智能化是實現(xiàn)制造業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的高端技術(shù),也是支撐制造業(yè)高水平發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)。開發(fā)智能制造將為制造業(yè)的全面發(fā)展提供強(qiáng)有力的動力和必要保障,是國家的重大戰(zhàn)略部署。盡管小家電行業(yè)整體增速仍承受較大的壓力,但在消費升級的推動下,中國家電企業(yè)正逐漸放棄過去以大規(guī)模傳統(tǒng)生產(chǎn)、價格競爭、渠道壓貨為特征的傳統(tǒng)商業(yè)模式,而是采取更為開放、多元、更貼近市場的智能制造生產(chǎn)模式,以滿足“多品種、小批量”的個性化客戶需求。面臨市場的快速增長和小家電產(chǎn)業(yè)升級,智能工廠是大勢所趨。 目前中國家用電器企業(yè)大多采用傳統(tǒng)手工操作的生產(chǎn)模式,效率低、質(zhì)量不穩(wěn)定、材料成本高、制造成本高、效益低等諸多困難?;谶@樣的背景,迫切需要企業(yè)能夠率先推出小家電智能制造的示范基地。本論文主要介紹了沖壓、表面處理、注塑、物流等智能工廠系統(tǒng)及其各模塊子系統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用,通過采用智能制造的生產(chǎn)模式,一方面解決了人工和材料成本上升的問題,另一方面通過柔性化制造滿足市場的“多品種、小批量”的個性化需求,有效提升企業(yè)在小家電智能制造產(chǎn)業(yè)中的競爭力。
(1)建立以因特網(wǎng)和大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的“智能感知”系統(tǒng),實現(xiàn)車間的數(shù)據(jù)化、移動化、實時化、可視化管理,真正實現(xiàn)一體化智能工廠控制體系。(2)采用業(yè)界領(lǐng)先的信息化控制系統(tǒng),實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的自動采集,自動傳輸數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)(MES)和制造執(zhí)行系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)。(3)信息化系統(tǒng)包括:PLM產(chǎn)品研發(fā)管理、ERP材料定單管理、SRM協(xié)同供應(yīng)鏈、MES生產(chǎn)執(zhí)行、APS高級智能排產(chǎn)、CPS數(shù)據(jù)采集、BI大數(shù)據(jù)分析、EMS能耗管理、WMS智能倉儲等14個模塊(4)工業(yè)4.0智能工廠的構(gòu)成:設(shè)備自動化、生產(chǎn)可視化、物流智能化、管理移動性、決策數(shù)據(jù)化。各個模塊系統(tǒng)互聯(lián),倉庫信息的智能管理實時控制,實現(xiàn)移動APP平臺管理[4]。智能化廠房設(shè)備及工藝。3.1沖壓設(shè)備和工藝。(1)如圖2所示的先進(jìn)生產(chǎn)線包括:拉伸、清洗、打砂、沖壓、焊接和鈍化等;沖壓生產(chǎn)線由傳統(tǒng)的多機(jī)聯(lián)接改造為多個大型沖床,配三次元機(jī)械手,完成多工序。具有線體短、處理距離短、速度快的特點,視覺定位系統(tǒng)與三次元線有效結(jié)合,加工過程能自動對正,不同產(chǎn)品適用,生產(chǎn)線柔性高。 圖2沖壓車間。(2)砂光段采用目視取工件系統(tǒng)和自動砂光機(jī)上下料,實現(xiàn)砂光無人化。(3)落料采用多排套料,材料利用率提高8.5%,同時采取自動無劃傷排料機(jī)構(gòu),合格率達(dá)99.9%以上。(4)整個生產(chǎn)線高度自動化集成,檢測智能化,物流實現(xiàn)AGV,生產(chǎn)過程采用MES系統(tǒng),通過中央控制室智能控制;生產(chǎn)線實現(xiàn)“精益化、自動化、信息化、智能化”四化融合。3.2表面處理設(shè)備和先進(jìn)工藝。(1)氧化線。自動化臺式前處理+吊掛氧化系統(tǒng),使生產(chǎn)線高效節(jié)能;采用地鏈?zhǔn)街睅絿娚皺C(jī)+機(jī)器人方式實現(xiàn)自動轉(zhuǎn)件,節(jié)約人力和成本;全自動加料處理系統(tǒng),保證生產(chǎn)工藝穩(wěn)定。上位機(jī)集中控制系統(tǒng),上位機(jī)配有以太網(wǎng)通訊模塊,讀出PLC的功能數(shù)據(jù),對整個產(chǎn)品表面處理過程進(jìn)行監(jiān)控。(1)氧化線。