空調(diào)鈑金加工的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

文/資明庚·格力電器（珠海）股份有限公司

空調(diào)鈑金件分為商用空調(diào)鈑金件和家用空調(diào)鈑金件，商用空調(diào)鈑金件以小批量多品種為特點(diǎn)，多采用數(shù)控加工；家用空調(diào)作為公司的成熟產(chǎn)品，以面板、頂蓋、左右側(cè)板、隔板支架等標(biāo)準(zhǔn)化零件為主，其鈑金零部件由專(zhuān)用沖壓成形模具加工而成。隨著空調(diào)行業(yè)的發(fā)展，客戶(hù)多傾向于定制化、多樣化、快速交付，這就要求空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)，無(wú)論是商用空調(diào)還是家用空調(diào)，其生產(chǎn)交付的標(biāo)準(zhǔn)要更高，快速、柔性化生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)要更加突顯，因此，更高程度的自動(dòng)化產(chǎn)線、智能化信息管理系統(tǒng)、柔性化物流倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)等軟硬件方面就成了鈑金行業(yè)亟待研究解決的問(wèn)題。

自動(dòng)化加工中心

我司作為行業(yè)起步較早的空調(diào)制造企業(yè)，在商用空調(diào)研發(fā)制造業(yè)務(wù)方面已有所建樹(shù)，其中自主開(kāi)發(fā)的磁懸浮式螺桿機(jī)、光伏發(fā)電中央空調(diào)系統(tǒng)已應(yīng)用在人民大會(huì)堂、港珠澳大橋等國(guó)家級(jí)場(chǎng)所，達(dá)到世界領(lǐng)先水平并獲得了國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)。但對(duì)于整個(gè)生產(chǎn)制造建設(shè)還是未跟上自主核心技術(shù)的研發(fā)發(fā)展步伐，這就導(dǎo)致了市場(chǎng)拓展效果遲遲未能達(dá)到預(yù)期效果。

為突破制造低效產(chǎn)能的不足境地，通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)制造業(yè)企業(yè)調(diào)研走訪，目前已在開(kāi)發(fā)建設(shè)行業(yè)領(lǐng)先的商用鈑金智慧加工中心，加工信息集控中心如圖1所示，其主要由生產(chǎn)管理系統(tǒng)、信息化管理系統(tǒng)、物料自動(dòng)存儲(chǔ)、出入庫(kù)系統(tǒng)對(duì)接數(shù)沖、激光自動(dòng)套裁離線編程折彎?rùn)C(jī)自動(dòng)配模、自動(dòng)換模系統(tǒng)、生產(chǎn)自動(dòng)排產(chǎn)系統(tǒng)等系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)的信息化管理、數(shù)字化管理、快速生產(chǎn)切換以及生產(chǎn)與物料的立體化管理。實(shí)時(shí)的生產(chǎn)監(jiān)控，能夠有效掌握生產(chǎn)完成情況，對(duì)于整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程調(diào)配、控制具有十分顯著的效果。

圖1 商用智慧加工信息集控中心

通過(guò)組建商用鈑金智慧加工中心，可實(shí)現(xiàn)鈑金智能化加工過(guò)程“智能排產(chǎn)→料庫(kù)片料→數(shù)控沖孔、激光切割→立庫(kù)半成品調(diào)度→數(shù)控折彎→成品零件”模式下的自動(dòng)化加工生產(chǎn)。

自動(dòng)化加工中心具備以下創(chuàng)新性功能：

⑴一個(gè)流自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)商用零件一個(gè)流智能化生產(chǎn)，減少轉(zhuǎn)運(yùn)、等待浪費(fèi)，提高主機(jī)設(shè)備稼動(dòng)率；

⑵自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)輸，具備智能化料庫(kù)的存儲(chǔ)、運(yùn)輸、調(diào)配等功能；

⑶自動(dòng)化生產(chǎn)功能，通過(guò)料庫(kù)WMS對(duì)板料進(jìn)行管理及按機(jī)臺(tái)自動(dòng)配送，配合數(shù)沖、激光機(jī)、數(shù)控折彎?rùn)C(jī)等生產(chǎn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)各工序間的自動(dòng)化聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)；

⑷單元自動(dòng)化功能，實(shí)現(xiàn)激光、數(shù)沖零件的自動(dòng)化分揀，實(shí)現(xiàn)折彎件的自動(dòng)化折彎。

自動(dòng)化焊接中心

焊接工序作為產(chǎn)能瓶頸一直制約著商用空調(diào)鈑金件的生產(chǎn)效率，主要存在以下問(wèn)題：

⑴員工技術(shù)要求高，必須取得相應(yīng)的職業(yè)技能等級(jí)證書(shū)，熟悉設(shè)備參數(shù)，焊接操作穩(wěn)定，準(zhǔn)確識(shí)別圖紙；

