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智能自动化组装生产线建设案例

智能工厂建设不是纯软件的事情,其基础是两化融合,以机器人技术为代表的新一代自动化设备和产线作为生产运行的载体,发挥着重要且不可替代的作用,可以说没有自动化建设发挥工业骨骼的作用,作为工业神经的信息技术很难发挥出百分百作用。

一、项目背景

5G技术的高速发展,其配套硬件设备的需求也随着快速上升,Z企业作为国内通信设备领域的巨头,紧跟国家政策步伐,在某省会城市新建规模宏大的5G配套设备生产中心。精易会作为软件服务商与T自动化设备和产线建设服务商共同为Z企业提供多条智能自动化产线的建设服务。

l Z企业的智能自动化产线主要包括:组装车间和包装车间。

l A企业主要有以下生产相关的信息管理系统:SAP ERP、MES。

l A企业的生产组织形式:MTO(manufactory to order)按单生产,对供应链系统和物流运输系统有很高的要求。‍‍

二、项目需求

通过T-MES系统作为自动化产线上位机系统的支持,建立起透明、实时、受控、管理有效的智能化产线级别MES管理系统,同时担任信息流中枢,打通与工厂级别MES以及产线DCS控制管理系统的数据实时交互与指令协调任务。支持企业智能控制中心设计的实现。在具体的产线上包含自动化和半自动组装线、包装线、时间预警、管理报表、管理看板等控制与分析功能。

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三、项目设计

项目方案设计与传统的离散型和流程型制造业涉及的偏软件的WMS、MES、QMS等设计有很大不同,主要体现在架构、交互方式、思考方式、自动化和信息化的合作方式、技术要点等部分。以服务于企业战略部署为最高准则,确保满足设计要求,筛选在未来一定时间内具有领先型的自动化和信息化技术,形成设计方案。(自动化设计部分方案不在此次复盘中分享)

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工厂级别MES、T-MES、自动化生产线三层信息交互的关系如上图所示。纵向交互上通下达的同时,还要保证组装车间MES与包装车间MES之间的信息实时稳定交互。交互包括不限于生产计划、工单信息、物料信息、节拍信息、报工信息等等。

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方案设计采用经典的MES与PLC交互方式,如上图所示,在此次方案中使用的技术包括了CCD、OPC UA、边缘计算等,如何在毫秒的时间间隙内完成工厂级MES与PLC的交互,同时获取PLC动作完成或异常的信号,在返回给工厂级MES,同时获取下一个工作指令,形成一个循环,看似简单的逻辑,对T-MES方案设计同事的思维和经验都要较高的要求。

通过上述简要的叙述,相信大家可以看出来,T-MES系统设计的关键点和技术要点。一言以蔽之,多方协同、边缘计算、信息中枢。

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在自动化方案设计初步完成的基础上T-MES系统加入协同设计,逐步的确认每一个工站的信息,如上图所示,确保每一个动作都师出有名、有始有终。

四、项目实施

如上所述在项目方案设计阶段,在设计上与传统系统有很大的区别,理所当然在实施阶段相较于传统系统必然也有很大的不同,可以说整个项目管理方式都有很大的不同,在此不做详述。

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在多方同仁高效的协作下,二个月内完成了从现场安装、测试、协调、微调和上线部署、逐步验收的工作。项目实施的过程,相较于传统MES系统有很更多的不确定。发生频率最高是自动化设计变更。

检验智能自动化产线建设成果的一个重要指标是生产过程中异常处理的方式和能力。

目前的产线和系统在设计之初就可以满足混流生产、SMED等条件,因此异常监控、发现、提报、处理、反馈的能力尤其重要。我们的处理经验如下图供参考:

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产线管理看板是监控智能自动化产线运行的可视化的有效工具,能实时反应产线作业运行的实时状态,是生产现场信息化的重要展示手段,看板内容包括:标准产能、累计达成生产数量、计划数量、稼动率、设备状态、异常信息提醒、随时间推移的参数统计信息等。

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五、项目收益

T-MES的项目收益衡量相较于之前介绍的传统软件的方式也有很大的不同,主要体现在T-MES软件的ROI计算,依赖于自动化产线的整体投入成本核算,以整条产线的最终ROI指标作为核算结果,一般不单独计算。下图依旧使用与全生命周期过程。

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以上简要的叙述一个典型的5G主机装配工厂,其组装、包装车间智能自动化生产产线的建设案例,着重介绍T-MES系统从设计、开发、实施、验收、收益计算的简要流程,已经过程中使用的方法和遇到的一些问题。篇幅有限,很多细节未能详尽,欢迎留言交流!

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