切沃对国米直播:汽車沖壓模具智能制造云工廠建設

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項目背景

某汽車模具公司成立于2007年,是集各類精密模具設計、制造與銷售及五金加工于一體的高新科技企業,公司有500多人的員工隊伍,其中工程技術人員占75%,2018年銷售收入2億元,且每年以20%的速度持續增長。用戶包括一汽、奔馳、寶馬等國內外大客戶。

企業現處于成長階段,模具訂單多,企業發展受設備及管理的束縛,設備利用率低,產能不足,資源沒有優化,同時企業的客戶分布在國內外,設計采購,銷售,設計等多個流程,沒有一套整體管理系統打通各個環節,協同各個??櫚墓ぷ?。為解決以上問題,計劃建設汽車模具行業的智能制造云工廠,基本實現產品協同設計、協同制造,實現海外訂單綜合管理以及工廠全球可視化,解決海外業務的拓展與供應鏈管控問題,共同爭取海外高端客戶訂單,建設智能制造云工廠,實現訂單快速響應和車間智能制造,提升企業生產管控水平。

項目建設內容

項目應用INDICS平臺構建了汽車沖壓模具企業內制造過程智能化和企業間制造協同智能化相結合的智能制造云工廠。企業內部通過智能數字化工廠建設充分發揮設備潛能,企業外部與其他制造資源協助充分發揮智能制造的社會聚合效應。系統架構如圖所示。

汽車沖壓模具云工廠系統架構圖

(1)汽車沖壓模具云應用:基于INDICS平臺實施云制造應用,建立汽車沖壓模具共享制造資源的公共服務平臺,將巨大的社會制造資源池連接在一起,提供各種制造服務,實現制造資源與服務的開放協作、社會資源智能共享。

 

(2)云端業務協同:基于INDICS平臺建設云端資源協同CRP、云端研發協同CPDM系統,提供訂單協同、資源協同、研發協同、圖文檔協同等增值服務,實現資源計劃協同。搭建了數據驅動的小批量多品種柔性生產模式。

 

(3)有限云排產系統:提供基于產能的生產任務排程的智能優化算法及工具,通過對分布的、異構的制造資源和制造能力的虛擬化和網絡化,實現制造資源的高效、準確共享。

 

(4)云端大數據分析應用:通過工業物聯網網關SmartIOT及平臺網關接口,將企業設備數據,產線生產數據,調度系統數據,DNC系統等數據及企業運營數據上傳至云平臺,利用平臺分析工具進行數據分析,實現質量/工藝優化應用、設備遠程運維應用、關鍵設備預防性維護應用、運營分析應用。搭建神經網絡,利用數據進行訓練,實現對關鍵設備的遠程運維和預測性維護,降低運營成本。

 

(5)產線仿真及優化設計:應用平臺產線仿真工具,搭建智能制造車間的整體模型,應用工廠實際生產情況約束,對工廠設計,設備布局,物流線路,加工能力,調度系統進行全局仿真,發現產線設計中存在的相關問題,優化產線的整體情況。

 

(6)智能生產線:利用先進的系統集成技術,通過基于OPC/UA協議的工業網絡,對工業機械手,工業數控多軸加工中心,AGV等設備進行集成,實現對完成云排產后的汽車沖壓模具進行智能化生產計劃接受,毛坯的自動配送,加工,生產情況的自動統計,反饋,構建一體化的智能模具生產線。

 

基于云平臺的汽車沖壓模具云工廠建設完成后,滿足汽車模具“多品種、零批量、定制化”生產,實現產品的混線生產以及柔性生產,大幅調高企業的自動化和信息化程,提高了生產效率和產品合格率;形成汽車模具商務協同生態、設計協同生態、制造協同生態、服務協同生態,縮短了研發周期,降低了企業運營成本;達到智能制造水平,具體應用效果如下:

 

該設備用于密煉原材料供給。增加工位智能終端,接收生產配方,同時將現有生產任務進行情況匯報給生產管理人員;增加數據采集裝置,將配方磅秤的生產數據實時傳送給設備監控管理系統。同時定期提醒設備管理人員做維護或者故障分析;增加條碼掃描設備,根據不同物料批次,將生產的參數同生產原料綁定,支持產品追溯。

 

社會化資源協同共享:模具云平臺搭建“產學研用金”創新系統,共享技術、專家、課程、知識、金融等資源,為企業提供一站式生產性服務。

 

基于云平臺的CRP、CPDM系統應用:

CPDM研發協同應用 CRP有限云排產應用

構建以企業為中心的全價值鏈生態體系,實現企業(設備、產線、業務)能力上云;線上訂單協同研發設計、智能云排產,智能驅動線下生產,打造一個模具生產的有機整體,形成大企業帶動小企業的模式。

 

物聯網技術應用:

 

自動獲取產品信息和相應加工參數;實現設備互聯、數據采集、過程管控等可視化。實現重型工件(≥30000KG)物流智能化,龍門銑床與重載AGV對接的船塢技術實現工件與龍門銑床的自動上料的定位。

模具車間現場加工單元圖 沖壓模具車間三維布局圖

 

大數據智能分析技術應用:

 

針對智能管理與決策優化需求,通過采集質量相關指標,利用相關性分析技術,建立相關性分析構件。通過對實時采集的設備數據進行分析,結合知識經驗庫,建立設備異常檢測構件。

沖壓模具車間設備分析應用
實施效果
經濟效益:通過智能產線建設,降低企業運營成本,產品研制周期縮短30%,質量問題降低10%,資源利用率提高15%,運營成本降低20%,減少現場操作人員70%以上,可提高效率和產能30%以上。
社會效益:基于航天云網平臺,建設具備可復制性的智能工廠和模具制造產業鏈的生態圈,幫助當地汽車沖壓模具行業轉型升級,促進進出口貿易,加強模具產業鏈上下游企業之間的資源共享、協同協作,建立戰略聯盟,共同面向市場。