1條生產(chǎn)線只需1人操作,這才是真正的智能工廠!農(nóng)機(jī)企業(yè)要學(xué)習(xí)
1條生產(chǎn)線只需1人操作,這才是真正的智能工廠!農(nóng)機(jī)企業(yè)要學(xué)習(xí)
很多生產(chǎn)企業(yè)都曾宣稱他們的工廠是智能化的,但實(shí)地探查一番后往往令人失望,幾臺(tái)數(shù)控機(jī)床,或一套ERP系統(tǒng),并不能表明他們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了智能化。而這座工廠,一條生產(chǎn)線只需1人操作,部分生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)48小時(shí)無(wú)人生產(chǎn),這才是真正的智能化工廠。
農(nóng)業(yè)機(jī)械雜志社記者先帶大家分區(qū)域參觀這座智能化工廠,體驗(yàn)高度智能化生產(chǎn)的魅力;再逐層剖析,探索這樣的智能化是如何實(shí)現(xiàn)的。
先來(lái)看一張圖片。
圖片中部是一條箱體零件加工線,所有加工工序都在這條生產(chǎn)線上完成,而這些工序只需要一個(gè)人操作。
此外,它的獨(dú)特之處還在于不只可以完成1種型號(hào)零件的加工,還能同時(shí)實(shí)現(xiàn)不同型號(hào)零件的混線加工。
這就是我國(guó)第一條可同時(shí)實(shí)現(xiàn)多種零件加工的柔性生產(chǎn)線,專業(yè)上稱為FMS生產(chǎn)線。
然而,這條生產(chǎn)線只是這家工廠高度智能化生產(chǎn)的冰山一角。
探秘智能工廠
怎樣的工廠才能稱的上是智能工廠?引進(jìn)幾臺(tái)數(shù)控機(jī)床?搞一套ERP生產(chǎn)系統(tǒng)?肯定不僅僅是這樣的。
記者將帶著大家,探秘這座真正的智能工廠。
裝配車(chē)間
首先,我們來(lái)到的是裝配車(chē)間——“同期化配餐式裝配工廠”。
總裝裝配區(qū)域
在總裝裝配區(qū)域的近二十個(gè)工位,只有幾個(gè)工人的身影,并且干凈整潔的程度令記者以為這只是一個(gè)展示廳,但是其實(shí),這種干凈整潔是這座工廠的一致面貌。
外賓參觀
在每個(gè)工位上,都會(huì)放置一張“制造指示書(shū)”,標(biāo)明產(chǎn)品信息、產(chǎn)品所屬客戶以及所需裝配的部件信息等。由于采取訂單式裝配,產(chǎn)品裝配時(shí),訂單都已經(jīng)簽署,每臺(tái)產(chǎn)品的最終歸屬也都確定。
這里,記者將揭曉第一個(gè)謎底,這座工廠的產(chǎn)品是——機(jī)床,對(duì),高精度制造是其主要特征。
A線裝配區(qū)域
A線裝配是機(jī)床裝配的關(guān)鍵環(huán)節(jié),直接關(guān)系機(jī)床的加工精度,所以需要工人手工操作。
實(shí)訓(xùn)基地
裝配車(chē)間的實(shí)訓(xùn)基地包括員工穿著指導(dǎo)、安全作業(yè)指導(dǎo)等。不只是裝配車(chē)間,每個(gè)車(chē)間都有相應(yīng)的作業(yè)指導(dǎo)區(qū)域。
物流調(diào)配車(chē)間
那么,回到剛開(kāi)始,裝配車(chē)間的“配餐式”是如何實(shí)現(xiàn)的?這就涉及到工廠的另一車(chē)間——“智能物流調(diào)配系統(tǒng)”,這個(gè)系統(tǒng),保證了整座工廠物料的及時(shí)與精準(zhǔn)供應(yīng),是其智能化體現(xiàn)得最形象的部分。
自動(dòng)立體倉(cāng)庫(kù)
物料的調(diào)配以及上下料直接關(guān)系到工廠的智能化程度,即無(wú)人化生產(chǎn)時(shí)間。
