桑普多利亚vs切沃:某公司精益柔性裝配車間建設

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項目背景

某公司致力于導航與控制技術研發與核心系統生產,該企業裝配車間關鍵產品存在混線生產特點,產線各工序間生產節拍不平衡,且分布在不同地點,人工轉運距離2500m,在制品在各個工位之間無法有序流轉,員工等待和搬運浪費嚴重;同時產線信息化程度底,不具備生產信息采集、生產流程控制、過程監控等功能,使用紙質單據記錄過程數據,信息容易丟失,產品質量數據難以追溯。

為解決當前的問題,提高產能,項目主要針對產品的裝配和測試工藝,通過產線、車間整體布局設計,實現4種產品的智能裝配測試工作,打造精益柔性的智能車間,實現技術創新與精益管理同步發展。

項目建設內容

項目以精益布局為基礎,通過建設智能物流設備及產線信息管理系統、AGV調度系統、質量管理系統等內容,建設成精益化、信息化、自動化三化融合的精益柔性車間,通過信息化的方式,實現生產全過程管控,實現MES系統與智能輸送系統緊密配合,實現車間產線流程無紙化、狀態可視化、驅動智能化。精益柔性裝配車間總體架構見下圖所示。

精益柔性裝配車間總體架構圖

(一)智能物流設備

 

智能物流設備建設內容主要包括智能輸送單元、通信系統、充電站和地面導航系統等,在精益產線中完成物料和產品的轉運。

 

1、智能輸送單元

智能輸送單元形式為單向行駛,側向取貨,紅外通訊???、充電板塊在車體側向。自動引導車為堆垛式設計,從智能輸送單元對接貨架的側向取貨,根據系統調度指令完成物料的搬運。

 

2、通信系統

通信系統由有線的以太網組成。智能輸送單元和管理主機通過安裝在工作區域的紅外通信節點進行通信。當智能輸送單元的經過或??吭誄〉嗇詰耐ㄐ漚詰閌?,與系統進行數據交互。

 

3、充電站

智能輸送單元動力電源采用可充電鋰電池,系統設計配備自動充電單元。整機采用專門針對自動生產線智能輸送單元 小車應用需求開發的控制器,實現邏輯控制、系統?;?、參數設定、充電機管理、上位通訊等功能。充電站應用了7寸全彩觸摸屏,實現人機交互,方便現場操作。

 

4、地面導航系統

導航系統主要由引導磁條,RFID標簽等標識構成智能輸送單元的運行區域,形成智能輸送單元運行路徑。

 

(二)產線信息管理系統

 

產線信息管理系統保證整個產線的有序運行,對產線相關人員的工作進行有效指導,主要包含計劃排產、資源管理、生產管理、質量管理、電子看板等功能???。

 

1、計劃排產

通過人工輸入或者中間導入的方式接收ERP中的生產計劃,產線信息管理系統綜合產品工序流程、生產規則、市場信息等因素將生產計劃進行拆分排序,經過排產規則的優化,應用VARCHART XGantt套件將合理有效的生產計劃以甘特圖的形式直觀的顯示出來。實現將生產執行的管理力度細化到工序,從而更有效和精確的對生產過程進行指導和跟蹤。

 

2、資源管理

實現對物料、人員、工藝、工位、設備、條碼等生產資源的綜合管理,并能結合現有資源,對產品的工藝路線進行優化設計。

人員管理包括人員姓名、工號,班組,崗位等信息;物料管理包括物料編碼、工序/工位代碼、物料編號、數量和單位等信息;設備管理包括設備基礎數據管理、設備基準管理、日常維保管理、維修管理、設備效能分析及備品備件管理等信息。信息系統可以將工序流程中的文件通過操作人員的電腦屏幕呈現出來,可以為員工操作進行可視化的指導。

 

3、生產管理

在生產計劃執行的過程中,產線信息管理系統對生產任務的執行狀態及其相關信息進行跟蹤和管理。信息系統通過采集生產工位產生的生產信息和測試數據,便于生產相關人員實時掌握生產任務的執行狀態,對于不能實現數據自動采集的工位,可通過人工方式觸發生產任務執行狀態的變更。

