钣金数字化智能工厂规划

“中国制造2025”正处于全面部署、加快实施、深入推进的新阶段,面对信息化和工业化深度融合的进程中不断涌现的新技术、新理念、新模式,工业竞争格局深度调整,工业企业外部环境变化和传统运营模式难以为继,亟待进行数字化转型。

文/施伟·江苏亚威机床股份有限公司

钣金数字化智能工厂机遇与挑战

“中国制造2025”正处于全面部署、加快实施、深入推进的新阶段,面对信息化和工业化深度融合的进程中不断涌现的新技术、新理念、新模式,工业竞争格局深度调整,工业企业外部环境变化和传统运营模式难以为继,亟待进行数字化转型。而目前我国钣金制作行业与国外相比,数字化和信息化方面差距较大,许多先进的数控钣金设备仅是一个信息孤岛,无法与管理系统进行有效的数据交流。国家先后出台《关于加快推进智能制造装备产业发展意见》、《关于开展省级制造业创新中心建设试点意见》等政策引导制造企业转型升级,制造企业面临着跨越发展的全新挑战和机遇。

钣金MES助力钣金行业数字化转型

企业在数字化转型中会遇到各种各样的问题,生产领域的、信息化领域的、自动化领域的,因此需要建立顶层框架来进行思考。

针对钣金企业的数字化转型结构设计可以分为三层,通过制造执行系统(MES)对人、机、料、法、环等生产要素进行生产调度、设备管理、物料配送、计划排产和质量监控。底层是自动化车间,主要是自动化设备,由数控冲床、激光、折弯机、机器人、AGV小车、传送带等构成的智能柔性生产线。中间层是MES制造执行系统。上层是数字化企业层,包括精益管理和有关数据分析的服务。数字化车间蓝图如图1所示。


图1 数字化车间蓝图

钣金智能工厂的设计

钣金智能工厂是基于信息化的平台,目的是通过融合MES、PLM、ERP、CAD、CAM等应用软件,帮助企业打造一个数字化、信息化、智能化的“三化”工厂。各种信息流通过应用软件交互传递,产品、材料和生产工艺生产人员知道在哪里,采购、销售和管理人员也知道相应的数据,让企业管理透明化,企业数据高效化。

CAD-CAM

⑴可以实现自动套裁,简单快捷,如图2所示。

图2 在线自动套裁

⑵钣金MES与CAD-CAM软件接口打通,轻松实现加工代码自动加载。

⑶将经验知识数字化,降低对操作工的技术要求。

⑷成品拆解找到最佳工序。

ERP-MES

计划执行、透明管理,实现钣金MES与ERP接口的打通。

⑴ERP中的销售订单信息一键导入钣金MES,实现生产端与管理端的数据共享,如图3所示。


图3 导入ERP系统订单界面

⑵钣金MES中的库存管理模块,在生产中实时动态更新库存,减少库存资金占用。

⑶通过操作员生产过程中开工、报工等一系列操作,全程跟踪生产进度,生产状况一目了然。

⑷产能消耗、设备OEE分析等报表一键生成,提高报表整理效率,管理者从繁杂的统计报表整理工作中解放出来。

Cloud Service

随时随地,移动办公。钣金MES部署在云服务器上(图4),除了支持在PC端登录、查看、操作以外,还支持手机APP端登录操作,极大地方便了操作工的使用。

图4 钣金MES移动端

⑴设备负荷报表在线查看,随时随地监控设备负荷。

⑵设备故障预测,通过大数据分析,结合AI机器学习算法,对机床关键部位参数进行分析,提前发现设备故障,及时进行维修保养。

⑶远程连接,远程服务,AR扫码查看机床3D拆解图像,实时在线指导维修工作。

设备云端管理

物联网智能网关(图5),边缘计算能力强大。

图5 智能网关

⑴整合各类CNC通信协议;⑵多重身份校验,从入口处保障通信安全。

通过机床关键位置加设智能网关进行数据的采集和处理,数据经过清洗分析后在平台上汇总,打破信息孤岛,在线统计设备运行信息,及时解决设备故障,保证订单交期。同时,钣金MES还支持通过短信、APP弹窗等多方式实现设备故障实时报警,提高设备维修处理速度。并且支持在线养护计划的制定,养护任务在线下达,养护状态实时跟踪,备品备件即缺即补,操作手册在线指导维修,最大程度地提高设备养护效率。

设备健康维护

通过在激光机床齿轮齿条、冲床丝杠上安装传感器,采集设备振动数据,智能网关转化物理信号为数字信号,分析数字信号的数学特征,不断进行拟合分析,找到最优算法,从而准确预判设备故障发生的原因。设备运行状态分析界面如图6所示。


图6 设备运行状态分析界面

⑴智能硬件传感器频带宽,电压输出稳定;⑵可靠性高。

利用AR在线维修指导(图7),支持配件三维拆解,全方位查看机械部件结构,节省维修人员出行成本。

图7 AR在线运维指导

展望未来

“中国制造2025”是我国实现制造业转型升级的关键,智能制造顾名思义是指在制造业当中着力推广关键技术装备、系统集成技术、数字化技术、智能制造成套装备,持续不断培育、完善和推广智能制造新模式,提高制造业信息化程度和集成共享水平。亚威将继续有力、务实地以“亚威智云”工业互联网平台的建设和有效应用为支撑,以MES软件业务为核心的信息化系统和工业物联网(IoT)服务业务,努力打造“硬件+软件+云+集成+咨询规划”一体化解决方案和生态系统。

施伟

作者简介

江苏亚威智能系统有限公司项目总监,主要负责亚威股份对外的各类信息化建设及应用运维服务,主持并参与了公司ERP、MES、SRM、SCADA等项目,为客户带来了全新的智能制造新理念,并顺利通过了2019年国家工信部智能制造新模式应用的现场评审。

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