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工业4.0技术 | 德国AGV+RFID的全自动化无人工厂

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放大字体  缩小字体 发布日期:2017-03-15   浏览次数:1291
核心提示:工业4.0概念在中国被炒得火热。相比之下,它的创造者德国人却并不热衷于提这个概念。制造企业更愿意从自身发展需求出发进行技术升级和改造,下面要分享的是我们08年为瑞士做过的一个全自动无人工厂项目。当时还没有工业4.0这个提法,但该系统当时已经大大超前,现在看来在技术上是最接近工业4.0理想的解决方案了。

从这个全主动无人工场项目中,我们可以获得甚么启示?

工业4.0概念在中国被炒得炽热。比拟之下,它的发明者德国人却其实不热中于提这个概念。制作企业更情愿从本身成长需求动身停止技巧进级和改革,上面要分享的是我们08年为瑞士做过的一个全主动无人工场项目。

其时还没有工业4.0这个提法,但该体系其时曾经年夜年夜超前,如今看来在技巧上是最接近工业4.0幻想的处理计划了。

工业4.0运用技巧 柔性临盆

该临盆体系所要完成的目的是使临盆完成最年夜的柔性化。

主动化和信息化是完成柔性定制特性化临盆的手腕。

从视频中可以看到,AGV小车将毛坯推入代加工区域,而这些毛坯木柴的尺寸年夜小都是分歧的,依照极点次序停止分列,相符JIO理念。

而JIO(Just In Order)是继JIT(Just In Time)准时制临盆的基本上提出的,请求供给商不只应按时将零部件送抵临盆现场,还请求分歧规格零部件的次序依照请求分列,以便知足混线临盆的请求。

如许分歧型号的产物在拆卸时,不会由于零件次序参差而产生拆卸毛病的成绩。

丰田的JIT只合适单一产物的年夜批量临盆,而JIO则是混线临盆,柔性制作形式所必须的供给链运作机制,是临盆形式的变更。

今朝国际的主动化项目都号称4.0,但绝年夜部门没法完成柔性制作。

所以在笔者看来,中国企业谈4.0只是依照主动化集成去懂得,并没有真正体会临盆形式变更的意义。

数据追踪

在产物的全部性命周期中会发生许多数据,即所谓的年夜数据。

制作商须要可以或许应用这些数据对产物停止跟踪,以懂得产物的状况。

好比某个客户购置的某产物中的某个零件出了成绩拿到售后办事部分去维修,这时候临盆厂应当可以或许晓得这个零件的供给商是谁,哪一个临盆环节中的哪一个人应当对此担任,并盘算出丧失。

相干的技巧和软件产物(PLM/PDM,ERP, CRM, SCM等)早在简直20年前就曾经异常成熟,绝对完善的是临盆环节的年夜数据处置。

虽然也有绝对成熟的处理计划,如MES(制作履行体系),SCADA(现场数据收集体系),APS(先辈临盆筹划体系)等,然则因为缺少壮大的车间级治理体系去调和各临盆装备,临盆车间的主动化和信息化层一直存在着难以打破的樊篱,缘由许多此处不睁开评论辩论。

而视频中的临盆体系则采取绝对简略和自力的软件体系,在装备层完成了对临盆数据的集成和治理。

起首机械人经由过程公用的检测装备对入库毛坯停止全检,再扫描条形码,依据读取的产物信息主动挪用加工法式(NC代码由产物设计数模主动生成),并主动调剂支持夹具的地位,以合适零件的尺寸。

加工终了后,因为条码在加工进程中被损坏失落,所以再次贴敷条码,并更新产物临盆数据,记载装备运转数据,将这些数据经由过程现场总线传入上位机的临盆治理/监控体系。

因为每一个零件上都有条码,每一个条码关于准确的法式,所以岂论来料按何种次序分列,加工进程是不会涌现成绩的。

也就是说临盆治理调剂软件和临盆装备之间是互相自力运转的,就算临盆调剂出了成绩,也不会形成临盆法式挪用毛病。

而即使产物信息和加工数据在对应上涌现成绩,机械人的入库检测信息也会与法式信息停止比对,不会涌现加工废品(便可能用较年夜尺寸的毛坯加工出小尺寸产物,而不会涌现小尺寸毛坯挪用年夜尺寸产物加工法式的成绩)。

所以说,当我们评价工业4.0或工业互联网,物联网计划先辈性的时刻,不该只看技巧完成的手腕,不要去叫真条形码,二维码,RFID哪一个技巧更先辈,而更应当存眷这些临盆数据所支撑的智能临盆的运作机制。

