鈑金數(shù)字化智能工廠規(guī)劃

文／施偉·江蘇亞威機床股份有限公司

鈑金數(shù)字化智能工廠機遇與挑戰(zhàn)

“中國制造2025”正處于全面部署、加快實施、深入推進(jìn)的新階段，面對信息化和工業(yè)化深度融合的進(jìn)程中不斷涌現(xiàn)的新技術(shù)、新理念、新模式，工業(yè)競爭格局深度調(diào)整，工業(yè)企業(yè)外部環(huán)境變化和傳統(tǒng)運營模式難以為繼，亟待進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型。而目前我國鈑金制作行業(yè)與國外相比，數(shù)字化和信息化方面差距較大，許多先進(jìn)的數(shù)控鈑金設(shè)備僅是一個信息孤島，無法與管理系統(tǒng)進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)交流。國家先后出臺《關(guān)于加快推進(jìn)智能制造裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展意見》、《關(guān)于開展省級制造業(yè)創(chuàng)新中心建設(shè)試點意見》等政策引導(dǎo)制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級，制造企業(yè)面臨著跨越發(fā)展的全新挑戰(zhàn)和機遇。

鈑金MES助力鈑金行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型

企業(yè)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型中會遇到各種各樣的問題，生產(chǎn)領(lǐng)域的、信息化領(lǐng)域的、自動化領(lǐng)域的，因此需要建立頂層框架來進(jìn)行思考。

針對鈑金企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型結(jié)構(gòu)設(shè)計可以分為三層，通過制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）對人、機、料、法、環(huán)等生產(chǎn)要素進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度、設(shè)備管理、物料配送、計劃排產(chǎn)和質(zhì)量監(jiān)控。底層是自動化車間，主要是自動化設(shè)備，由數(shù)控沖床、激光、折彎機、機器人、AGV小車、傳送帶等構(gòu)成的智能柔性生產(chǎn)線。中間層是MES制造執(zhí)行系統(tǒng)。上層是數(shù)字化企業(yè)層，包括精益管理和有關(guān)數(shù)據(jù)分析的服務(wù)。數(shù)字化車間藍(lán)圖如圖1所示。

圖1 數(shù)字化車間藍(lán)圖

鈑金智能工廠的設(shè)計

鈑金智能工廠是基于信息化的平臺，目的是通過融合MES、PLM、ERP、CAD、CAM等應(yīng)用軟件，幫助企業(yè)打造一個數(shù)字化、信息化、智能化的“三化”工廠。各種信息流通過應(yīng)用軟件交互傳遞，產(chǎn)品、材料和生產(chǎn)工藝生產(chǎn)人員知道在哪里，采購、銷售和管理人員也知道相應(yīng)的數(shù)據(jù)，讓企業(yè)管理透明化，企業(yè)數(shù)據(jù)高效化。

