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    數字化無人化智能制造鈑金行業解決方案

    新基建開啟新賽道,智能化重塑新生態。后疫情時代給制造業企業快速發展帶來了轉型壓力,同時也面臨著諸多“新基建”帶來的新機遇,智能技術推動智能制造邁向更高臺階,為企業的高質量發展提供“直道競賽”的機會。


    伴隨著智能制造、工業4.0的普及與推廣,行業與客戶對智能化工廠及自動化生產線的要求也越來越高,如今要求新工廠、新設備具備數字化和信息化能力已經成為基本選項。


    制造企業中鈑金工廠包含常見的下料車間、備料車間、沖壓車間、沖剪產線、折彎產線、焊接產線等,一個工藝環節就是一個生產單元,具有多品種、小批量的離散制造行業的典型特征。而對于鈑金工廠的信息化建設來說,其信息化應該具備計劃管理、生產管理、物料管理、質量管理、設備管理等常規功能,結合鈑金工藝本身的一些特性,在信息化層面也體現出一些較為獨特的個性化需求。因此,在鈑金行業信息化系統規劃時,除了常規標準功能外,還應該重點針對以下特點進行需求分析和功能設計。


    智能化鈑金工廠需求

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    當前一些典型的智能化鈑金工廠的需求主要有以下幾個方面:

    (1)多工藝、多工序的生產管理。包括下料、折彎、焊接、拋光、運輸、倉儲、質檢等環節。

    (2)多系統、多設備的集成整合。像ERP、MES、WMS、PLM、CAM、CNC、PLC、條碼系統等。

    (3)多品種、小批量鈑金工件的自動排版及自動分揀。其中包括自動關聯訂單、套料版圖等等。

    (4)智能倉儲及物流配送的管理。不僅僅是原材料料庫,還包括成品、半成品的出入庫及線邊倉管理等。

    (5)條碼管理及品質追溯。工件及原材料的噴碼、貼碼、掃碼和追溯等。

    (6)產線看板及管理可視化。生產狀況、設備狀況、工作效率等數據的實時展現等等。

    (7)數據分析及應用。如預測性維護、故障報警分析等。

    (8)培訓及虛擬化展示。如操作培訓、數字孿生展示、虛擬化模型驅動、參觀及銷售演示等等。


    沃森智能鈑金工廠解決方案


    1.智能化鈑金工廠頂層設計

           沃森智能鈑金行業解決方案提供了從計劃、生產、物流、品質、倉儲物流等幾大業務模塊,全面開展了業務現狀流程梳理、痛點分析、未來流程和業務變革、高階方案等工作,同時針對鈑金工廠長期存在的的幾大痛點,實施全價值鏈拉通的鈑金行業信息化解決方案。

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           鈑金工廠向智能化轉變,主要有四個步驟:第一,明確向智能化發展的課題。描述理想的工廠狀態,從而明確需改善的問題。第二,從簡單的問題開始做起。不要制定復雜的管理基準,避免從繁瑣的運用開始。第三,確定企業智能化發展的推進人員。面對公司的各種反對,該人員需具備不屈服的精神,同時經營人員也要參與。第四,驗證智能化推進的效果。經常驗證管理的功效,及時停止沒有效果的管理。


    2.自動化設備取代人工提升效率

          鈑金工廠原材料種類多、規格多,一般采取堆疊的方式來存放,使得查找物料和轉運物料變得很慢,降低了生產效率。使用自動化物流設備可有效解決這類問題。常見的解決方案有三種,專機的獨立原材料倉庫物流系統,這種解決方案大多是單列的,而且和設備直接相連,能夠服務于配套的設備,實現半自動化或自動化生產。

           大型的通用型金屬材料庫物流系統,這類自動化料庫解決方案能夠提供充足的儲存空間,能大大改善板材的提取速度,但需要搭配強大的控制系統與之配合。


    鈑金自動料庫自動化物料存儲+自動裝卸+ CNC沖床/激光切割機圖2顯示了配備有自動存儲與自動裝卸裝置的CNC沖床.在生產過程中,自動存儲可以與裝卸機無縫連接.減少手工更換原材料的操作;在人機界面上,可以一次安排多個規格不同的板的打孔程序,并且在處理不同的半成品后,可以將它們堆疊起來并返回倉庫.工人負責將配料送入倉庫并切斷微連接,而無需人工干預.此配置方法也適用于激光切割機,

