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企業(yè)如何搭建數字化生產(chǎn)車(chē)間?——專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)力矩電機控制器
作者:沐天機電|發(fā)布時(shí)間: 2023-04-20|次瀏覽
數字化車(chē)間是設備、網(wǎng)絡(luò )、信息、自動(dòng)化、精益管理與制造技術(shù)相互集成的表現,將生產(chǎn)車(chē)間打造成數字化的制造平臺,通過(guò)改善車(chē)間的管理和生產(chǎn)制造各環(huán)節,最終實(shí)現快速的生產(chǎn)制造過(guò)程。……技術(shù)咨詢(xún):13501761366



      數字化車(chē)間是設備、網(wǎng)絡(luò )、信息、自動(dòng)化、精益管理與制造技術(shù)相互集成的表現,將生產(chǎn)車(chē)間打造成數字化的制造平臺,通過(guò)改善車(chē)間的管理和生產(chǎn)制造各環(huán)節,最終實(shí)現快速的生產(chǎn)制造過(guò)程。

      生產(chǎn)車(chē)間在制造型企業(yè)中具有舉足輕重的地位,很大程度上,車(chē)間強則企業(yè)強,車(chē)間智則企業(yè)智。通過(guò)成功實(shí)施數字化車(chē)間制造系統,企業(yè)形象在車(chē)間管理方面將會(huì )有質(zhì)的提升,其產(chǎn)品質(zhì)量也可產(chǎn)生質(zhì)的飛躍,為企業(yè)智能化轉型升級奠定良好的基礎。

      數字化工廠(chǎng)由設備、機器人、AGV、網(wǎng)絡(luò )、信息數據等構成,集成了產(chǎn)品制造過(guò)程和工廠(chǎng)模型的數據庫,以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)過(guò)程所涉及的質(zhì)量和動(dòng)態(tài)性能。通過(guò)借助計算機,對整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行數據采集,并可進(jìn)一步擴展到整個(gè)產(chǎn)品制造過(guò)程的全生命周期,將打通產(chǎn)品設計和產(chǎn)品制造之間的橋梁,實(shí)現信息的集成。

      而生產(chǎn)車(chē)間是組成工廠(chǎng)最重要的組成部分,實(shí)現了生產(chǎn)車(chē)間的數字化,基本上完成了數字化工廠(chǎng)最核心的部分。在數字化系統建設中以數據的可視化管理和應用為核心,而非簡(jiǎn)單注重完全的自動(dòng)化程度。利用PLM系統實(shí)現主數據流和工業(yè)網(wǎng)絡(luò )、智能裝備、智能倉庫、智能系統等方面系統集成,實(shí)現數據流貫通與共享。


1數字化車(chē)間硬件平臺搭建

1.1 智能化生產(chǎn)

      智能化在引入數控機床、機器人等生產(chǎn)設備并實(shí)現生產(chǎn)自動(dòng)化的基礎上,再以ERP、MES 等管理軟件作為中樞管理系統,以視覺(jué)相機、RFID標簽、掃碼器、條碼、傳感器等為組件,以NC數控系統或PLC為控制單元,以現場(chǎng)總線(xiàn)PROFIBUS、工業(yè)以太網(wǎng)PROFINET、MODUBUS等通信技術(shù)為傳輸網(wǎng)絡(luò )。能夠借助完善的系統獲取狀態(tài)信息、傳遞控制指令,以此實(shí)現科學(xué)決策、智能設計、合理排產(chǎn),監控設備狀態(tài),提升設備使用率,指導生產(chǎn)運行,讓自動(dòng)化生產(chǎn)智能設備高效運轉。


1.1.1 智能硬件

      智能化生產(chǎn)制造單元是將一組能力相近的加工設備和輔助設備進(jìn)行模塊化、集成化、一體化的聚合,使其具備多品種少批量產(chǎn)品的生產(chǎn)輸出能力。打造智能制造單元是開(kāi)啟智能化道路行之有效的切入點(diǎn)。為各車(chē)間配置智能制造單元,“智造單元”是一種模塊化的小型數字化工廠(chǎng)實(shí)踐,整個(gè)單元由自動(dòng)化模塊、信息化模塊和智能化模塊三部分組成,以“最小的數字化工廠(chǎng)”實(shí)現在多品種小批量的生產(chǎn)智能化。在加工領(lǐng)域,注重從單一功能型設備向多功能型設備過(guò)渡;在裝配領(lǐng)域,突破人工操作的枷鎖,逐步由人工操作向人機協(xié)作、自動(dòng)化作業(yè)轉變;不斷發(fā)掘高精尖設備,致力于質(zhì)量檢測、SPC工站建設;將傳統、簡(jiǎn)易的人工搬運等,采用機器人配合視覺(jué)定位技術(shù)全部實(shí)現自動(dòng)化搬運。


1.1.2 智能設備互聯(lián)

