智能冲压车间规划的原则和参考因素
在进行智能冲压车间规划时的原则和参考要素:
⑴产品种类导入;
⑵产能预期导入;
⑶投资及回收期导入。
企业要打造智慧化的生产空间,要提升运作效能,需要立足于自身情况,开展全面的现状考察和评定,明确自身存在的不足之处以及管理上的不足。
公司需依据厂房构造、制造流程运作、生产负荷评估、作业周期测算、劳动力及管理机制等要素,探讨自动化装配线与升级改造的适宜性及经济回报测算,值得重视的自动化调整领域涵盖但不限于这些部分:
自动化升级改造,例如设置冲压用搬运设备、实现自动上料装置、应用机械臂等。
⑵柔性生产线,联线生产,比如全自动冲压线、全自动装配线等。
货物能够自动进行出入仓库和配送,例如立体仓库,以及AGV/RGV等自动周转车。
⑷全自动或半自动无人化质量在线监测和分析设备。
一、冲压智能化的突破点
如今科技持续发展,冲压作坊的自动化水平日渐增强,送料设备、机械臂、自动上料工具、机器人等被大量采用,卷料开卷、原料供给、构件成型、货物吊装、物料打包、产品运送等各项工序均已实现自动作业。
智能制造涵盖自动化、信息集成、数据化及智能决策四个层面,审视冲压生产环节的实际状况与存在难点,借助信息集成、数据化及智能决策等前沿技术,探索提升冲压整体效能的途径,致力于改善冲压制品的精良度,压缩制造成本,加速新产品的试制进程,减少劳动力投入,这些新兴技术需与传统冲压流程相融合,以数据化理念推动革新。
对比行业中的领先企业,任何公司都能识别出自己的不足之处,比如单件产品的制造成本超出同业水平,或者产品质量与废品率方面存在不足,再比如新产品投入使用的周期比顶尖企业更长,抑或生产车间的整体运作效率有待大幅改善,这些都可以通过制定智能工厂发展蓝图,并推动相关智能化工程的建设而逐步加以解决。
二、制定冲压车间智能化的路线图
制定冲压车间的自动化生产蓝图,必须依托企业整体自动化生产蓝图和工厂自动化生产蓝图,进而明确冲压自动化生产的具体路径。
当下,汽车制造企业普遍安装了生产流程即时监视系统,该系统已是行业内的标准配置。冲压车间的PMC系统与各条冲压线体总控PLC相连,能够实时掌握冲压线运行状况,显示设备故障、警报信息及工作状态,便于迅速处理异常,同时系统会收集生产数据并加以分析,识别生产环节中的薄弱点,推动问题解决,为制定生产安排、评估生产负荷、优化生产效率提供参考,最终实现降低管理开销、增强管理效能和提升整体效益的目标,具体情况如图3所示。
图3冲压PMC系统报表导航
冲压车间的PMC系统集成现场监控装置,可以监察作业流程的正确性与完成度,并支持事后追溯,同时负责监测设备与人员操作的安全性。
数据获取智能化。在各类工具设备上配置高性能的射频识别装置,在重要工位部署射频识别数据采集器,能够自动将智能系统中的相关数据即时写入射频识别装置,在指定工位能准确自动读取射频识别装置内的数据,实现信息传递自动化;智能生产管理系统与冲压生产线操作平台相连,自动采集冲压生产线的实时运行数据,构建相应的分析模型,进行相关的大规模数据解析、风险提示。
车间生产信息化管控系统
该系统主要包含两个部分,其一负责生产信息的整理,其二侧重于数据获取,这是整个系统运作的根基。利用数据获取能够汇集制造过程中的各种资料,包括成品数据、机器运行状况以及工作进度等。对收集到的信息进行解析和加工,有助于迅速应对现场的各种变化。而底层智能设备的相关数据获取和操控,则借助设备自带的连接端口来实现。众多新型电子装置所附带的内置连接途径,为信息获取与维护带来了便利条件。生产过程管理系统包含诸多组成部分,公司为减少计划执行过程中的潜在风险与经济开销,常会采取逐步推进的方案,伴随生产场所引入的各类应用单元持续增加,该系统的运作负担日益加重,对其后续运算性能的扩充事宜也需纳入规划考量。
另有一项是针对生产环节的监督,借助这一监督机制,能够具体呈现各个作业点的状况,包括冲压序列内所有机械设备的运作状态,相邻冲压序列间的自动化装置以及废弃物处理路径等机械的运作情形,冲压序列发生的问题信息,原料堆放点、模具堆放点以及冲压成品堆放点的容量使用程度等数据。借助这套系统的分析功能,可以对车间里的所有设备进行预见性管理,从而让生产环节中出现的问题在初期阶段就被消除掉。
引入监管平台之前,生产过程中时常发生问题,电话交流十分频繁,采用该平台后,能借助其分析功能准确掌握当前生产情形。此平台是连接公司高层规划体系与底层制造系统的信息核心,主要承担生产管理与任务分配职责,保证生产活动依照既定方案开展。实时获取并加工制造现场数据,动态观察生产情形及突发状况,评估生产成效并通报结果,此外还整合了仓储、运输等供应链环节的基础作用,这样能够成功填补工业制造中规划阶段与执行阶段的管理断层。
