在工业4.0时代,智能工厂制造全面解读

近年来,全球各主要经济体都在大力推进制造业的复兴。在工业4.0、工业互联网、物联网、云计算等热潮下,全球众多优秀制造企业都开展了智能工厂建设实践。

例如,西门子安贝格电子工厂实现了多品种工控机的混线生产;FANUC公司实现了机器人和伺服电机生产过程的高度自动化和智能化,并利用自动化立体仓库在车间内的各个智能制造单元之间传递物料,实现了最高720小时无人值守;施耐德电气实现了电气开关制造和包装过程的全自动化;美国哈雷戴维森公司广泛利用以加工中心和机器人构成的智能制造单元,实现大批量定制;三菱电机名古屋制作所采用人机结合的新型机器人装配产线,实现从自动化到智能化的转变,显著提高了单位生产面积的产量;全球重卡巨头MAN公司搭建了完备的厂内物流体系,利用AGV装载进行装配的部件和整车,便于灵活调整装配线,并建立了物料超市,取得明显成效。

“中国制造2025”提出以后,信息化与工业化快速融合,信息技术渗透到了离散制造企业产业链的各个环节,条形码、二维码、RFID、工业传感器、工业自动控制系统、工业物联网、ERP、CAD/CAM/CAE/CAI等技术在离散制造企业中得到广泛应用,尤其是互联网、移动互联网、物联网等新一代信息技术在工业领域的应用,离散制造企业也进入了互联网工业的新的发展阶段,所拥有的数据也日益丰富。离散制造企业生产线处于高速运转,由生产设备所产生、采集和处理的数据量远大于企业中计算机和人工产生的数据,对数据的实时性要求也更高。

  在生产现场,每隔几秒就收集一次数据,利用这些数据可以实现很多形式的分析,包括设备开机率、主轴运转率、主轴负载率、运行率、故障率、生产率、设备综合利用率(OEE)、零部件合格率、质量百分比等。首先,在生产工艺改进方面,在生产过程中使用这些大数据,就能分析整个生产流程,了解每个环节是如何执行的。

▋ 走进三一重工18号厂房

三一18号厂房是亚洲最大的智能化制造车间,有混凝土机械、路面机械、港口机械等多条装配线,是三一重工总装车间。2008年开始筹建,2012年全面投产,总面积约十万平方米。

三一重工总装车间分为装配区、高精机加区、结构件区、立库区、展示厅、景观区六大功能区域;主要生产泵车、拖泵、车载泵和平地机、压路机、摊铺机、正面吊等产品。厂房规划全面应用数字化工厂仿真技术进行方案设计与验证,此举大大提高了规划的科学性,及布局的合理性。

在工业4.0时代,智能工厂制造全面解读

1、智能加工中心与生产线

三一重工在上海临港产业园建成全球最大最先进的挖掘机生产基地,焊接机器人大规模投入使用,使得三一挖掘机的使用寿命大约翻了两番,售后问题下降了四分之三。目前,三一重工已经完成车间机加设备的研发采购与安装调试。

2、智能化立体仓库和物流运输系统

三一智能化立体仓库由华中科大与三一联合研制,总投资6000多万元, 分南北两个库,由地下自动输送设备连成一个整体,总占地面积9000平方米,仓库容量大概是16000个货位。这个库区有几千种物料,能支持每月数千台产品的生产量。

3、智能化生产执行过程控制

三一集团制造执行系统,它充分利用信息化技术,从生产计划下达、物料配送、生产节拍、完工确认、标准作业指导、质量管理、关重件条码采集等多个维度进行管控,并通过网络实时将现场信息及时准确地传达到生产管理者与决策者。

4、智能化生产控制中心

采用了Andon系统之后,一旦发生问题,操作员可以在工作站拉一下绳索或者按一下按钮,触发相应的声音和点亮相应的指示灯,提示监督人员立即找出发生故障的地方以及故障的原因,可以减少停工时长同时又提高了生产效率。

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