment manufacturers to further develop strategic initiatives to develop technologies that drive growth. You can contact her at kimberly.a.caldwell@spiritaero.com.
ผู้ผลิตผลิตภัณฑ์ที่ซับซ้อนและได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมขั้นสูง (เช่น ส่วนประกอบของเครื่องบิน) มุ่งมั่นที่จะสร้างความสมบูรณ์แบบทุกครั้งไม่มีที่ว่างสำหรับการซ้อมรบ
เนื่องจากการผลิตเครื่องบินมีความซับซ้อนมาก ผู้ผลิตจึงต้องจัดการกระบวนการคุณภาพอย่างรอบคอบ โดยใส่ใจในทุกขั้นตอนสิ่งนี้จำเป็นต้องมีความเข้าใจเชิงลึกเกี่ยวกับวิธีการจัดการและปรับตัวให้เข้ากับปัญหาการผลิต คุณภาพ ความปลอดภัย และห่วงโซ่อุปทานที่มีพลวัต ในขณะเดียวกันก็ปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านกฎระเบียบ
เนื่องจากมีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อการส่งมอบผลิตภัณฑ์คุณภาพสูง การจัดการใบสั่งผลิตที่ซับซ้อนและเปลี่ยนแปลงบ่อยครั้งจึงเป็นเรื่องยากกระบวนการคุณภาพต้องเป็นแบบไดนามิกในทุกด้านของการตรวจสอบและการออกแบบ การผลิตและการทดสอบด้วยกลยุทธ์อุตสาหกรรม 4.0 และโซลูชันการผลิตที่ทันสมัย ​​ความท้าทายด้านคุณภาพเหล่านี้จึงง่ายต่อการจัดการและเอาชนะ
การผลิตเครื่องบินแบบดั้งเดิมมุ่งเน้นไปที่วัสดุมาโดยตลอดสาเหตุของปัญหาด้านคุณภาพส่วนใหญ่อาจเกิดจากการแตกหักง่าย การกัดกร่อน ความล้าของโลหะ หรือปัจจัยอื่นๆอย่างไรก็ตาม การผลิตเครื่องบินในปัจจุบันประกอบด้วยเทคโนโลยีขั้นสูงที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมขั้นสูงซึ่งใช้วัสดุที่ทนทานการสร้างผลิตภัณฑ์ใช้กระบวนการที่เชี่ยวชาญและซับซ้อนสูงและระบบอิเล็กทรอนิกส์โซลูชันซอฟต์แวร์การจัดการการดำเนินงานทั่วไปอาจไม่สามารถแก้ไขปัญหาที่ซับซ้อนอย่างยิ่งได้อีกต่อไป
ชิ้นส่วนที่ซับซ้อนมากขึ้นสามารถซื้อได้จากห่วงโซ่อุปทานทั่วโลก ดังนั้นจึงต้องพิจารณาเพิ่มเติมในการบูรณาการชิ้นส่วนเหล่านั้นตลอดกระบวนการประกอบความไม่แน่นอนนำมาซึ่งความท้าทายใหม่ๆ ในการมองเห็นห่วงโซ่อุปทานและการจัดการคุณภาพการรับรองคุณภาพของชิ้นส่วนและผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจำนวนมากต้องใช้วิธีการด้านคุณภาพที่ดีและบูรณาการมากขึ้น
อุตสาหกรรม 4.0 แสดงถึงการพัฒนาของอุตสาหกรรมการผลิต และจำเป็นต้องมีเทคโนโลยีขั้นสูงมากขึ้นเรื่อยๆ เพื่อตอบสนองข้อกำหนดด้านคุณภาพที่เข้มงวดเทคโนโลยีที่รองรับได้แก่ Industrial Internet of Things (IIoT), เธรดดิจิทัล, ความเป็นจริงเสริม (AR) และการวิเคราะห์เชิงคาดการณ์
คุณภาพ 4.0 อธิบายวิธีคุณภาพกระบวนการผลิตที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูล ซึ่งเกี่ยวข้องกับผลิตภัณฑ์ กระบวนการ การวางแผน การปฏิบัติตามข้อกำหนด และมาตรฐานสร้างขึ้นจากแทนที่จะแทนที่วิธีการด้านคุณภาพแบบเดิมๆ โดยใช้เทคโนโลยีใหม่หลายอย่างที่เหมือนกันกับคู่ค้าทางอุตสาหกรรม รวมถึงการเรียนรู้ของเครื่อง อุปกรณ์ที่เชื่อมต่อ การประมวลผลบนคลาวด์ และแฝดดิจิทัล เพื่อเปลี่ยนขั้นตอนการทำงานขององค์กรและกำจัดผลิตภัณฑ์หรือข้อบกพร่องของกระบวนการที่เป็นไปได้การเกิดขึ้นของคุณภาพ 4.0 คาดว่าจะเปลี่ยนแปลงวัฒนธรรมในที่ทำงานโดยเพิ่มการพึ่งพาข้อมูลและการใช้คุณภาพอย่างลึกซึ้งมากขึ้น ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของวิธีสร้างผลิตภัณฑ์โดยรวม
