Организатором конференции является команда оптического журнала MAFO – Ophthalmic Labs & Industry
23 февраля, накануне открытия выставки MIDO-2018, в отеле NH Hotel Milano (Милан, Италия) в 19-й раз состоялась конференция MAFO для профессионалов – представителей оптической индустрии. В этот раз по теме конференции «Индустрия 4.0 – перезагрузка» представители оптических компаний и учебных заведений предложили вниманию слушателей девять докладов, в которых рассматривали актуальные технические вопросы современной индустрии очковой оптики.
Открыл конференцию исполнительный директор издательства MAFO Йорг Шпангемахер (Jörg Spangemacher). Он приветствовал собравшихся и познакомил их с новым главным редактором журнала MAFO – Ophthalmic Labs & Industry – Ханной Девальд (Hanna Diewald), которая занималась организацией конференции. Как всегда, ее председателем являлся профессор факультета очковой оптики и оптической электроники Университета прикладных наук города Алена (Германия) Петер Баумбах (Peter Baumbaсh), который представлял докладчиков и тему их доклада, а также излагал резюме по итогам вопросов и дискуссий.
Халид Харрар (Khalid Harrar) из Марокко, работающий математиком-консультантом в компании Fielman AG, выступил с докладом «Оптимизация поверхности и ее применение для линз Free Form» (Surface smoothing and applications to freeform lenses). Было отмечено, что развитие новых методов обработки поверхности стало возможным благодаря появлению разнообразных инструментов. Для создания новых дизайнов линз Free Form важно осуществлять математический анализ поверхностей и формируемого изображения, а также вносить необходимые изменения еще до начала производства.
Были названы два метода предварительной оценки изображения – фильтрование (filtering) и обтекание (fairing) – и приведены их математические описания при помощи матричных, интегральных и тензорных вычислений. Предварительная оценка изображения и внесение изменений в дизайн позволяют убрать «оптический шум» и нежелательные погрешности на периферии линз, а также благоприятно скажутся на ширине зон четкого зрения и на абсолютном значении погрешности оптической силы. Докладчик представил рисунки распределения оптической силы и астигматической погрешности по поверхности линз до и после ее оптимизации с применением двух указанных методов. Большое количество математических формул, систем уравнений и матричных вычислений произвели впечатление на аудиторию, поэтому вопросов к докладчику не было. Профессор Баумбах в резюме назвал прозвучавший доклад интересным и полезным. В Университете прикладных наук города Алена проводится анализ поверхностей прогрессивных линз, из которого видно, что многие известные производители уделяют внимание только основным оптическим зонам. Математические методы анализа и оптимизация позволят улучшить дизайн и избежать перепрограммирования задействованных в производстве линз генераторов.
Ксавьер Бултез (Xavier Bultez), руководитель лаборатории компании Satisloh (Швейцария), представил доклад «Индустрия 4.0 в оптической лаборатории: конкретный пример» (Industry 4.0 in an optical lab: a case study). Он кратко напомнил о сущности термина «Индустрия 4.0», которым обозначают происходящую в настоящее время четвертую промышленную революцию. Первая промышленная революция была связана с применением в производстве силы воды и пара, вторая – с началом массового производства и использованием электроэнергии, третья революция была обусловлена автоматизацией, роботизацией производства с использованием электроники и информационных технологий. Сегодняшняя, четвертая революция связана с новыми принципами организации производства: с появлением «умных» заводов с объединенными в общую сеть интеллектуальными станками; со слиянием промышленной инфраструктуры с Интернетом вещей и расчетами в облаке; с контролем потоков материалов, продукции и информации; с инициацией сервисного обслуживания оборудования самими станками; с оказанием помощи персоналу специальными системами-помощниками.
Принципы концепции «Индустрия 4.0» были реализованы в оптической лаборатории Greenfield 4.0, которая за шесть месяцев была построена и начала производство в Техасе (США). При ее внедрении были решены следующие задачи: сокращение трудозатрат на 65–75 %; ускорение выполнения заказов на 30–60 %; уменьшение брака на 20 %; 50 %-е сокращение площади оборудования на единицу продукции; 25 %-я экономия ресурсов (электроэнергии, воды, чистого воздуха). Докладчик рассказал об автоматизированном оборудовании компании Satisloh, которое взаимодействует с единым центром управления на всех стадиях производства, а также о технологиях блокировки, фрезерования поверхности, нанесения покрытий, применяемых в этой лаборатории. В настоящее время ее производительность составляет 2500 линз в день при 20-часовой продолжительности работы. Управляет лабораторией один человек. Производство очковых линз в лаборатории Greenfield 4.0 намного безопаснее для окружающей среды, так как расход воды на производство одной линзы снижен на 20 %, потребление электроэнергии – на 30 %, воздуха – на 20 %, наполовину меньше стал объем охлаждающих водных растворов, отсутствует бумажный документооборот, применяется свободный от тяжелых металлов способ блокировки заготовок.