一般來(lái)說(shuō),采用桁架輸送能保證1小時(shí)以內(nèi)的無(wú)人化生產(chǎn),即工人將料放在桁架上,1小時(shí)之后再取料。而要實(shí)現(xiàn)1個(gè)班次無(wú)人化(即8小時(shí))生產(chǎn)就要用到拆剁及機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)。
而這座高度智能化的工廠采用的是更高一級(jí)的倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)——自動(dòng)立體倉(cāng)庫(kù),能實(shí)現(xiàn)1周以上無(wú)人化生產(chǎn)。
這座立體倉(cāng)庫(kù)有1200多個(gè)庫(kù)位,能存放12000種零件。在工廠軟件的調(diào)配下,能自動(dòng)完成零件分揀與輸送。在出口處,工人掃描零件二維碼,即可得知取用零件數(shù)量及去向。
自動(dòng)化升降倉(cāng)庫(kù)
此外,還有一座封閉的自動(dòng)化升降倉(cāng)庫(kù),用來(lái)調(diào)配精密零部件,隔離灰塵等污染帶來(lái)的精度損失。從圖中的電子屏上,工人可以看到零部件的去向及產(chǎn)品分配。
企業(yè)文化展示區(qū)
走過(guò)物流調(diào)配車(chē)間,在走廊上是這座工廠的文化宣傳區(qū)域,展示著這座工廠的成長(zhǎng)歷程。這樣的文化展示,使得工廠不再那么僵硬和單調(diào)。
機(jī)加工車(chē)間
智能化機(jī)械加工工廠
再往前走便是文章開(kāi)頭所提到的箱體零件柔性生產(chǎn)線所在的車(chē)間——“智能化機(jī)械加工工廠”了,所有零部件的機(jī)加工,都在這個(gè)車(chē)間完成。
盤(pán)類、軸類零件加工線
配合桁架和機(jī)械臂,多臺(tái)數(shù)控機(jī)床并聯(lián),實(shí)現(xiàn)盤(pán)軸類零件的自動(dòng)上下料與加工。
大型零件加工區(qū)
該區(qū)域配備龍門(mén)式五軸數(shù)控機(jī)床,上下料采用柔性生產(chǎn)線,可實(shí)現(xiàn)48小時(shí)無(wú)人作業(yè)。
恒溫加工室
精密零部件都在這里加工,可達(dá)到μ級(jí)精度。這里是記者見(jiàn)到的工人最多的地方啦,還是同樣的干凈潔白啊。
鈑金車(chē)間
再往前走,就是鈑金工廠,包括加工與涂裝兩個(gè)車(chē)間。
與其他工廠不同,這座工廠的鈑金加工采用了一套全新模式。鈑金件會(huì)先組裝成型,然后再像穿衣服一樣裝在產(chǎn)品上,并且總裝后不再進(jìn)行噴涂。這就要求了每片鈑金的制造精度與通用性。
激光加工機(jī)
鈑金車(chē)間采用這種激光機(jī)進(jìn)行切割作業(yè),工人在操作面板設(shè)置后,即可自動(dòng)進(jìn)行高精度及高速切割。
焊接作業(yè)區(qū)
每個(gè)焊接工位都用這種隔間隔離,保證了安全性。
焊接質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)展示
涉及人工作業(yè)的區(qū)域,都會(huì)設(shè)置質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),明確展示正確及錯(cuò)誤的作業(yè)效果,有效保證了工人作業(yè)質(zhì)量。
鈑金涂裝區(qū)
鈑金涂裝通過(guò)桁架實(shí)現(xiàn)自動(dòng)輸送、噴涂與烘烤,整個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)。
到這里,整座工廠參觀就結(jié)束了。
解秘智能工廠
那么,這是哪家企業(yè)的工廠呢?