⑵作業(yè)環(huán)境差，焊接過(guò)程中存在高溫、金屬氧化揮發(fā)等情況，不利于長(zhǎng)期連續(xù)作業(yè)；

⑶零件要求后處理，焊接完的零件往往要求對(duì)焊縫進(jìn)行打磨拋光，密封件補(bǔ)焊要求更高。

為實(shí)現(xiàn)焊接工序的自動(dòng)化生產(chǎn)，減少后處理工序，自動(dòng)化焊接中心的研究應(yīng)用勢(shì)在必行。自動(dòng)化焊接中心如圖2所示，是由焊接機(jī)器人、自動(dòng)送絲系統(tǒng)、定位裝夾系統(tǒng)、聯(lián)合編程系統(tǒng)等集成的單獨(dú)空間，多個(gè)焊接工位的設(shè)計(jì)可對(duì)品種差異大的零件進(jìn)行分工位焊接，同時(shí)機(jī)器人與工作臺(tái)的聯(lián)合離線編程系統(tǒng)能夠?qū)?shí)際生產(chǎn)進(jìn)行模擬編程，實(shí)現(xiàn)程序的快速切換，準(zhǔn)確穩(wěn)定的自動(dòng)焊接方式有望消除打磨等后處理工序。

圖2 多工位機(jī)器人自動(dòng)焊接中心

自動(dòng)焊接對(duì)來(lái)料的尺寸精度要求高，而自動(dòng)折邊中心、機(jī)器人折邊工作站將更有利于保障來(lái)料的一致性。當(dāng)然，前端的設(shè)計(jì)優(yōu)化才是最根本的解決途徑，如電控柜的自鎖設(shè)計(jì)、消除后處理工序的焊接加工，但往往多數(shù)零件的設(shè)計(jì)達(dá)不到完全消除焊接的后處理工序，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量考慮到自動(dòng)化焊接的盲區(qū)，使零件更有利于自動(dòng)化焊接。

信息化管理系統(tǒng)

信息化系統(tǒng)是管理者掌握車(chē)間實(shí)時(shí)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)狀況并快速進(jìn)行決策的有效手段。特別是客戶(hù)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量、交期等要求越來(lái)越高的發(fā)展背景下，信息化系統(tǒng)的應(yīng)用能夠?qū)⒐S的生產(chǎn)進(jìn)度與質(zhì)量狀況透明化，幫助管理者快速進(jìn)行異常決策，甚至能替代決策過(guò)程直接指導(dǎo)車(chē)間進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)整，更有利于企業(yè)合理實(shí)施車(chē)間的阿米巴經(jīng)營(yíng)、組織的扁平化管理等，保障企業(yè)能夠以最快的速度、設(shè)定的質(zhì)量交付訂單。

商用MES+信息化管理系統(tǒng)

與家用空調(diào)鈑金件的生產(chǎn)相比，商用空調(diào)鈑金件的生產(chǎn)從計(jì)劃、圖文、生產(chǎn)、質(zhì)量等各方面均復(fù)雜多變，投入了大量的生產(chǎn)輔助人員，管理者也為此耗費(fèi)大量精力，因此更需要信息化管理手段的投入。而商用MES+信息化管理系統(tǒng)集成了計(jì)劃下達(dá)、生產(chǎn)流程指導(dǎo)、訂單開(kāi)工報(bào)工、質(zhì)量管理、考勤績(jī)效管理、實(shí)時(shí)看板等多個(gè)功能模塊，產(chǎn)線實(shí)時(shí)看板如圖3所示。MES+上游連接公司ERP訂單，根據(jù)總裝上線時(shí)間抓取計(jì)劃明細(xì)，下游對(duì)接各機(jī)臺(tái)電腦，由員工對(duì)各訂單零件的生產(chǎn)情況進(jìn)行開(kāi)工、報(bào)工、完工操作，所有信息將在系統(tǒng)主頁(yè)面進(jìn)行集成顯示，過(guò)程異常單獨(dú)通知相應(yīng)負(fù)責(zé)人。

圖3 MES+系統(tǒng)產(chǎn)線實(shí)時(shí)看板

計(jì)劃到生產(chǎn)主要包括以下功能：

⑴ERP訂單導(dǎo)入和BOM物料清單展開(kāi)，訂單分兩部分，一部分是總部商用鈑金件的訂單，另一部分是配套車(chē)間的訂單；

⑵BOM材料表展開(kāi)后，得到信息包括物料的材質(zhì)、厚度、物料編碼、工藝路徑、材料定額、工時(shí)定額、圖紙完備情況等；

⑶生成每日計(jì)劃訂單對(duì)應(yīng)的散件清單，提供給NC編程人員，NC編程人員返回NC程序與NC物料清單，對(duì)NC程序進(jìn)行排程；

⑷產(chǎn)能分析，展示計(jì)劃訂單所有物料的原材料使用清單，按照工藝部的標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)表計(jì)算，取定期內(nèi)確認(rèn)計(jì)劃的各工序工時(shí)，形成該時(shí)段范圍內(nèi)的額定工作量，根據(jù)額定工作量確定設(shè)備產(chǎn)能分配計(jì)劃；

