智慧工厂无人车间建设的要点

2024-09-07 11:30:08 技安 17

  智慧工厂无人车间在制造业中具有重大意义,它能够实现生产全过程的无人工参与,提高生产效率,降低人力和能源成本。

  智慧工厂无人车间建设的要点

  1、智能厂房的设计

  智能厂房的设计是无人车间建设的关键基础。在进行设计时,需充分考虑多个系统的协同运作。智能视频监控系统可通过人脸识别等技术,自动识别不同的人员和物体,一旦发现异常状况便即刻发出警报。智能采光与照明系统可依据工厂内的光线强度自动调控照明,从而降低能源消耗。通风与空调系统则能确保厂房内空气顺畅流通,为员工和设备营造适宜的工作环境。

  采用数字化制造仿真软件对设备布局和产线布置进行仿真分析,可以优化空间利用,缩减人员移动以及物料搬运距离。例如,在厂房设计阶段,依据工业工程原理,对工作分区进行合理规划,像加工、装配、检验等区域应明确划分,以提高工作效率。同时,还需考虑降低噪音的方法,以便于设备灵活调整布局。对于多层厂房而言,要妥善规划物流输送方式。

  2、设备联网

  设备联网是实现无人车间的关键环节。构建工厂网络,实现设备间的互联意义重大。通信方式可选用有线或无线,通信协议与接口方式需建立统一标准。这样,企业才能实现对设备的远程监控,实时掌握设备运行状态。

  设备联网后,能够实现数据的自动采集与传输,为生产决策提供依据。通过设备联网,可实时采集设备的运行参数、加工精度等数据,分析设备的性能与效率,及时发现问题并进行维护。同时,设备联网也为实现分布式数控(DNC)应用奠定了基础,提升生产的协同性与效率。

  3、现场数据的采集和管理

  在生产进程中,会产生出大量的业务数据,包括制造、质量、仓储、物流、设计、工艺以及人员等方面的数据。这些数据的一致性与准确性至关重要,企业务必要建立起数据管理规范,以确保数据的可靠性。

  采集方式需根据数据的频率要求加以确定。对于高频率采集的数据,应从设备控制系统中实现自动采集。同时,要预先对数据采集的接口规范,以及SCADA(监控和数据采集)系统的应用进行充分考虑。必要时,可建立专门的数据管理部门,明确数据管理的原则和方法,协调执行过程中出现的问题,定期检查落实数据管理的技术标准、流程和执行情况。

智慧工厂无人车间中的自动化设备

  4、智能产线规划

  智能产线的功能强大,例如电子看板可显示实时生产状态,具备防错功能。通过安灯系统实现工序间的协作;能够实现快速换模,适应小批量、多品种的生产模式。

  企业需依据生产线所要生产的产品族、产能以及生产节拍,运用价值流图等方法科学规划智能产线。在规划进程中,要考量如何节省空间、减少人员无效动作,提升生产效率与质量。举例,可以采用U型生产线和组装线,构建智能制造单元,推进精益生产。

  5、工厂智能物流

  工厂智能物流在无人车间中同样重要。减少无效的物料搬运可以提高生产效率并降低成本。例如,在离散制造企业中,可以在装配车间建立集中拣货区,根据客户订单集中配货,借助DPS(Digital Picking System)方式快速拣货,再配送到装配线,消除线边仓。

  在物流传递方式上,可采用带有导轨的工业机器人、桁架式机械手、AGV、RGV或者悬挂式输送链等形式。立体仓库和辊道系统的应用同样能提高物流效率,企业在规划智慧工厂时需进行系统分析。

  6、生产质量管理

  质量保证体系与质量控制活动需在生产管理信息系统建设时,统一规划并同步实施。

  质量控制应嵌入生产主流程,如将检验、试验在生产订单中作为工序或工步进行处理,使质量控制的流程、表单、数据与生产订单相互关联、穿透。

  7、制造执行系统(MES)

  MES是面向车间执行层的生产信息化管理系统,上与ERP系统相连,下与现场的数据采集器、条形码、检测仪器、PLC程控器等设备相接。

  MES的目的在于强化生产计划的执行功能,及时进行生产调度,并实时反馈生产进展情况。面向生产一线工人,它提供指令和标准,并记录生产数据。面向班组,可发挥基层班组长的管理效能。面向一线生产保障人员,能够确保生产现场的各项需求得到满足。为了提高产品准时交付率、提升设备效能以及减少等待时间,MES系统需导入生产作业排程功能,为生产计划安排和生产调度提供辅助工具,从而提升计划的准确性。

  智慧工厂无人车间已成为制造业发展的一种趋势,将在生产制造中发挥越来越重要的作用,成为制造业转型升级的关键驱动力。