    鈑金自動料庫自動化物料倉庫的運行速度由總線直接設置,提高了控制的與時性,定位精度高達±2mm.由Gutaico開發的中央控制調度系統可以通過開放式通信協議與Siemens與Mitsubishi PLC連接.這些協議具有高度的行業兼容性與集成性,并可以與Amata,Primabao,TRUMPF,Mitsubishi Electric,Docking以與主機制造商的設備(例如Murata Machinery與Bystronic Dineng)對接.鈑金柔性生產系統隨著社會的進步,人們對產品功能與質量的要求越來越高.多樣化產品與小訂單的生產變得越來越普遍.傳統的單一批量生產模式已成為越來越嚴峻的挑戰.在保證質量的前提下,為了縮短產品的生產周期并降低生產成本,使小批量生產能夠與批量生產競爭,形成了靈活的生產體系. Goodtec為電梯公司設計與制造了激光切割柔性生產系統.該系統主要由GTC中央控制與管理系統,兩塔式智能三維倉庫(自動物料存儲與運輸),激光切割機,自動裝卸機械手,產品分類單元,產品輸送線,彎曲機器人,折彎機鈑金自動料庫

    鈑金自動料庫激光切割柔性生產系統的拓撲圖.該生產線配備了上級監控管理系統與倉庫管理系統WMS,可以與企業ERP系統連接.生產訂單任務是通過工廠MES系統發出的.中央控制綜合分析各設備的狀態后,通過網絡傳輸,向各處理設備發送正確,正確的加工圖紙與程序.倉庫按任務計劃完成物料分配,按訂單生產,確保了產品合格率,實現了無人值守生產.同時,該系統具有電子信息顯示,智能故障診斷,維護預警與自動記錄,自動生產報告生成,歷史數據查詢,遠程終端監視與遠程故障診斷等功能.該生產線可以與隨后的電梯轎廂壁自動膠合,手動/自動羅紋,自動軋制,無鉚釘連接,手動打釘以與成品盒的自動脫機無縫連接,或者根據制造任務生產品種的變化可以快速調整生產,最大程度地減少人員參與物料管理的速度,并提高生產效率.



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    3.軟件讓設備具備靈魂

    鈑金內部多級工單、流程工序交錯,價值流前后斷點匹配困難;工序間單件流管理,工藝路線有差異,難以通過工單管理單件。

    另一方面,同一條碼多工段多工單,工藝路線復雜;庫存信息不透明,人工運料次數多。

    因此,鈑金工廠信息化的生產排程和設備管控成為最大的難點和關鍵點。

    華工賽百鈑金工廠信息化解決方案,集成全球頂尖的套料算法引擎,基于自主可控智能制造運營管理平臺進行知識提煉、算力提升,實現高效化生產、可視化管控、精細化作業、集約化管理、系統化集成、平臺化擴展,為鈑金工廠高質量發展助力賦能。

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    4.控制系統于應用軟件之間的高效協同

    鈑金加工中,沖壓和切割加工原材料通常是金屬板料或卷料,為了提高原材料的利用率、減少廢料和預料,很多鈑金加工中就用到了套料(排料)軟件,通過軟件系統自動將鈑金件在板材上進行模擬排布,并將套料結果提供給鈑金設備執行操作。

    在這個過程中,控制軟件要實現對鈑金作業的調度和監控,就需要與套料軟件進行集成。通過集成,控制軟件與套料軟件共同制訂生產計劃,提高生產節拍,減少材料浪費。


    5.基于物料標識實現的智能分揀

    對于中小型零件的鈑金作業,一個原材料板材經過加工后通常將產出多個零件,需要將零件進行分揀、歸類、匯總和標識。因此,在智能分揀系統需要對分揀作業和分揀零件的標識進行管理。

    可以通過容器或料框進行物料的標識和管理:根據分揀清單按零件種類分揀到不同料框中,對料框進行二維碼/條碼或者RFID標識,零件數量和規格信息與料框信息進行關聯,從而實現對鈑金件的物料管理。


    總結

          作為數字化鈑金車間建設的首創者,我們沿著多個標桿工廠的建設足跡,在為客戶提供服務的過程中不斷優化迭代方案以及產品,想方設法踐行我們的核心價值觀:為客戶創造普惠的解決方案。


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