Генеральный менеджер по продажам в США компании MEI (США) Фабио Верзери (Fabio Verzeri) озвучил доклад «Обработка по контуру 4.0» (Edging 4.0). Докладчик начал рассказ с истории очков, напомнив ее основные этапы: первое упоминание о корригирующих очках в 1286 году, появление линз отрицательной рефракции в 1451 году, возникновение заушников оправы в 1727 году, начало производства бифокальных линз в 1784 году, изготовление первых солнцезащитных очков в 1927 году, появление линз из органических материалов в 1947 году. Развитие очковой оптики шло очень медленно, и на протяжении 500 лет основным материалом для изготовления линз служило минеральное стекло. В 1950 году из него были изготовлены 100 % очковых линз, и для их обработки по контуру применялись станки с абразивными шлифовальными кругами. К началу XXI века до 95 % линз выпускались на основе органических оптических материалов, однако метод их обработки по контуру оставался все тем же. Этот метод хорошо подходит при работе с минеральными линзами простого дизайна, однако плохо сочетается со все возрастающим разнообразием линз из органических материалов. К недостаткам данного метода следует отнести его медлительность, потребление значительного количества воды для охлаждения рабочей зоны, образование большого объема отходов из смеси воды и остатков материала линз, трудность выполнения некоторых видов работ. Однако рынок очковой оптики привык к подобной технологии и не хотел изменяться.
В 2004 году компания MEI представила новую технологию обработки линз по контуру – фрезерование, которое имеет бесспорные достоинства по сравнению с традиционным шлифованием с применением алмазных абразивных кругов. К преимуществам технологии относятся более высокая точность и надежность, отсутствие необходимости в последующей доработке фацета, большая производительность – сокращение времени рабочего цикла от 40 до 70 %, сухая обработка с исключением применения значительных объемов воды и появления загрязненных водных отходов, возможность формирования самых сложных контуров и профилей. Современные установки с обработкой по контуру фрезерованием могут быть автоматизированы и встраиваются в единую систему управления оптической лаборатории. Их внедрение, по мнению докладчика, является революционным шагом вперед для всего оптического рынка.
Ведущий менеджер по продажам компании Luxexcel (Бельгия) Гвидо Грот (Guido Groet) выступил с докладом «3D-печать: сделаем очки умными» (3D printing: bringing smart to eyewear). Компания Luxexcel с 2009 года специализируется на производстве светодиодной оптики с использованием запатентованной технологии 3D-печати. С 2015 года начинается применение этой уникальной технологии для печати очковых линз с высоким коэффициентом светопропускания. Еще совсем недавно сама идея о возможности использования 3D-печати для изготовления очковых линз казалась утопией, но сегодня этот метод успешно внедрен в производство. В настоящее время два 3D-принтера компании Luxexcel для изготовления специальных очковых линз методом 3D-печати запущены в США: в компании IFB Solutions (Салем, Северная Каролина) и в лаборатории Quest Vision Care Specialty Lab (Ларго, Флорида). 3D-принтер занимает площадь около 5 м2; помимо него, необходимо иметь оборудование для нанесения оптических покрытий. Производительность составляет 4 линзы за период времени от 30 мин до 1 ч в зависимости от дизайна. В качестве расходного материала применяется мономерная композиция на основе акрилатов с показателем преломления 1,530, числом Аббе 45, удельным весом 1,15 г/см3. Наиболее эффективно использование 3D-печати для выпуска индивидуальных линз сложного дизайна, так как имеется возможность печати разнообразных передней и задней поверхностей линз. Образцы линз, произведенных методом 3D-печати по технологии и на оборудовании компании Luxexcel, успешно прошли испытание в Университете прикладных наук города Алена на соответствие требованиям стандартов ISO.