规划智能物流系统
优化冲压零件的初始物料承载架,以便让自动导引车能够自主完成物料搬运以及装卸任务,同时改进冲压完成品的智能周转箱,让机械臂可以自动进行货物装载,由自动导引车将智能周转箱自动运送到仓库进行储存,成品件通过智能化系统出库,由自动导引车自动送达至总装生产线的边缘位置,以此达成成品入库与出库的自动化管理目标。
完善自动化项目
已建成的冲压车间,多数情况仍有自动化环节需要改进,技术发展推动着不断增添自动化流程。
例如开发专用设备,用于自动化装箱作业,同时进行货物入库管理,并完成出库信息记录,此外还能配合焊接装配环节自动完成物料供给的整体系统。
更新老旧的机器,比如用伺服压机替换传统压力机,能够提升冲压线的生产效能;运用机器人进行自动送料、机器人进行自动打包等手段,可以加强冲压线的自动化程度。
运用自动化换模装置取代旧式更换模具的方式,能够应对频繁的模具更换需求,并且可以提升更换效率。
线尾检测,现阶段国内各汽车制造商主要依靠人工进行,检测人员借助视觉和触觉来判定产品零件是否存在瑕疵,此类岗位对操作者的经验丰富度和工作细致度有较高要求,随着高速冲压线设备的广泛应用,必须延长线尾皮带机的运送路径,并且要扩充检验人员的配置,这无疑给冲压环节的成本控制带来了显著负担,同时也限制了自动化水平的提升。自动化检测是达成无人化作业的一大挑战,近年来国际市场上虽涌现出各类扫描、拍照等检测装置,但针对冲压制造中那些结构复杂的立体工件,除了表面问题,还存在内部损伤、形状改变等隐蔽瑕疵,这些检测设备难以直接识别相应缺陷,仍需技术不断进步和完善。
将产品单个放入专用工装内,再运往冲压件库房,以备焊装环节调用。国内部分汽车制造商现已应用机器人执行装箱作业,不过调查发现,仍有部分外形特殊的产品无法自动化装箱。导致装箱自动化难以普及的关键因素是冲压件结构复杂且单件强度偏低。尽管如此,部分产品的成功实现,展现了未来推广的曙光。
冲压件装箱自动化
废料输送线规划
现代汽车制造企业年产量通常达到三十万辆以上,每日都会形成许多金属板边角料,这类废弃物在总材料中占比从四分之一到二分之一之间不等,必须妥善安排其运输与处置,通常采用的方法包括
从废料压力机冲模卸下,经由洞口掉落到地下室的废料输送带上,继续传送出去
(2)将废料运输到处理车间;
(3)将废料分选,然后货车运送到厂区外
升级质量管理系统
借助冲压车间的数据监测来把控零件和模具的品质;增设自动检测环节,用以规避成批次的冲压瑕疵;运用数据分析平台对冲压制品的优劣走向实施前瞻性研判,把冲压产品的品质监管推向了智慧化阶段。
设计仿真化
任何成功的工场,其基础都在于前期的构思与安排。自动化装置固然重要,但合理的空间安排,恰当的设备运用,以及模拟操作的有效验证,才是实现工厂无人化管理的根本保障。
计算机技术持续进步,软件不断更新换代,三维模拟技术在诸多领域得到普遍应用,特别是在器械制造方面。借助这种模拟手段,能够审视自动化装置所需空间、工作路径、所需时长以及节奏协调性等要素。其次,现阶段模具设计已经完全采用三维技术,模具各项参数对整线自动化运行节奏作用显著,因此三维模拟设计可整合模具模块,更精准评估生产线各项指标,尤其关注运行节奏。再次,模具模块的融入也使得端拾器能应用三维设计,从而提前完成设计与制造,有效压缩现场安装调试的时间。
仿真设计,能够清晰展示生产线的设备安排,还能制作成动态影像,充当工厂或企业的宣传素材,有助于全面塑造良好的企业形象。因此,仿真设计既是实现工厂自动化的基础,也是未来进步的方向。
配备自动化装置,实施精密的模拟规划,还欠缺体系化的调控,我将其定义为调控数字化。针对冲压车间的制造活动,首要环节是确立工作指令,依据不同的指令生成冲压作业所需的数据,并将这些数据传输给自动化装置,由装置自主完成工作。
智能制造关键绩效指标
冲压车间运用数字技术进行整体规划、工序安排及虚拟化空间设计,借助智能感知、智能辨识、工业以太网等手段,把高速压机、高速传送装置、取放装置、工装夹具、自动化立体库、高精度视觉检测装置等设备整合为底层“物联网”平台,通过网络技术将此平台与高层管理系统连接起来,最终打造出自动化化、数字化化、网络化化、智能化化的冲压生产线。关键绩效指标有:
(1)冲压车间生产效率提升20%以上。
(2)产品不良率降低20%以上。
(3)1.5天低库存运营。
(4)实时动态库存管理。
(5)实时动态盘存;
(6)生产计划实时智能化排程。
总结
冲压制造技术持续进步,材料性能不断改进,公司对冲压生产单元自动化水平期待日增,工厂自动化水平对公司收益作用愈发显著。