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(fā)與核心系統(tǒng)生產(chǎn),該企業(yè)裝配車間關鍵產(chǎn)品存在混線生產(chǎn)特點,產(chǎn)線各工序間生產(chǎn)節(jié)拍不平衡,且分布在不同地點,人工轉(zhuǎn)運距離2500m,在制品在各個工位之間無法有序流轉(zhuǎn),員工等待和搬運浪費嚴重;同時產(chǎn)線信息化程度底,不具備生產(chǎn)信息采集、生產(chǎn)流程控制、過程監(jiān)控等功能,使用紙質(zhì)單據(jù)記錄過程數(shù)據(jù),信息容易丟失,產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)難以追溯。

為解決當前的問題,提高產(chǎn)能,項目主要針對產(chǎn)品的裝配和測試工藝,通過產(chǎn)線、車間整體布局設計,實現(xiàn)4種產(chǎn)品的智能裝配測試工作,打造精益柔性的智能車間,實現(xiàn)技術創(chuàng)新與精益管理同步發(fā)展。

項目建設內(nèi)容

項目以精益布局為基礎,通過建設智能物流設備及產(chǎn)線信息管理系統(tǒng)、AGV調(diào)度系統(tǒng)、質(zhì)量管理系統(tǒng)等內(nèi)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(xiàn)生產(chǎn)全過程管控,實現(xiàn)MES系統(tǒng)與智能輸送系統(tǒng)緊密配合,實現(xiàn)車間產(chǎn)線流程無紙化、狀態(tài)可視化、驅(qū)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(nèi)容主要包括智能輸送單元、通信系統(tǒng)、充電站和地面導航系統(tǒng)等,在精益產(chǎn)線中完成物料和產(chǎn)品的轉(zhuǎn)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,紅外通訊模塊、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(jù)系統(tǒng)調(diào)度指令完成物料的搬運。

 

2、通信系統(tǒng)

通信系統(tǒng)由有線的以太網(wǎng)組成。智能輸送單元和管理主機通過安裝在工作區(qū)域的紅外通信節(jié)點進行通信。當智能輸送單元的經(jīng)過或??吭趫龅貎?nèi)的通信節(jié)點時,與系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)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(tǒng)設計配備自動充電單元。整機采用專門針對自動生產(chǎn)線智能輸送單元 小車應用需求開發(fā)的控制器,實現(xiàn)邏輯控制、系統(tǒng)保護、參數(shù)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(xiàn)人機交互,方便現(xiàn)場操作。

 

4、地面導航系統(tǒng)

導航系統(tǒng)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(qū)域,形成智能輸送單元運行路徑。

 

(二)產(chǎn)線信息管理系統(tǒng)

 

產(chǎn)線信息管理系統(tǒng)保證整個產(chǎn)線的有序運行,對產(chǎn)線相關人員的工作進行有效指導,主要包含計劃排產(chǎn)、資源管理、生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理、電子看板等功能模塊。

 

1、計劃排產(chǎn)

通過人工輸入或者中間導入的方式接收ERP中的生產(chǎn)計劃,產(chǎn)線信息管理系統(tǒng)綜合產(chǎn)品工序流程、生產(chǎn)規(guī)則、市場信息等因素將生產(chǎn)計劃進行拆分排序,經(jīng)過排產(chǎn)規(guī)則的優(yōu)化,應用VARCHART XGantt套件將合理有效的生產(chǎn)計劃以甘特圖的形式直觀的顯示出來。實現(xiàn)將生產(chǎn)執(zhí)行的管理力度細化到工序,從而更有效和精確的對生產(chǎn)過程進行指導和跟蹤。

 

2、資源管理

實現(xiàn)對物料、人員、工藝、工位、設備、條碼等生產(chǎn)資源的綜合管理,并能結合現(xiàn)有資源,對產(chǎn)品的工藝路線進行優(yōu)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(shù)量和單位等信息;設備管理包括設備基礎數(shù)據(jù)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(tǒng)可以將工序流程中的文件通過操作人員的電腦屏幕呈現(xiàn)出來,可以為員工操作進行可視化的指導。

 