Наиболее удивительной особенностью изготовления очковых линз методом 3D-печати является возможность сделать очки на их основе «умными». Современные смартфоны сильно отличаются от первых мобильных кнопочных телефонов, а очки практически не меняются. 3D-печать позволит интегрировать в линзы или оправы-моноблоки самые разнообразные электронные устройства, делая очки намного более функциональными. Эта тенденция становится одной из ведущих в 2018 году, когда, по оценкам исследователей рынка, ожидается рекордный рост внедрения разнообразных устройств с возможностями использования расширенной (дополненной) и виртуальной реальности. В заключение участникам конференции был показан видеофильм о производстве очковых линз методом 3D-печати.
Генеральный директор компании LensWare International (Германия) Бернд Фраермут (Bernd Freyermuth) представил доклад «Индустрия 4.0 и система управления лабораторией: обзор и вызов» (Industry 4.0 & LMS: Review & Challenge). Докладчик сделал обзор путей внедрения информационных технологий в управление оптической лаборатории на протяжении трех десятилетий, приведя примеры из собственного опыта работы. Внедрение электронных систем управления способствовало активному поиску новых путей автоматизации на разных стадиях производства очковых линз и появлению интеллектуальных станков, а также привело к интеграции всего производственного процесса. Сегодня вся работа оптической лаборатории регулируется при помощи программного обеспечения или же оно оказывает помощь в ее проведении. Современные системы управления являются чрезвычайно сложными, учитывающими огромные объемы данных и их изменения. Концепция использования подобных систем в управлении лабораторией получила обозначение «Индустрия 4.0», хотя она также должна учитывать особенности административных, коммерческих и технологических процессов. Докладчик рассказал об общих чертах и существенных отличиях архитектуры программного обеспечения для крупных и малых рецептурных лабораторий. Были приведены примеры структуры программного обеспечения различных предприятий – с разной производительностью, с размещением производства на разных площадках, с наличием или отсутствием дистрибьюторов продукции в других странах.
Менеджер по продуктам компании Luneau Technology (Франция) Себастьян Пена-Фельдман (Sebastian Peña-Feldmann) предложил вниманию слушателей доклад «Первые оптические измерения с безупречным определением размеров 3D» (The first optical measurements with flawless 3D sizing). На протяжении ряда лет мы наблюдаем постепенную эволюцию оборудования для сканирования формы оправ. Достигнуты существенные улучшения в определении размеров и формы световых проемов оправ с высокой кривизной, сканирование осуществляется с меньшим давлением на ободок, а само оборудование меньше нуждается в калибровке. Эти успехи, отметил докладчик, стали возможны благодаря внедрению более совершенных систем механического сканирования с движущимся стилусом и систем оптического сканирования с применением камер высокого разрешения. Тем не менее пока остаются проблемы со сканированием демолинз, которое требуется при определении формы световых проемов гибких оправ, оправ с креплением линз на винтах и на леске. Преимуществами систем для оптического сканирования являются простота и быстрота в использовании, надежность в эксплуатации из-за отсутствия движущихся механических инструментов, возможность определения самой формы линзы. Однако если демолинза фотографируется с выпуклой стороны, то определение размеров происходит в двухмерных координатах 2D, при этом ее форма и кривизна поверхности могут повлиять на точность результатов. Если же оптическое сканирование производится с вогнутой стороны, то более четко распознаются размеры демолинзы, а форма определяется с учетом ее центра тяжести. Был представлен новый метод сбалансированного оптического сканирования, который функционирует независимо от навыков мастера, формы и кривизны демолинзы.
Профессор оптометрии Ольстерского университета (University of Ulster, Великобритания) Мо Джали (Mo Jalie) выступил с докладом «Призматический эффект – пересматриваем заново» (Prismatic effect – Revisited). Он напомнил собравшимся, что призматический эффект возникает в том случае, если луч света проходит через линзу, децентрированную относительно глаза. Его величина в любой точке сферической очковой линзы зависит от задней вертексной оптической силы F и от расстояния от данной точки до оптического центра линзы с. Призматический эффект можно оценить с достаточной степенью точности по формуле Прентиса Р = сF. Эта формула позволяет определить отклонение приходящего светового луча линзой, однако не дает представления о том, какое влияние это окажет на глаз, то есть какое вращение глаза потребуется, чтобы увидеть данный объект. Искомая величина может быть получена из модифицированной формулы Прентиса Р = c', где c' – это эффективная децентрация линзы, которая зависит от расстояния между линзой и центром вращения глаза и от силы линзы. На практике определение призматического эффекта необходимо для того, чтобы выявить индуцированное им вращение глаза и определить, нужен ли контроль призматического эффекта в зоне для близи. Профессор Мо Джали привел примеры определения значений эффективной децентрации и призматического эффекта при децентрации прогрессивных линз различной оптической силы.