⑸排產(chǎn)與報(bào)工，對(duì)沖床、激光機(jī)、折彎?rùn)C(jī)排產(chǎn)到每臺(tái)設(shè)備，對(duì)點(diǎn)焊、電焊、鉚接設(shè)備排產(chǎn)到工作中心后由車(chē)間管理人員派發(fā)到每臺(tái)設(shè)備，各工序進(jìn)行報(bào)工，實(shí)現(xiàn)訂單生產(chǎn)進(jìn)度跟蹤。

智能化物流倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)

物流轉(zhuǎn)運(yùn)是推動(dòng)車(chē)間持續(xù)生產(chǎn)的動(dòng)力，準(zhǔn)確高效的物流方式一直都是制造業(yè)探求的重點(diǎn)方向之一。為保障車(chē)間的準(zhǔn)確高效物料流轉(zhuǎn)，除了精益化的布局規(guī)劃設(shè)計(jì)、自動(dòng)化的轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備投入，智能化物流倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)應(yīng)用也同樣重要。

云物流管理平臺(tái)

家用空調(diào)鈑金件生產(chǎn)大多由自動(dòng)線完成，線體有固定的下料點(diǎn)，因此采用RGV車(chē)間循環(huán)物流的方式，只需監(jiān)控各線體的生產(chǎn)與RGV的運(yùn)行即可，物流管理系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單。

商用空調(diào)鈑金件加工存在9個(gè)以上工序轉(zhuǎn)運(yùn)，包括卷料吊運(yùn)、開(kāi)卷、分條、剪切、數(shù)沖、激光、折彎、點(diǎn)焊、鉚接、電焊、打磨、掃描入庫(kù)，工序之間斷點(diǎn)多，加工工序不平衡未形成一個(gè)流，工序之間均以紙質(zhì)訂單明細(xì)形式傳遞信息，以電話和微信形式呼叫運(yùn)輸，運(yùn)輸信息從下達(dá)、執(zhí)行到完工無(wú)法有效記錄，通過(guò)云物流管理平臺(tái)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用將有效解決以上困境。云物流管理平臺(tái)與車(chē)間MES系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)信息交互，如圖4所示，按照訂單生產(chǎn)的工序流、設(shè)備流，精準(zhǔn)地對(duì)多臺(tái)AGV進(jìn)行調(diào)度指揮，實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的高效運(yùn)輸，各訂單轉(zhuǎn)運(yùn)信息實(shí)時(shí)顯示在所涉及的設(shè)備機(jī)臺(tái)，生產(chǎn)人員能夠第一時(shí)間掌握所要生產(chǎn)的零件信息，提前準(zhǔn)備圖紙、模具等生產(chǎn)輔助配套資料，真正做到指導(dǎo)推動(dòng)生產(chǎn)。

圖4 商用智能化物流運(yùn)輸系統(tǒng)

智能化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)

傳統(tǒng)的倉(cāng)儲(chǔ)模式為平面庫(kù)人工運(yùn)維模式，該類(lèi)以鐵框架劃分庫(kù)位的倉(cāng)儲(chǔ)模式，需要大量的運(yùn)維人員與機(jī)動(dòng)叉車(chē)，物料的查找、分揀、齊套均需靠人工進(jìn)行操作，出入庫(kù)記錄也完全使用紙質(zhì)工單進(jìn)行記錄，很難做到信息化、智能化的管理，且空間利用率很低。

智能化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)由WCS倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)與自動(dòng)化高架庫(kù)組成，如圖5所示。WCS倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)具備本立體庫(kù)自身倉(cāng)儲(chǔ)信息，同時(shí)能夠獲取外協(xié)廠物料庫(kù)存情況、物資中心物料庫(kù)情況以及輸送到噴涂車(chē)間、各總裝車(chē)間的物料信息，對(duì)生產(chǎn)訂單與庫(kù)存進(jìn)行扣減管理，同時(shí)按照總裝上線時(shí)間對(duì)訂單進(jìn)行出庫(kù)提示，保障安全庫(kù)存的同時(shí)最大限度發(fā)揮車(chē)間產(chǎn)能。自動(dòng)化高架庫(kù)則依據(jù)WCS倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)提供的掃描信息，自動(dòng)將物料運(yùn)送到規(guī)定的庫(kù)位進(jìn)行倉(cāng)儲(chǔ)，而物料的出庫(kù)同樣是通過(guò)自動(dòng)化穿梭車(chē)運(yùn)送到指定出庫(kù)平臺(tái)。

圖5 智能化立體倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)

結(jié) 束 語(yǔ)

從鈑金加工行業(yè)的發(fā)展來(lái)看，更高標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)化產(chǎn)線、智能化信息管理系統(tǒng)、柔性化物流倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)等軟硬件的投入是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，行業(yè)也更加青睞于專(zhuān)精尖的細(xì)分化模式。但企業(yè)的發(fā)展最終要回到利潤(rùn)與成本上來(lái)，在選擇自動(dòng)化的加工方式、信息化的管理系統(tǒng)時(shí)，要結(jié)合自身實(shí)際情況，循序漸進(jìn)，充分利用自身優(yōu)勢(shì)，做到有條不紊。