3、生產(chǎn)管理

在生產(chǎn)計劃執(zhí)行的過程中,產(chǎn)線信息管理系統(tǒng)對生產(chǎn)任務的執(zhí)行狀態(tài)及其相關信息進行跟蹤和管理。信息系統(tǒng)通過采集生產(chǎn)工位產(chǎn)生的生產(chǎn)信息和測試數(shù)據(jù),便于生產(chǎn)相關人員實時掌握生產(chǎn)任務的執(zhí)行狀態(tài),對于不能實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動采集的工位,可通過人工方式觸發(fā)生產(chǎn)任務執(zhí)行狀態(tài)的變更。

生產(chǎn)相關人員可通過系統(tǒng)查詢生產(chǎn)任務的執(zhí)行情況,如:工單狀態(tài)、產(chǎn)量、完成進度、執(zhí)行時間、物料信息等。系統(tǒng)可形成生產(chǎn)計劃執(zhí)行情況實時報表,實時地展現(xiàn)各生產(chǎn)訂單的執(zhí)行信息。同時,系統(tǒng)根據(jù)預先定義的生產(chǎn)節(jié)拍,可對每個工序、產(chǎn)線推算產(chǎn)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(chǎn)環(huán)境的復雜性,為保證實際生產(chǎn)盡量按照計劃進行,產(chǎn)線信息管理系統(tǒng)還可以監(jiān)測設備的故障及其他異常情況。

 

4、質(zhì)量管理

產(chǎn)線信息管理系統(tǒng)具備質(zhì)量管理功能,質(zhì)量基礎數(shù)據(jù)管理錄入所需要的質(zhì)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(chǎn)線信息管理系統(tǒng)還可以采集生產(chǎn)、測試過程中的質(zhì)量數(shù)據(jù),信息系統(tǒng)通過設備接口或人工錄入方式,采集質(zhì)量過程數(shù)據(jù)并進行存儲歸檔,可以用于質(zhì)量追溯、查詢和分析。信息系統(tǒng)中的質(zhì)量信息可以被追溯,質(zhì)檢結果錄入信息系統(tǒng)時,需要指定對應的產(chǎn)品編號,即質(zhì)檢信息與產(chǎn)品條碼相關聯(lián),產(chǎn)品條碼與生產(chǎn)工單相關聯(lián),生產(chǎn)工單又與生產(chǎn)訂單相關聯(lián),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(chǎn)線信息管理系統(tǒng)的重要模塊,是信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)結果呈現(xiàn)的直接形式,能夠提高車間生產(chǎn)過程控制能力,對信息系統(tǒng)的應用以及整個車間作業(yè)流程的優(yōu)化均具有很大的作用。車間管理人員通過對車間生產(chǎn)進度、物料拉動信息、設備運行實時狀態(tài)的了解,可以實現(xiàn)即時、高效、準確的精細化和可視化管理。看板管理包括如下方面的功能:計劃進度看板、物料看板、在制品看板、工位看板、AGV看板、KPI看板、質(zhì)量看板。

 

(三)AGV調(diào)度系統(tǒng)

 

AGV調(diào)度系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)管理、調(diào)度控制和AGV驅(qū)動控制功能模塊。系統(tǒng)的應用程序?qū)崿F(xiàn)用戶與系統(tǒng)的交互功能,后臺服務器實現(xiàn)對AGV車輛的實時監(jiān)控與數(shù)據(jù)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(tǒng)日志管理、仿真監(jiān)控等功能,后臺服務程序還可實現(xiàn)根據(jù)運行任務派車,分解任務為執(zhí)行序列,AGV小車運行路徑規(guī)劃,交通管制,AGV小車驅(qū)動管理等功能。

AGV調(diào)度系統(tǒng)功能模塊

1、系統(tǒng)管理功能

管理AGV系統(tǒng)的用戶,權限分配,對AGV系統(tǒng)的運行狀況進行監(jiān)控,記錄AGV運行數(shù)據(jù)和用戶的操作。

 

2、調(diào)度控制功能

調(diào)度控制功能是AGV調(diào)度系統(tǒng)的核心功能,負責將來自產(chǎn)線信息管理系統(tǒng)或者人工輸入的任務指令進行分解,根據(jù)任務狀況和AGV的物理位置、工作狀況選取AGV,并將任務及執(zhí)行任務的運行軌跡下發(fā)給AGV。

 

3、AGV驅(qū)動控制

AGV驅(qū)動控制模塊根據(jù)接受到來自調(diào)度的運行軌跡數(shù)據(jù),解析后控制AGV執(zhí)行相應動作,并且可以實現(xiàn)與其他AGV小車的自動避讓,保證AGV安全地執(zhí)行相應動作。

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