تحلیل انرژی و بهینه سازی مصرف توان در خط تولید مونتاژ رباتیک

نویسندگان مقاله

چکیده

پژوهش حاضر با هدف تحلیل الگوهای مصرف انرژی و بهینه‌سازی مصرف توان در یک خط تولید مونتاژ رباتیک انجام شد. خطوط مونتاژ رباتیک با وجود افزایش بهره‌وری و دقت، به دلیل ماهیت دینامیکی حرکات بازوهای مکانیکی، تغییرات بار و زمان‌های توقف، الگوهای مصرف توان پیچیده و ناپیوسته‌ای دارند که تحلیل و بهینه‌سازی آن‌ها را به مسئله‌ای چندبعدی تبدیل می‌کند. روش پژوهش از نوع کاربردی و شبیه‌سازی مبتنی بر داده‌های عملیاتی بود. ابتدا با استفاده از داده‌های ثبت‌شده از توان لحظه‌ای بازوهای رباتیک در یک خط مونتاژ، پروفایل مصرف انرژی در فازهای کاری و توقف استخراج شد. سپس راهکارهای بهینه‌سازی شامل اصلاح توالی حرکات، هموارسازی شتاب و کاهش زمان‌های توقف غیرضروری بر روی مدل شبیه‌سازی‌شده اعمال و اثر هر یک بر مصرف توان کل و توان اوج ارزیابی شد. یافته‌ها نشان داد که بخش قابل‌توجهی از انرژی مصرفی در دوره‌های توقف فعال و حرکات اصلاحی بدون ارزش افزوده تلف می‌شود و اصلاح توالی عملیات و پارامترهای حرکتی می‌تواند مصرف انرژی را به‌طور محسوس کاهش دهد، بدون آنکه زمان چرخه تولید به‌طور معناداری افزایش یابد. همچنین مشخص شد که کاهش توان اوج از منظر پایداری شبکه برق و هزینه‌های دیماند اهمیت دارد و لازم است در بهینه‌سازی هم‌زمان با کاهش انرژی کل لحاظ شود. نتیجه‌گیری پژوهش آن است که بهینه‌سازی مصرف توان در خطوط مونتاژ رباتیک نیازمند رویکردی یکپارچه است که تحلیل داده‌های عملیاتی، مدل‌سازی حرکتی و تصمیم‌گیری چندهدفه را ترکیب کند و صرف تمرکز بر یک شاخص انرژی برای دستیابی به پایداری عملیاتی کافی نیست. واژگان کلیدی: مصرف انرژی، بهینه‌سازی توان، خط مونتاژ رباتیک، بازوی مکانیکی، زمان توقف.