คุณภาพ 4.0 ผสานรวมประเด็นด้านการปฏิบัติงานและการประกันคุณภาพ (QA) ตั้งแต่เริ่มต้นจนถึงขั้นตอนการออกแบบรวมถึงวิธีการวางแนวความคิดและการออกแบบผลิตภัณฑ์ผลการสำรวจอุตสาหกรรมล่าสุดระบุว่าตลาดส่วนใหญ่ไม่มีกระบวนการถ่ายโอนการออกแบบอัตโนมัติกระบวนการที่ต้องดำเนินการด้วยตนเองทำให้เกิดข้อผิดพลาด ไม่ว่าจะเป็นข้อผิดพลาดภายในหรือการสื่อสารการออกแบบและการเปลี่ยนแปลงในห่วงโซ่อุปทาน
นอกเหนือจากการออกแบบแล้ว Quality 4.0 ยังใช้การเรียนรู้ของเครื่องที่เน้นกระบวนการเป็นหลัก เพื่อลดของเสีย ลดการทำงานซ้ำ และปรับพารามิเตอร์การผลิตให้เหมาะสมนอกจากนี้ ยังแก้ไขปัญหาประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์หลังการส่งมอบ ใช้คำติชมถึงสถานที่เพื่ออัปเดตซอฟต์แวร์ผลิตภัณฑ์จากระยะไกล รักษาความพึงพอใจของลูกค้า และรับประกันการดำเนินธุรกิจซ้ำในท้ายที่สุดกำลังกลายเป็นพันธมิตรที่แยกกันไม่ออกของอุตสาหกรรม 4.0
อย่างไรก็ตาม คุณภาพไม่ได้ใช้ได้กับลิงค์การผลิตที่เลือกเท่านั้นความครอบคลุมของคุณภาพ 4.0 สามารถปลูกฝังแนวทางคุณภาพที่ครอบคลุมในองค์กรการผลิต ทำให้พลังการเปลี่ยนแปลงของข้อมูลกลายเป็นส่วนสำคัญของการคิดขององค์กรการปฏิบัติตามกฎระเบียบในทุกระดับขององค์กรมีส่วนช่วยในการสร้างวัฒนธรรมคุณภาพโดยรวม
ไม่มีกระบวนการผลิตใดที่สามารถทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบ 100%เงื่อนไขที่เปลี่ยนแปลงทำให้เกิดเหตุการณ์ที่ไม่คาดฝันซึ่งต้องมีการแก้ไขผู้ที่มีประสบการณ์ด้านคุณภาพเข้าใจดีว่าทั้งหมดนี้เป็นเรื่องของกระบวนการก้าวไปสู่ความสมบูรณ์แบบคุณจะมั่นใจได้อย่างไรว่าคุณภาพจะถูกรวมเข้ากับกระบวนการเพื่อตรวจจับปัญหาโดยเร็วที่สุดคุณจะทำอย่างไรเมื่อพบข้อบกพร่อง?มีปัจจัยภายนอกที่ทำให้เกิดปัญหานี้หรือไม่?คุณสามารถเปลี่ยนแปลงแผนการตรวจสอบหรือขั้นตอนการทดสอบอะไรบ้างเพื่อป้องกันไม่ให้ปัญหานี้เกิดขึ้นอีก
สร้างความคิดที่ว่าทุกกระบวนการผลิตมีกระบวนการคุณภาพที่เกี่ยวข้องและเกี่ยวข้องลองจินตนาการถึงอนาคตที่มีความสัมพันธ์แบบหนึ่งต่อหนึ่งและวัดคุณภาพอย่างต่อเนื่องไม่ว่าจะเกิดอะไรขึ้นแบบสุ่ม ก็สามารถบรรลุคุณภาพที่สมบูรณ์แบบได้ศูนย์งานแต่ละแห่งจะตรวจสอบตัวบ่งชี้และตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพหลัก (KPI) เป็นประจำทุกวันเพื่อระบุจุดที่ต้องปรับปรุงก่อนที่ปัญหาจะเกิดขึ้น
ในระบบวงปิดนี้ แต่ละกระบวนการผลิตมีการอนุมานด้านคุณภาพ ซึ่งจะให้ข้อเสนอแนะเพื่อหยุดกระบวนการ อนุญาตให้กระบวนการดำเนินต่อไป หรือทำการปรับเปลี่ยนแบบเรียลไทม์ระบบไม่ได้รับผลกระทบจากความล้าหรือข้อผิดพลาดของมนุษย์ระบบคุณภาพแบบวงปิดที่ออกแบบมาสำหรับการผลิตเครื่องบินถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้ได้ระดับคุณภาพที่สูงขึ้น ลดระยะเวลาการทำงาน และรับประกันการปฏิบัติตามมาตรฐาน AS9100
เมื่อ 10 ปีที่แล้ว แนวคิดในการเน้น QA ไปที่การออกแบบผลิตภัณฑ์ การวิจัยตลาด ซัพพลายเออร์ บริการผลิตภัณฑ์ หรือปัจจัยอื่นๆ ที่ส่งผลต่อความพึงพอใจของลูกค้านั้นเป็นไปไม่ได้การออกแบบผลิตภัณฑ์เป็นที่เข้าใจกันว่ามาจากหน่วยงานที่สูงกว่าคุณภาพเป็นเรื่องของการดำเนินการออกแบบเหล่านี้ในสายการประกอบ โดยไม่คำนึงถึงข้อบกพร่อง
ปัจจุบัน หลายบริษัทกำลังคิดทบทวนวิธีการทำธุรกิจใหม่สภาพที่เป็นอยู่ในปี 2561 อาจเป็นไปไม่ได้อีกต่อไปผู้ผลิตจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ เริ่มฉลาดขึ้นเรื่อยๆมีความรู้มากขึ้น ซึ่งหมายถึงความฉลาดที่ดีขึ้นในการสร้างผลิตภัณฑ์ที่เหมาะสมในครั้งแรก ด้วยประสิทธิภาพและประสิทธิภาพที่สูงขึ้น