工业4.0 全自动无人工厂


工序集中

整套临盆体系集中了每个产物从入库到出库的全体工序,与以往临盆单位的概念有所冲破,除机械加工和高低料之外,该体系集成了主动检测,工装夹具调剂(柔性工装),临盆定单治理等功效。

机加工序以后根本上直接进喷漆车间后便可以出厂了。

在临盆计谋计划上,该企业并没有弄垂直整合,而是把附加值最高的定制化加工留给了本身,利润薄,净化情况的高低游工序一切外购或外协。

优化设计

从产物开辟逻辑上讲,产物设计决议了临盆工艺,而临盆工艺决议临盆装备。

当我们议论工业4.0或智能制作的时刻,平日只存眷到装备或软件,而常常疏忽了办法(工艺),更不会去在乎设计(概念)。

产物设计从一开端不只决议了产物自己的价值,也决议了年夜部门的临盆本钱。

以该瑞士制作商为例,因为产物为定制化设计,所以在装置时须要办事人员在客户现场停止装置,而因为瑞士的人工本钱极高,所以在设计时就必需充足斟酌到组装的便捷性,即DFA(Design For Assembly)。

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说得更浅显些,这类木门的终究装置现实上和组装宜家家具是一样的,然则装置的庞杂水平和精度请求要更高,装置时也须要更专业的对象。

但是假如依照中国木工打家具的办法,实地丈量尺寸再锯断适合长度的木柴,再钉钉子等等,那末瑞士的这套木门本钱会极高。

所以就请求在设计之初就请求便于疾速组装,并且具有必定的通用性,小型功效零件尽可能采取尺度件,只是在门板款式和规格上表现特性化差别。

这类产物设计既要包管便于特性化定制临盆,也要公道下降制作本钱,便于装置保护。

所以说,一套系统化的产物设计理念和产物开辟平台才是胜利完成工业4.0转型最根本的条件。

工业4.0 全自动无人工厂


2 家当变更的趋向

没有斜阳家当只要斜阳不雅念

在中国人眼里,木学生产相对是落伍的传统制作业,没有益润,没有科技含量,没有成长前程。

然则这个工业4.0项目却落地在全球工业技巧程度最高,人工本钱最贵的瑞士。

可见先辈的智能化制作体系是完整可以填补人力本钱的优势,而传统制作业向蓬勃工业国回流也确切正在产生。

中国的制作企业必需有所作为能力防止在此次工业反动中被镌汰。

柔性智能临盆体系增年夜利润空间

制作本钱是绝对概念,当产物价值足够高时,那末制作本钱便可以疏忽不计了。

视频里的瑞士公司经由过程投资智能制作装备,起首在计谋上完成了定制化临盆,使得产物自己的价值年夜幅进步,而全主动制作体系免除了人工本钱,而且全部装备占地异常小却可以完成以往一个工场的全体工序,使得地盘本钱组成的比严重幅降低。

平日我们以为中国的地盘和人力本钱很低,是以制作业优势显著。然则一旦蓬勃的工业国纷纭采取柔性智能无人/少人临盆体系来完成工业4.0反动,那末将来制作业的利润-本钱组成将产生极年夜的变更:

地盘,人力,动力等资本相干的身分在临盆本钱中所组成的比利将年夜为下降,智能装备的技巧折旧和招聘高端技巧和征询人员的将成为将来重要的本钱。

所以,假如不增长在常识和技巧上的投入,中国制作业将面对扑灭性的袭击。

企业看工业4.0常常只看到了相干技巧的先辈,看到了缺乏,然则缺少公道的办法论去完成转型进级。

中国企业要转型进级,起首要看懂制作业的成长趋向,在整顿出适合本身的新的运营形式,再依据这个形式有所弃取地计划企业转型进级的门路和计谋。

只需中国的制作企业多一些感性,少一些急躁,以中国人的聪慧才干总可以找到适合本身的转型进级之路。

作者 | 吴昊阳,德国智能制作体系(MAKA Systems GmbH)中国区担任人,技巧参谋;担任公用主动化制作体系的计划设计与项目实行,在航空航天,铁路,汽车等行业的庞杂零件主动化临盆公用装备的体系开辟和概念设计方面具有丰硕的实际和理论经历;今朝开端针对工业4.0/中国制作2025/中国制作转型进级等概念和课题展开实际性研讨,并针对现实项目供给征询办事和技巧处理计划。

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