生產相關人員可通過系統查詢生產任務的執行情況,如:工單狀態、產量、完成進度、執行時間、物料信息等。系統可形成生產計劃執行情況實時報表,實時地展現各生產訂單的執行信息。同時,系統根據預先定義的生產節拍,可對每個工序、產線推算產品預計下線的時間,進而對當日計劃的完成時間進行預測分析。由于工廠生產環境的復雜性,為保證實際生產盡量按照計劃進行,產線信息管理系統還可以監測設備的故障及其他異常情況。

 

4、質量管理

產線信息管理系統具備質量管理功能,質量基礎數據管理錄入所需要的質量檢驗模板中所有檢驗條目,建立檢驗模板。檢驗項目明細支持建立組類,以便于更加容易的識別。產線信息管理系統還可以采集生產、測試過程中的質量數據,信息系統通過設備接口或人工錄入方式,采集質量過程數據并進行存儲歸檔,可以用于質量追溯、查詢和分析。信息系統中的質量信息可以被追溯,質檢結果錄入信息系統時,需要指定對應的產品編號,即質檢信息與產品條碼相關聯,產品條碼與生產工單相關聯,生產工單又與生產訂單相關聯,因此可以通過各種查詢條件進行層層追溯。

 

5、電子看板

電子看板管理作為產線信息管理系統的重要???,是信息系統中的數據結果呈現的直接形式,能夠提高車間生產過程控制能力,對信息系統的應用以及整個車間作業流程的優化均具有很大的作用。車間管理人員通過對車間生產進度、物料拉動信息、設備運行實時狀態的了解,可以實現即時、高效、準確的精細化和可視化管理??窗騫芾戇ㄈ縵路矯嫻墓δ埽杭蘋瓤窗?、物料看板、在制品看板、工位看板、AGV看板、KPI看板、質量看板。

 

(三)AGV調度系統

 

AGV調度系統主要包括系統管理、調度控制和AGV驅動控制功能???。系統的應用程序實現用戶與系統的交互功能,后臺服務器實現對AGV車輛的實時監控與數據的處理功能。具體包括車輛管理、車輛運行信息管理、任務管理、用戶及權限管理、運行記錄管理、系統日志管理、仿真監控等功能,后臺服務程序還可實現根據運行任務派車,分解任務為執行序列,AGV小車運行路徑規劃,交通管制,AGV小車驅動管理等功能。

AGV調度系統功能???>
                <p>1、系統管理功能</p>
                <p>
                    管理AGV系統的用戶,權限分配,對AGV系統的運行狀況進行監控,記錄AGV運行數據和用戶的操作。
                </p>
                <p> </p>
                <p>2、調度控制功能</p>
                <p>
                    調度控制功能是AGV調度系統的核心功能,負責將來自產線信息管理系統或者人工輸入的任務指令進行分解,根據任務狀況和AGV的物理位置、工作狀況選取AGV,并將任務及執行任務的運行軌跡下發給AGV。
                </p>
                <p> </p>
                <p>3、AGV驅動控制</p>
                <p>
                    AGV驅動控制??楦萁郵艿嚼醋緣鞫鵲腦誦泄旒J?,解析后控制AGV執行相應動作,并且可以實現與其他AGV小車的自動避讓,保證AGV安全地執行相應動作。
                </p>
            </div>
        </div>
    </div>

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實施效果
項目實施后,實現產能提高67%。
建設與產線實際情況相匹配的產線信息管理系統,支持產線生產信息采集、監控與管理,支持產品質量追溯,支持產線物料追蹤,并預留與企業資源計劃對接的接口;同時高效管控生產過程,實現生產流程無紙化、可視化,極大提高生產線管理水平。
采用精益柔性的生產線布局,實現在制品的有序流轉,生產線平衡率提高50%,使用智能物流設備代替人工轉運物料,人工轉運距離由2500m縮短至120m。
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