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久巨自动化:中国制造行业自动化转型势在必行
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作者:久巨自动化来源:久巨业务部

一、变革背景——技术推动制造变革
     手工专用工具集结起劳动者形成了雏形的工厂;蒸汽机的发明解决了工厂动力来源,萌生了机器制造的工厂;技术推动制造的改变,那么计算机技术、传感器技术、网络技术等等信息技术的快速发展,给工厂制造带来的一定是各个方面不断的变化。
    如果信息技术发展到今天要预测一下,最终会让制造走向什么样的终点的话,几乎我们任何人都会相信,机器将一定能够做任何属于体力劳动范畴的事情,“机器人换人”(六轴机械手取代自然的流水线工人)仅仅是开始。

二、工厂需要智造

中国制造业工厂急需智造化转型的原因:

1、人力成本在不断的上升

随着自动化技术的发展,不但使设备能做好更多的工作,以至于已经出现整个车间完全取代人的“黑灯车间”,而且购置相对于之前完成同样工作的设备,价格也在不断下降。现在已经有媒体在喊“机器人白菜价”

设备制造出单种零部件产品的一致性胜过人手工制造是毋庸置疑,而产品质量的一个关键指标就是产品一致性好,换句话来说设备的自动化制造带来了质量的提升。

设备自动化制造提高了生产效率,加快了产品投放市场的速度,更快的响应市场的变化。

方形外磁磁路机.jpg

三、自动化生产车间的建设流程

自动化车间的一般建设流程:

第一阶段:技术协议定稿:

工艺部熟悉产品制造工艺,工程师需要给出书面的当前工厂条件及车间平面图和自动化生产设备功能需求及相关要求,经工厂的审批流程后作为正式的设备技术协议。

第二阶段:招标,签订合同

公司负责购买设备的部门——采购部制作出招标的商务协议、跟技术负责部门一起把商务、技术协议合一起形成生产设备的招标书,这是比较常见的做法,这个招标和工程的正式招标不同,这个招标是个所谓的“议标”过程。过程中允许供应商跟技术负责的部门大量接触、沟通,甚至是修改技术协议。(因为一般规模的生产企业比较常见的是负责技术的人员比较难做到特别懂工艺且懂自动化设备,反而设备供应商常年沉浸在这个行业、见多识广。当然技术协议修改后工厂会重新走审核流程)

当然也可以请行业的咨询公司来给出技术协议并正式的招标。

 第三阶段:实施、移交阶段:

一般步骤是:自动化设备过程制造、出厂验收、进厂单机调试、联机调试、人员培训、交付试生产、验收评价。

圆盘式内磁磁路机.jpg

四、工厂自动化主要内容

1、工厂自动化的现状

 自控系统因行业不同存在区别。

因工厂所处行业的不同产品类型和生产工艺组织方式上会有较大的区别,据此通常分为流程生产行业和离散制造行业。

典型的流程生产行业有医药、石油化工、电力、钢铁制造、能源、水泥等领域。这些企业主要是通过对原材料进行混合、分离、粉碎、加热等物理或化学方法采用连续的方式进行生产,生产工艺成熟,其自控系统广泛采用HMI+PLC 或DCS系统的SPC(过程控制系统)。

典型的离散制造行业主要包括机械制造、电子电器、航空制造、汽车制造等行业。这些企业自动化很多是在单元级,例如数控机床、流水输送线、机器人手臂等(汽车整车厂自动化程度比较高)。自控系统特点是各自控单元的控制器千差万别,有CNC系统、PLC系统、嵌入式控制器、工控机等等,而且仅其一个车间可能就多个类型控制器共存,同种控制器多个品牌共存。

2、汽车行业自控系统主要内容

产线自控系统:汽车行业公认自动化程度属于各行业中最高的层次,已经有很多的自动化制造、组装、喷涂、焊接产线。这些产线的自控系统一般是以大型PLC连接各控制单元的PLC。

测试设备自控系统:测试设备数量少但其自控相对比较复杂,主要表现在专业性、品牌多、控制器种类繁多、外国进口较多。

组装设备:

标准设备例如拧装、压装、涂胶设备等其自控系统为生产厂家自己制作。

非标制作的组装设备例如压铆、旋铆、清洁、压装基本都是PLC控制 。

吊装设备:PLC控制为主。

超声波焊接/激光焊接设备 、镭射设备也是以自有嵌入式控制器为主。

机加工设备:各种机床、加工中心、冲铆设备自有嵌入式控制为主。

机器人手臂,也是以自有嵌入式控制为主。

暖通空调设备:循环水系统、空调机,以BAS(楼宇控制系统)和PLC控制为主。冷冻机设备,厂家自己的嵌入式控制器来控制。

塑料零部件生产设备:注塑机、材料自动输送和回收设备(包含材料的保温、干燥、储存、配比、输送、粉碎等设备),注塑机基本以自己厂家的嵌入式控制器实现控制;材料输送设备则是以PLC的控制居多。

  其他设备:空气压缩机自有嵌入式控制器。

水、电监测设备:电力系统一般都有带通讯功能电力监测设备。水、蒸汽的监测有些是在暖通系统中。

3、 汽车相关行业MES系统与自动化系统集成

从上面的内容可以看出汽车行业工厂现场对接的自控上来看主要分为两类:

1)自带嵌入式控制器的设备

自带嵌入式控制器这类设备联网要因设备而异,分为支持总线通讯和不支持的两种,支持总线通讯的居多。

支持总线通讯的又有需要增加软硬件和不需要增加软硬件的两种,因为有些是仅配有通讯口插槽,增加扩展通讯的软硬件后才可以实现通讯。

不支持总线通讯的,采集该设备相关信息,需要对设备略作改造,简单的方法是增加采集信息的传感器,直接监测MES想要的信息。

2)PLC控制的设备

PLC也要分几种情况说:

近些年出的PLC或者比较老的中大型PLC都是支持主流通讯协议总线通讯,能比较方便实现通讯对接。

比较老且小的PLC会有相应总线通讯接口,但是很多是要增加扩展通讯卡来实现,且其支持的协议可能会比较不容易实现通讯对接,要增加转换通讯协议的设备。增加转换设备后又影响其通讯的稳定性。

自动直线双头磁路机.jpg

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