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(yè),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(xù)增長。用戶包括一汽、奔馳、寶馬等國內(nèi)外大客戶。

企業(yè)現(xiàn)處于成長階段,模具訂單多,企業(yè)發(fā)展受設備及管理的束縛,設備利用率低,產(chǎn)能不足,資源沒有優(yōu)化,同時企業(yè)的客戶分布在國內(nèi)外,設計采購,銷售,設計等多個流程,沒有一套整體管理系統(tǒng)打通各個環(huán)節(jié),協(xié)同各個模塊的工作。為解決以上問題,計劃建設汽車模具行業(yè)的智能制造云工廠,基本實現(xiàn)產(chǎn)品協(xié)同設計、協(xié)同制造,實現(xiàn)海外訂單綜合管理以及工廠全球可視化,解決海外業(yè)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(xiàn)訂單快速響應和車間智能制造,提升企業(yè)生產(chǎn)管控水平。

項目建設內(nèi)容

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

汽車沖壓模具云工廠系統(tǒng)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(xiàn)制造資源與服務的開放協(xié)作、社會資源智能共享。

 

(2)云端業(yè)務協(xié)同:基于INDICS平臺建設云端資源協(xié)同CRP、云端研發(fā)協(xié)同CPDM系統(tǒng),提供訂單協(xié)同、資源協(xié)同、研發(fā)協(xié)同、圖文檔協(xié)同等增值服務,實現(xiàn)資源計劃協(xié)同。搭建了數(shù)據(jù)驅(qū)動的小批量多品種柔性生產(chǎn)模式。

 

(3)有限云排產(chǎn)系統(tǒng):提供基于產(chǎn)能的生產(chǎn)任務排程的智能優(yōu)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(wǎng)絡化,實現(xiàn)制造資源的高效、準確共享。

 

(4)云端大數(shù)據(jù)分析應用:通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關SmartIOT及平臺網(wǎng)關接口,將企業(yè)設備數(shù)據(jù),產(chǎn)線生產(chǎn)數(shù)據(jù),調(diào)度系統(tǒng)數(shù)據(jù),DNC系統(tǒng)等數(shù)據(jù)及企業(yè)運營數(shù)據(jù)上傳至云平臺,利用平臺分析工具進行數(shù)據(jù)分析,實現(xiàn)質(zhì)量/工藝優(yōu)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(jīng)網(wǎng)絡,利用數(shù)據(jù)進行訓練,實現(xiàn)對關鍵設備的遠程運維和預測性維護,降低運營成本。

 

(5)產(chǎn)線仿真及優(yōu)化設計:應用平臺產(chǎn)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(chǎn)情況約束,對工廠設計,設備布局,物流線路,加工能力,調(diào)度系統(tǒng)進行全局仿真,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)線設計中存在的相關問題,優(yōu)化產(chǎn)線的整體情況。

 

(6)智能生產(chǎn)線:利用先進的系統(tǒng)集成技術,通過基于OPC/UA協(xié)議的工業(yè)網(wǎng)絡,對工業(yè)機械手,工業(yè)數(shù)控多軸加工中心,AGV等設備進行集成,實現(xiàn)對完成云排產(chǎn)后的汽車沖壓模具進行智能化生產(chǎn)計劃接受,毛坯的自動配送,加工,生產(chǎn)情況的自動統(tǒng)計,反饋,構建一體化的智能模具生產(chǎn)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(chǎn),實現(xiàn)產(chǎn)品的混線生產(chǎn)以及柔性生產(chǎn),大幅調(diào)高企業(yè)的自動化和信息化程,提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品合格率;形成汽車模具商務協(xié)同生態(tài)、設計協(xié)同生態(tài)、制造協(xié)同生態(tài)、服務協(xié)同生態(tài),縮短了研發(fā)周期,降低了企業(yè)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(chǎn)配方,同時將現(xiàn)有生產(chǎn)任務進行情況匯報給生產(chǎn)管理人員;增加數(shù)據(jù)采集裝置,將配方磅秤的生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時傳送給設備監(jiān)控管理系統(tǒng)。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(jù)不同物料批次,將生產(chǎn)的參數(shù)同生產(chǎn)原料綁定,支持產(chǎn)品追溯。

 

社會化資源協(xié)同共享:模具云平臺搭建“產(chǎn)學研用金”創(chuàng)新系統(tǒng),共享技術、專家、課程、知識、金融等資源,為企業(yè)提供一站式生產(chǎn)性服務。

 

基于云平臺的CRP、CPDM系統(tǒng)應用:

CPDM研發(fā)協(xié)同應用 CRP有限云排產(chǎn)應用

構建以企業(yè)為中心的全價值鏈生態(tài)體系,實現(xiàn)企業(yè)(設備、產(chǎn)線、業(yè)務)能力上云;線上訂單協(xié)同研發(fā)設計、智能云排產(chǎn),智能驅(qū)動線下生產(chǎn),打造一個模具生產(chǎn)的有機整體,形成大企業(yè)帶動小企業(yè)的模式。

 

物聯(lián)網(wǎng)技術應用:

 

自動獲取產(chǎn)品信息和相應加工參數(shù);實現(xiàn)設備互聯(lián)、數(shù)據(jù)采集、過程管控等可視化。實現(xiàn)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(xiàn)工件與龍門銑床的自動上料的定位。

模具車間現(xiàn)場加工單元圖 沖壓模具車間三維布局圖

 

大數(shù)據(jù)智能分析技術應用:

 

針對智能管理與決策優(yōu)化需求,通過采集質(zhì)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(shù)據(jù)進行分析,結合知識經(jīng)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(jīng)濟效益:通過智能產(chǎn)線建設,降低企業(yè)運營成本,產(chǎn)品研制周期縮短30%,質(zhì)量問題降低10%,資源利用率提高15%,運營成本降低20%,減少現(xiàn)場操作人員70%以上,可提高效率和產(chǎn)能30%以上。
社會效益:基于航天云網(wǎng)平臺,建設具備可復制性的智能工廠和模具制造產(chǎn)業(yè)鏈的生態(tài)圈,幫助當?shù)仄嚊_壓模具行業(yè)轉(zhuǎn)型升級,促進進出口貿(mào)易,加強模具產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)之間的資源共享、協(xié)同協(xié)作,建立戰(zhàn)略聯(lián)盟,共同面向市場。