某环保科技公司洗扫车/扫路车智能产线建设

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模型背景

某环保科技公司主要负责城镇垃圾收运装备、垃圾对接直运装备、垃圾中转站及转运装备等相关产品的开发、生产及销售工作,年生产能力4000辆。目前,由于市场上环保车辆生产单位逐渐增多,且市场竞争越发激烈,该公司急需以控制生产成本来降低产品出厂价格,从而提高产品市场份额及市场占有率,因此,此项目重在提高产线生产效率、提升产品质量、缩短交货周期等。

模型内容/技术路线

(一)建设思路

项目从智能单元层、车间、企业、云平台四个层级开展智能化改造工作,从生产、管控、服务三个方面线上及线下提升企业竞争力,产线整体信息化系统建设与INDICS平台无缝对接。同时,为提高企业决策协同能力,将生产过程中的生产、设备、质量、物料等数据汇总后进行大数据分析,提供远程运维服务,并为公司的决策提供辅助依据。

企业运营管理系统:以ERP为核心,集成CRM、SRM与PDM的企业运营管理层。企业生产源于订单(CRM)和年度计划的分解(ERP),生产订单生成后会带出相对应的物料BOM、工艺BOM以及电子工艺指导书SOP,而后下发至智能车间层。

智能车间层:由MES完成生产计划的分解调度、生产过程的执行、生产信息的全流程追溯以及对质量、设备等模块的管理;由MMS对实时物料库存进行管理。

智能单元层:进行焊接工站的建设,加装仪器仪表、传感器、车辆外廓尺寸测量仪等设备,使得生产订单执行时,借助底层智能装备/终端采集到的实时数据,并通过SCADA统一反馈至MES系统。

(二)建设内容

以8吨洗扫车为基础,统筹考虑3吨、5吨洗扫车及3吨、8吨扫路车的共线生产。以上五种车型设计的产能见下表,满足未来5年的市场预测需求。

基于对现状的分析,同时根据企业提出的对产能及质量等需求,此项目主要通过消除全流程等待、使用焊接机器人代替人工焊接及增加工位(含人工工位和机器人工作站)三种方法来提高产能与质量。建设内容包括自动化焊接生产线及信息化系统。

1.自动化焊接生产线设计

自动化生产线的整体布局如图2所示。主要包括:

(1)吸盘主体、后门及侧刷盘架机器人焊接工位;

(2)前水箱焊接机器人工位;

(3)副车架及垃圾箱底部骨架焊接机器人工位;

(4)垃圾箱总成焊接机器人工位;

(5)各种工件人工点焊工位。

按照不同工件的生产工艺流程,将工件的人工拼接、点焊工位与自动焊接机器人工位在布局中设置成相邻位置。自动化焊接生产线各部分尺寸如图:

2.信息化系统设计

信息化系统架构如图所示:

信息化系统技术架构如图所示:

信息化系统技术架构自上而下,分别是功能实现与数据处理层、数据链接与交换层、网络连接层、生产现场层。

功能实现与数据处理层:核心是各软件系统,包含ERP、CAPP、PDM、MES以及MMS等。实现以信息技术为手段,完成对企业各项业务的管理,并对采集的实时数据进行分析处理。

数据链接与交换层:是整个信息化系统中连接上游核心系统层与下游数据采集层的重要纽带。其中,包括了业务中间件与技术中间件。业务中间件主要面向森田的具体业务层级,进行数据导入、规则定义以及业务层本身的数据交互等工作;而技术中间件,则从技术的层面,对交互的数据进行监控与过滤,包括对设备接入(数据采集源)、事件机制等操作进行管理。

网络连接层:基于工业总线,森田内部通过SCADA系统实现对全局设备的集中管控。

生产现场层:主要包括智能装备、智能感知硬件(RFID系统、智能传感器等)等车间层使用的设备,在完成与SCADA对接后,可以顺利将实时的设备状态数据、产量数据、质量数据等多纬度异构数据实时上传,为上层企业核心软件系统的分析与预测提供依据。

实施效果
焊接自动化率
增加机器人设备之后,采用人工点焊,机器人自动满焊的方式,同以往相比,机器人焊接用时约占总时间的40%左右,自动化率约提高40%左右。
焊接生产线人员
增加机器人设备之前,单台设备需要一人点焊、一人满焊(部分工位为工人进行此两项工作);增加机器人设备之后,点焊为人工,满焊为机器人进行,相关人员同比减少50%左右。
制品不良率
通过系统实现了生产工序防错、原材料组装防错、员工作业防错、设备故障及时发现、质量问题及时发现、智能化产品缺陷分析等功能,使得制品不良率降低20%左右。