自動化臺式前處理+吊掛氧化系統(tǒng),使生產(chǎn)線高效節(jié)能;采用地鏈?zhǔn)街睅絿娚皺C(jī)+機(jī)器人方式實現(xiàn)自動轉(zhuǎn)件,節(jié)約人力和成本;全自動加料處理系統(tǒng),保證生產(chǎn)工藝穩(wěn)定。上位機(jī)集中控制系統(tǒng),上位機(jī)配有以太網(wǎng)通訊模塊,讀出PLC的功能數(shù)據(jù),對整個產(chǎn)品表面處理過程進(jìn)行監(jiān)控。(2)清潔生產(chǎn)線。配備了自動攪拌系統(tǒng),配有國外先進(jìn)的計量泵和管道,保證了表面處理過程的穩(wěn)定性。(3)噴射線。使用自動噴油系統(tǒng),控制系統(tǒng)+機(jī)器人噴漆,可實現(xiàn)實時流量監(jiān)測、定量監(jiān)測,產(chǎn)品切換迅速,保證產(chǎn)品質(zhì)量,節(jié)約涂料用量。3.3注射設(shè)備和先進(jìn)工藝。(1)注射工藝包括自動送料、自動流水線、機(jī)械手自動取件、剪片、處理披頭、包裝、AGV自動配送等。(2)注塑機(jī)供料系統(tǒng)是高度智能化的,它把各種信息(包括設(shè)備、產(chǎn)品等)傳送到智能系統(tǒng)。可自動調(diào)整產(chǎn)品、模具、工藝,并實時傳送相關(guān)工藝數(shù)據(jù)到注塑機(jī)控制系統(tǒng)。(3)通過MES系統(tǒng),可以觀察、監(jiān)視和操作注塑車間的所有設(shè)備,有效地跟蹤從原材料到成品整個流程的所有設(shè)備、設(shè)備的運行狀況、參數(shù)等,當(dāng)生產(chǎn)過程出現(xiàn)問題,能夠快速找到問題的源頭,并及時得到解決[5]。(4)車間實現(xiàn)人車分流,采用空中廊橋連接,避免物流環(huán)節(jié)互相干擾,使車間高效、順暢地運轉(zhuǎn)。地面AGV與空中廊橋運輸相結(jié)合,車間實現(xiàn)立體智能物流和快速運輸。智慧物流(1)智能化立體倉庫是利用堆垛機(jī)來實現(xiàn)高位貨架取貨,且其行走占用空間小,可在同等面積上設(shè)置更多的貨架倉位,同時可進(jìn)行高度延展,提高空間利用率。智能立體倉庫的空間利用率是一般倉庫的5倍以上。(2)以自動化立體倉庫為中心的物流系統(tǒng),可顯著加快貨物到達(dá)速度和速度,具有快速出庫能力,并可迅速、自動地將生產(chǎn)零件送到產(chǎn)線,減輕工人的勞動強(qiáng)度,提高效率,這是普通倉庫所不能達(dá)到的[6]。(3)智能立體倉庫采用自動巷道堆垛機(jī)代替人工存放貨物,既快捷又省力。減少工人的勞動強(qiáng)度,減少工人的數(shù)量,大約是一般倉庫的1/10,工人可以不進(jìn)入庫房內(nèi)工作,大大改善了工作環(huán)境。(4)智能倉庫采用先進(jìn)的物流管理系統(tǒng)對倉庫內(nèi)貨物進(jìn)行監(jiān)控,加強(qiáng)對貨物的管理,使管理更加科學(xué)、準(zhǔn)確、可靠,使庫房管理、庫存、報表等管理工作更加簡便、快捷[7]。(5)智能倉庫配有輔助輸送設(shè)備,使得出庫更省事,可根據(jù)訂單系統(tǒng)的需求安排貨物存取,不同出口自動輸出不同訂單的貨物,提高倉庫周轉(zhuǎn)率。(6)智能倉庫系統(tǒng)不需要過多的人員進(jìn)行維護(hù),節(jié)省人力成本,同時可以改善工作環(huán)境。并且采用先進(jìn)的物流管理系統(tǒng),大大提升企業(yè)的生產(chǎn)管理水平。(7)普通倉庫屬于“靜態(tài)庫房”,功能單一,而智能倉庫采用先進(jìn)的管理系統(tǒng)和自動化存取設(shè)備,既能按需自動存取,又能與外部產(chǎn)線進(jìn)行有機(jī)連接。通過先進(jìn)的物流管理系統(tǒng)和自動化設(shè)備,智能倉庫成為企業(yè)生產(chǎn)物流的重要環(huán)節(jié)[8]。結(jié)尾。
該智能制造系統(tǒng)的建立與應(yīng)用,實現(xiàn)了工業(yè)創(chuàng)新高效生產(chǎn),產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,合格率達(dá)98.5%以上,節(jié)約50%人員,效益提高3倍。通過智能推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造升級,極大地提升了企業(yè)的市場競爭力。智能平臺為企業(yè)提供更加專業(yè)化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化的服務(wù),實現(xiàn)資源共享,有效地節(jié)約資源、降低成本、提高效率,促進(jìn)工業(yè)快速可持續(xù)發(fā)展和跨越式發(fā)展,為經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)制造業(yè)信息化建設(shè)探索了一條有效的發(fā)展路徑。