CAD-CAM

⑴可以實現(xiàn)自動套裁，簡單快捷，如圖2所示。

圖2 在線自動套裁

⑵鈑金MES與CAD-CAM軟件接口打通，輕松實現(xiàn)加工代碼自動加載。

⑶將經(jīng)驗知識數(shù)字化，降低對操作工的技術(shù)要求。

⑷成品拆解找到最佳工序。

ERP-MES

計劃執(zhí)行、透明管理，實現(xiàn)鈑金MES與ERP接口的打通。

⑴ERP中的銷售訂單信息一鍵導(dǎo)入鈑金MES，實現(xiàn)生產(chǎn)端與管理端的數(shù)據(jù)共享，如圖3所示。

圖3 導(dǎo)入ERP系統(tǒng)訂單界面

⑵鈑金MES中的庫存管理模塊，在生產(chǎn)中實時動態(tài)更新庫存，減少庫存資金占用。

⑶通過操作員生產(chǎn)過程中開工、報工等一系列操作，全程跟蹤生產(chǎn)進(jìn)度，生產(chǎn)狀況一目了然。

⑷產(chǎn)能消耗、設(shè)備OEE分析等報表一鍵生成，提高報表整理效率，管理者從繁雜的統(tǒng)計報表整理工作中解放出來。

Cloud Service

隨時隨地，移動辦公。鈑金MES部署在云服務(wù)器上（圖4），除了支持在PC端登錄、查看、操作以外，還支持手機APP端登錄操作，極大地方便了操作工的使用。

圖4 鈑金MES移動端

⑴設(shè)備負(fù)荷報表在線查看，隨時隨地監(jiān)控設(shè)備負(fù)荷。

⑵設(shè)備故障預(yù)測，通過大數(shù)據(jù)分析，結(jié)合AI機器學(xué)習(xí)算法，對機床關(guān)鍵部位參數(shù)進(jìn)行分析，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，及時進(jìn)行維修保養(yǎng)。

⑶遠(yuǎn)程連接，遠(yuǎn)程服務(wù)，AR掃碼查看機床3D拆解圖像，實時在線指導(dǎo)維修工作。

設(shè)備云端管理

物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)（圖5），邊緣計算能力強大。

圖5 智能網(wǎng)關(guān)

⑴整合各類CNC通信協(xié)議；⑵多重身份校驗，從入口處保障通信安全。

通過機床關(guān)鍵位置加設(shè)智能網(wǎng)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和處理，數(shù)據(jù)經(jīng)過清洗分析后在平臺上匯總，打破信息孤島，在線統(tǒng)計設(shè)備運行信息，及時解決設(shè)備故障，保證訂單交期。同時，鈑金MES還支持通過短信、APP彈窗等多方式實現(xiàn)設(shè)備故障實時報警，提高設(shè)備維修處理速度。并且支持在線養(yǎng)護(hù)計劃的制定，養(yǎng)護(hù)任務(wù)在線下達(dá)，養(yǎng)護(hù)狀態(tài)實時跟蹤，備品備件即缺即補，操作手冊在線指導(dǎo)維修，最大程度地提高設(shè)備養(yǎng)護(hù)效率。

設(shè)備健康維護(hù)

通過在激光機床齒輪齒條、沖床絲杠上安裝傳感器，采集設(shè)備振動數(shù)據(jù)，智能網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)化物理信號為數(shù)字信號，分析數(shù)字信號的數(shù)學(xué)特征，不斷進(jìn)行擬合分析，找到最優(yōu)算法，從而準(zhǔn)確預(yù)判設(shè)備故障發(fā)生的原因。設(shè)備運行狀態(tài)分析界面如圖6所示。

圖6 設(shè)備運行狀態(tài)分析界面

⑴智能硬件傳感器頻帶寬，電壓輸出穩(wěn)定；⑵可靠性高。

利用AR在線維修指導(dǎo)（圖7），支持配件三維拆解，全方位查看機械部件結(jié)構(gòu)，節(jié)省維修人員出行成本。

圖7 AR在線運維指導(dǎo)

展望未來

“中國制造2025”是我國實現(xiàn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵，智能制造顧名思義是指在制造業(yè)當(dāng)中著力推廣關(guān)鍵技術(shù)裝備、系統(tǒng)集成技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、智能制造成套裝備，持續(xù)不斷培育、完善和推廣智能制造新模式，提高制造業(yè)信息化程度和集成共享水平。亞威將繼續(xù)有力、務(wù)實地以“亞威智云”工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的建設(shè)和有效應(yīng)用為支撐，以MES軟件業(yè)務(wù)為核心的信息化系統(tǒng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IoT）服務(wù)業(yè)務(wù)，努力打造“硬件+軟件+云+集成+咨詢規(guī)劃”一體化解決方案和生態(tài)系統(tǒng)。

當(dāng)紅指數(shù)：★★★★☆

拍賣價格：0.90億港幣

拍賣地點：2010年中國香港

拍品產(chǎn)地：景德鎮(zhèn)