Руководитель отдела технических операций компании IOT Жозе Мигель Клева (José Miguel Cleva) выступил с докладом «Влияние среднего значения оптической силы у пользователей прогрессивных линз» (Mean Power effect in PAL users). На зрительное восприятие человека при пользовании корригирующими очковыми линзами оказывает существенное влияние значение астигматической составляющей и погрешности сферической составляющей в латеральных зонах линз. Комбинация сферической и астигматической составляющих является ключевой причиной ощущаемого пользователем дефокуса и ухудшения качества зрения при взгляде через периферию линз.
Для того чтобы проверить, как влияет распределение среднего значения оптической силы, было проведено исследование с привлечением 44 пользователей очков. Для сравнения были выбраны прогрессивные линзы двух дизайнов с одинаковым распределением астигматической составляющей, но с различным распределением среднего значения оптической силы в латеральных зонах линз. Под средним значением оптической силы подразумевали сферическую составляющую погрешности рефракции плюс одну вторую от астигматической погрешности. Применение этих двух дизайнов позволило выделить влияние распределения сферической составляющей погрешности рефракции и эффект от ее воздействия на степень удовлетворенности пользователя. Согласно полученным результатам наилучшие отзывы пользователи дали линзам, в дизайне которых среднее значение сферической ошибки в латеральных зонах было нулевым или отрицательным. Размеры воспринимаемых пользователями полей четкого зрения в зоне для дали в очках с линзами такого дизайна оказались больше, а острота зрения через латеральные зоны линз – выше.
Ведущий менеджер по бизнес-группам компании GfK (Германия) Тилл Херцог (Till Herzog) представил доклад «Сравнение структуры различных оптических рынков в 2017 году» (Comparison of the structure of different Optic markets in 2017). Был проведен анализ оптических рынков четырех ведущих стран Европы – Германии, Испании, Италии и Франции. В 2017 году развитие шло слабо, но к окончанию года было отмечено некоторое улучшение ситуации. Наиболее продаваемыми группами товаров стали очковые линзы и оправы, причем продажи линз в Германии шли лучше, чем в остальных странах. В количественном отношении продажи очковых линз на всех четырех рынках снизились на 0,6 % при небольшом увеличении средней цены. Продажи линз в Германии и Испании увеличились как в количественном, так и в денежном выражении, в то время как во Франции и в Италии отмечено снижение по обоим показателям.
Анализ структуры продаж свидетельствует о продолжающемся увеличении доли прогрессивных линз, которая в среднем возросла с ноября 2016 года к октябрю 2017 года с 33,4 до 33,7 %. Во Франции этот показатель к октябрю 2017 года составил 38,2 %, в Германии – 34,8 %, в Италии – 19,0 %, в Испании – 34,4 %. В то же время на оптическом рынке Шанхая продажи прогрессивных линз на октябрь 2017 года были равны 12,5 %, а в России – 1,1 %. Отмечено продолжение увеличения спроса на линзы из материалов со значениями показателя преломления 1,60 и 1,67, а продажи линз из материала с показателем преломления 1,50 продолжают снижаться, хотя они и остаются наибольшим сегментом рынка очковых линз во всех четырех странах. Кроме того, в них отмечен рост спроса на фотохромные и окрашенные линзы, причем увеличение продаж окрашенных линз носит ярко выраженный сезонный характер, достигая 17,8 % от общего количества продаж очковых линз. Наиболее значимым продуктом для увеличения продаж могут стать линзы Proximity (для работы на близком расстоянии, за компьютером и с электронными устройствами).
После окончания конференции состоялась оживленная дискуссия с обсуждением представленных докладов. Все участники заполнили анкеты, отмечая наиболее интересные и свободные от рекламы выступления. Мероприятие завершил традиционный прием с шампанским.
Текст: Ольга Щербакова
Copyright © РА «Веко»
Полная версия статьи, включающая в себя все иллюстрации, вставки, сноски и различные элементы оформления, опубликована в журнале «Веко» [2018. № 5 (220)].
По вопросам приобретения журналов и оформления подписки обращайтесь в отдел продаж РА «Веко»:
- Тел.: (812) 603-40-02.
- E-mail: magazine@veko.ru
- veko.ru
Наши страницы в соцсетях:
