某環保科技公司洗掃車/掃路車智能産線建設

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模型背景

某環保科技公司主要負責城鎮垃圾收運裝備、垃圾對接直運裝備、垃圾中轉站及轉運裝備等相關産品的開發、生産及銷售工作,年生産能力4000輛。目前,由于市場上環保車輛生産單位逐漸增多,且市場競争越發激烈,該公司急需以控制生産成本來降低産品出廠價格,從而提高産品市場份額及市場占有率,因此,此項目重在提高産線生産效率、提升産品質量、縮短交貨周期等。

模型内容/技術路線

(一)建設思路

項目從智能單元層、車間、企業、雲平台四個層級開展智能化改造工作,從生産、管控、服務三個方面線上及線下提升企業競争力,産線整體信息化系統建設與INDICS平台無縫對接。同時,為提高企業決策協同能力,将生産過程中的生産、設備、質量、物料等數據彙總後進行大數據分析,提供遠程運維服務,并為公司的決策提供輔助依據。

企業運營管理系統:以ERP為核心,集成CRM、SRM與PDM的企業運營管理層。企業生産源于訂單(CRM)和年度計劃的分解(ERP),生産訂單生成後會帶出相對應的物料BOM、工藝BOM以及電子工藝指導書SOP,而後下發至智能車間層。

智能車間層:由MES完成生産計劃的分解調度、生産過程的執行、生産信息的全流程追溯以及對質量、設備等模塊的管理;由MMS對實時物料庫存進行管理。

智能單元層:進行焊接工站的建設,加裝儀器儀表、傳感器、車輛外廓尺寸測量儀等設備,使得生産訂單執行時,借助底層智能裝備/終端采集到的實時數據,并通過SCADA統一反饋至MES系統。

(二)建設内容

以8噸洗掃車為基礎,統籌考慮3噸、5噸洗掃車及3噸、8噸掃路車的共線生産。以上五種車型設計的産能見下表,滿足未來5年的市場預測需求。

基于對現狀的分析,同時根據企業提出的對産能及質量等需求,此項目主要通過消除全流程等待、使用焊接機器人代替人工焊接及增加工位(含人工工位和機器人工作站)三種方法來提高産能與質量。建設内容包括自動化焊接生産線及信息化系統。

1.自動化焊接生産線設計

自動化生産線的整體布局如圖2所示。主要包括:

(1)吸盤主體、後門及側刷盤架機器人焊接工位;

(2)前水箱焊接機器人工位;

(3)副車架及垃圾箱底部骨架焊接機器人工位;

(4)垃圾箱總成焊接機器人工位;

(5)各種工件人工點焊工位。

按照不同工件的生産工藝流程,将工件的人工拼接、點焊工位與自動焊接機器人工位在布局中設置成相鄰位置。自動化焊接生産線各部分尺寸如圖:

2.信息化系統設計

信息化系統架構如圖所示:

信息化系統技術架構如圖所示:

信息化系統技術架構自上而下,分别是功能實現與數據處理層、數據鍊接與交換層、網絡連接層、生産現場層。

功能實現與數據處理層:核心是各軟件系統,包含ERP、CAPP、PDM、MES以及MMS等。實現以信息技術為手段,完成對企業各項業務的管理,并對采集的實時數據進行分析處理。

數據鍊接與交換層:是整個信息化系統中連接上遊核心系統層與下遊數據采集層的重要紐帶。其中,包括了業務中間件與技術中間件。業務中間件主要面向森田的具體業務層級,進行數據導入、規則定義以及業務層本身的數據交互等工作;而技術中間件,則從技術的層面,對交互的數據進行監控與過濾,包括對設備接入(數據采集源)、事件機制等操作進行管理。

網絡連接層:基于工業總線,森田内部通過SCADA系統實現對全局設備的集中管控。

生産現場層:主要包括智能裝備、智能感知硬件(RFID系統、智能傳感器等)等車間層使用的設備,在完成與SCADA對接後,可以順利将實時的設備狀态數據、産量數據、質量數據等多緯度異構數據實時上傳,為上層企業核心軟件系統的分析與預測提供依據。

實施效果
焊接自動化率
增加機器人設備之後,采用人工點焊,機器人自動滿焊的方式,同以往相比,機器人焊接用時約占總時間的40%左右,自動化率約提高40%左右。
焊接生産線人員
增加機器人設備之前,單台設備需要一人點焊、一人滿焊(部分工位為工人進行此兩項工作);增加機器人設備之後,點焊為人工,滿焊為機器人進行,相關人員同比減少50%左右。
制品不良率
通過系統實現了生産工序防錯、原材料組裝防錯、員工作業防錯、設備故障及時發現、質量問題及時發現、智能化産品缺陷分析等功能,使得制品不良率降低20%左右。