      智能化生產(chǎn)車(chē)間以信息化作為根基,通過(guò)將生成車(chē)間的不同設備與通訊網(wǎng)絡(luò )連接,收集設備的狀態(tài)數據和質(zhì)量數據,并作為數據采集和分析的基礎。對不同生成設備,采取不同的數據采集方式:對存在數據接口的設備,如加工中心、磨床、PLC控制器、機器人、儀器儀表等,通過(guò)Profibus或Profinet網(wǎng)絡(luò )將設備數據傳輸到網(wǎng)關(guān);對于沒(méi)有數據接口的設備,通過(guò)外接傳感器完成設備狀態(tài)采集,提升通訊能力,可采取有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)兩種方式進(jìn)行,數據傳輸到網(wǎng)絡(luò )后,通過(guò)邊緣計算方式完成數據就地分析和存儲,對于數據分析結果匯總,并采用有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)的方式,存儲到云服務(wù)器進(jìn)行數據顯示和后續數據分析工作。設備的聯(lián)網(wǎng)接入需完成三項重要的工作:硬件接口的連接、軟件數據接口互通、接口規范定義。


1.1.3 智能設備數據采集

      完整的制造設備應具備完善的檔案信息,包括產(chǎn)品編號、產(chǎn)品描述、產(chǎn)品狀態(tài)、產(chǎn)品時(shí)間戳等信息。按照已定義的通信接口,與其他設備、裝置以及執行層實(shí)現設備和數據的互聯(lián)互通。對收集完成的數據進(jìn)行分析,篩選出合格數據,對于不合格數據采用自動(dòng)處理和人工處理兩種模式完成,最終保證產(chǎn)量質(zhì)量狀態(tài)的穩定,并可滿(mǎn)足產(chǎn)品的質(zhì)量追溯。


1.1.4 智能制造執行系統

      建立MES制造執行系統,運用生產(chǎn)調度管理、工藝執行與管理、過(guò)程控制管理、排程管理、質(zhì)量管理、設備管理等模塊,可時(shí)刻管理和展示生產(chǎn)制造全流程。通過(guò)開(kāi)發(fā)數字化生產(chǎn)制造執行平臺,打通計劃、生產(chǎn)、物流、設備間的數據流,構成計劃、控制、反饋、調整的完整系統,通過(guò)規范的定義接口實(shí)現計劃、命令的傳遞和實(shí)際生產(chǎn)的無(wú)縫銜接,使生產(chǎn)計劃、控制命令、信息數據在整個(gè) MES 系統、過(guò)程控制系統、自動(dòng)化體系中透明、及時(shí)、順暢地交互傳遞,最終實(shí)現生產(chǎn)全過(guò)程數字化,打造數字化生產(chǎn)車(chē)間。


1.2 智能化物流倉儲

      物流倉儲是制造業(yè)中極為重要的一環(huán),通過(guò)應用智能物流倉儲系統可快速完成產(chǎn)品原材料、產(chǎn)品配套件、成品件之間快速流轉和輸送工作,通過(guò)采用堆垛機輸送方式和立體倉庫存儲方式提升倉庫貨位周轉效率,降低倉庫轉運過(guò)程造成的人工成本,提升轉運效率,實(shí)現倉庫儲流數字化管控和智能化運輸。

建設智能物流倉儲系統,完善系統組成架構:設備層、操作層、企業(yè)層。設備層建設立體倉庫、智能叉車(chē)、碼垛機器人、提升機等倉儲設備,建設AGV、智能托盤(pán)、物流機器人等物流設備、RFID、機器視覺(jué)、智能攝像頭等識別設備;操作層增加 WMS、WCS、TMS 等運維軟件;企業(yè)層則對接ERP、CRM、SCM等管理軟件的采購、計劃、庫存、發(fā)貨等模塊,融入總系統的閉環(huán)中。


2數字化車(chē)間平臺搭建

      工藝是將研發(fā)設計的產(chǎn)品賦予靈魂的重要一環(huán),推進(jìn)數字化技術(shù)應用并覆蓋于產(chǎn)品的設計、工藝、制造全生命周期,是實(shí)現智能制造的關(guān)鍵一點(diǎn)。通過(guò)工藝數字化信息平臺建設,將打通設計、工藝、制造之間數據流,實(shí)現上下游高效協(xié)同,通過(guò)數字化工藝的深化應用,工藝一致性將實(shí)現100%,20%的問(wèn)題將在規劃早期被驗證發(fā)現,產(chǎn)品的生產(chǎn)準備周期將縮短20-30%。


2.1 數字化工藝平臺建設初期

      完成基礎功能模塊開(kāi)發(fā)及應用。產(chǎn)品準備管理按照APQP實(shí)現管控,系統化管控項目進(jìn)度及交付物;BOM及工藝管理,實(shí)現數據及時(shí)、準確,提高工藝一致性及標準化;變更管理實(shí)現正向與逆向的閉環(huán)管理,提升變更執行質(zhì)量;實(shí)現工藝資源管控,實(shí)現知識積累、共享和重用。


2.2 工藝數字化平臺建設中期

      實(shí)現工藝創(chuàng )新性管理:通過(guò)工藝仿真技術(shù),實(shí)現三維數字化工藝規劃及驗證,對工藝合理性進(jìn)行虛擬仿真及評估;實(shí)現三維工藝下廠(chǎng),提高工藝可視性;通過(guò)產(chǎn)線(xiàn)仿真技術(shù),對生產(chǎn)線(xiàn)的裝備、物流、工藝、節拍、人員、生產(chǎn)過(guò)程等進(jìn)行仿真、優(yōu)化及管理。


2.3 工藝數字化平臺建設后期

       實(shí)現工藝數字化技術(shù)深度應用:通過(guò)數字映射技術(shù),實(shí)現實(shí)際生產(chǎn)與虛擬生產(chǎn)聯(lián)動(dòng),可以及時(shí)修正生產(chǎn)中的偏差及問(wèn)題,實(shí)現更科學(xué)更智能的生產(chǎn)。加強數字化技術(shù)團隊建設,成立專(zhuān)門(mén)的項目團隊負責技術(shù)研究及系統建設,推進(jìn)工藝數字化提升工作開(kāi)展。

      建立數字化標準體系及業(yè)務(wù)流程,根據數據流、業(yè)務(wù)流傳遞特點(diǎn)及上下游關(guān)系制定完善的數字化流程,實(shí)現管理創(chuàng )新促進(jìn)技術(shù)創(chuàng )新、技術(shù)創(chuàng )新推進(jìn)管理創(chuàng )新。加強數字化基礎建設及設計制造輔助工具開(kāi)發(fā)。從軟件基礎環(huán)境、數據庫支撐平臺、網(wǎng)絡(luò )信息環(huán)境、信息安全體系等基礎方面進(jìn)行投入和建設。


2.4 仿真系統應用

      結合產(chǎn)線(xiàn)數模、物流仿真等,實(shí)現產(chǎn)線(xiàn)仿真,對生產(chǎn)線(xiàn)的裝備、物流、工藝、節拍、人員、生產(chǎn)過(guò)程等進(jìn)行仿真、驗證、優(yōu)化及管理。通過(guò)數字映射技術(shù),實(shí)現實(shí)際生產(chǎn)與虛擬生產(chǎn)聯(lián)動(dòng),當生產(chǎn)線(xiàn)出現問(wèn)題時(shí)能夠實(shí)時(shí)反饋至虛擬系統,通過(guò)虛擬系統驗證后更改虛擬參數,可實(shí)現生產(chǎn)線(xiàn)同步更改,這樣就可以及時(shí)修正生產(chǎn)中的偏差及問(wèn)題,實(shí)現更科學(xué)更智能的生產(chǎn)。

      通過(guò)與MES、ERP、工藝裝備、工藝資源等車(chē)間系統深度集成,實(shí)現數字化車(chē)間技術(shù)研究與應用,為實(shí)現智能化車(chē)間、產(chǎn)線(xiàn)大數據分析等奠定基礎。


      在數字化車(chē)間建設與實(shí)施過(guò)程中,關(guān)鍵點(diǎn)是引用PLM系統實(shí)現主數據流貫通和系統集成,數據流貫通保證了數據的準確、及時(shí)、共享,系統集成實(shí)現了數據的互聯(lián)互通。并在此基礎上進(jìn)一步實(shí)現數據可視化、透明化。頂層規劃很重要,在項目開(kāi)始階段,完成頂層設計方案,確保項目實(shí)施過(guò)程可控性和可預知性。智能工廠(chǎng)建造過(guò)程通過(guò)數字化雙胞胎,實(shí)現全集成可視化工廠(chǎng)。實(shí)現軟件和硬件的智能互聯(lián),通過(guò)設置標準網(wǎng)絡(luò )接口實(shí)現機床間互聯(lián)互通。【1】



      上海沐天機電設備有限公司多年來(lái)一直致力于生產(chǎn)各類(lèi)全數字力矩電機控制器直流電機調速器、機電一體化成套控制系統、工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)電氣控制自控系統、線(xiàn)纜生產(chǎn)線(xiàn)電氣控制系統、直流傳動(dòng)柜、溫控柜等產(chǎn)品。

      我司的KTS型全數字力矩電機控制器是今年最新研發(fā)測試成功后投入生產(chǎn)的新一代力矩電機控制器。采用ARM內核的32位芯片PLC遠程控制,不僅控制精準,還可增加功能程序,功能自組,具有綜合控制,三相平衡可控制在1%左右等優(yōu)點(diǎn)。

      我司生產(chǎn)的ZKS系列直流電機調速器采用TCA785寬條制脈沖移相觸發(fā),實(shí)現無(wú)環(huán)流控制,尤其是ZKS型隔離機芯 是根據歐陸512的常規機芯升級改造的一款可 由PLC控制信號直接控制反向制動(dòng)功能,可高速正反轉自由切換,電壓反饋,測速反饋可自由選擇,接線(xiàn)方便,操作便捷。


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【1】節選自《中國傳動(dòng)網(wǎng)》


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