其實(shí),盡管記者一直以這座工廠稱呼,但相信不少人已經(jīng)看出來(lái)了,她就是山崎馬扎克遼寧工廠。據(jù)一位制造行業(yè)前輩介紹,這是少有的幾家能夠毫無(wú)保留的將工廠內(nèi)部完全開(kāi)放供外界參觀的工廠之一。
山崎馬扎克遼寧工廠外景
對(duì)于農(nóng)機(jī)行業(yè)的我們來(lái)說(shuō),也許數(shù)控機(jī)床企業(yè)我們了解的并不多,但說(shuō)到山崎馬扎克,相信很多人都有所耳聞。
這家來(lái)自日本的企業(yè),延續(xù)了日本企業(yè)一貫的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng),將數(shù)控機(jī)床的加工精度、速度以及穩(wěn)定性控制在了世界一流水平,憑借優(yōu)良的產(chǎn)品品質(zhì),成為超跑公司邁凱倫唯一的數(shù)控機(jī)床供應(yīng)商,并為波音、豐田、本田等公司提供產(chǎn)品。
1998年,馬扎克進(jìn)入中國(guó),并分別于2000年和2013年建立寧夏回族自治區(qū)小巨人工廠和遼寧未來(lái)工廠,除日本總部外,中國(guó)成為馬扎克唯一一個(gè)建立多家工廠的國(guó)家。
自從小巨人工廠建立后,馬扎克便一直致力于實(shí)現(xiàn)智能工廠的建設(shè),經(jīng)過(guò)多年探索,遼寧工廠實(shí)現(xiàn)了這一設(shè)想,并成為制造業(yè)內(nèi)智能工廠的典范。
遼寧工廠一期廠房占地4.2萬(wàn)平米,產(chǎn)能160臺(tái)/月,也許對(duì)于農(nóng)機(jī)行業(yè)來(lái)說(shuō),這樣的產(chǎn)能并不算什么,但考慮到20臺(tái)數(shù)控機(jī)床能實(shí)現(xiàn)超過(guò)2萬(wàn)件零件的產(chǎn)能,這樣的產(chǎn)能已經(jīng)十分可觀。
整個(gè)工廠參觀下來(lái),我們可以看到從零件機(jī)加工,到物料配送,到鈑金涂裝,再到整機(jī)裝配,整個(gè)生產(chǎn)車(chē)間,都很少見(jiàn)到工人的身影。
那么,馬扎克遼寧工廠的高度智能化是如何做到的?
生產(chǎn)靠機(jī)器
在馬扎克遼寧工廠,我們可以發(fā)現(xiàn),除了精密零部件需要少量工人參與外,其他零件的加工、裝配、調(diào)試并不需要工人直接參與。馬扎克自己的產(chǎn)品組成了機(jī)械加工的生力軍,工人只需操作數(shù)控系統(tǒng),即可自動(dòng)完成生產(chǎn)。
馬扎克5軸加工機(jī)
馬扎克5軸加工機(jī)加工示例
比如馬扎克5軸加工機(jī),一次裝夾即可完成工件所有面的加工,圖中展示零件的孔、具有不同曲率的扇面等所有加工工序均由其完成。
柔性生產(chǎn)線上下料倉(cāng)
而這種柔性生產(chǎn)線,可完成小批量多品種零部件的生產(chǎn),圖中所示的是一個(gè)柔性生產(chǎn)單元,具有16個(gè)托盤(pán),可完成16種零部件的加工,是機(jī)加工車(chē)間中箱體FMS生產(chǎn)線的一部分。
馬扎克激光切割機(jī)內(nèi)部
我們最后在鈑金車(chē)間見(jiàn)到的激光切割機(jī)便是這種。以往,馬扎克在我國(guó)市場(chǎng)更常見(jiàn)的是其數(shù)控加工裝備,但其實(shí)激光切割機(jī)也是馬扎克的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品。
據(jù)馬扎克總裁助理黃義介紹,馬扎克激光切割機(jī)采取了馬扎克獨(dú)有的DDL技術(shù),相比于傳統(tǒng)的光纖激光與CO2激光,具有節(jié)能省電、效率高、切割表面更光滑的特點(diǎn)。
馬扎克激光切割機(jī)切出來(lái)的蝴蝶
調(diào)配靠網(wǎng)絡(luò)
一臺(tái)數(shù)控機(jī)床只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化,而各作業(yè)環(huán)節(jié)銜接、訂單分配、物流配送等其他環(huán)節(jié)則關(guān)系著整座工廠能否實(shí)現(xiàn)智能化,馬扎克遼寧工廠通過(guò)一個(gè)叫做“smooth process support”(即SPS)的系統(tǒng),將整座工廠與辦公區(qū)域連成一個(gè)整體。
SPS 系統(tǒng)是一系列軟件的總稱,包括程序編制系統(tǒng)(smooth CAM RS)、日程管理系統(tǒng)(smooth scheduler)、刀具管理系統(tǒng)(smooth tool management)以及加工監(jiān)控系統(tǒng)(smooth monitor)等。
這一系列軟件,保證了工廠的智能化運(yùn)營(yíng)。
盡管總結(jié)起來(lái),我們可以把馬扎克遼寧工廠的高度智能化歸結(jié)為“機(jī)器”與“網(wǎng)絡(luò)”,但要做到這兩點(diǎn)卻并非一朝一夕之功,我們本土制造業(yè)以及農(nóng)機(jī)工業(yè),與其相差的并非只有一個(gè)十年的距離。在由中國(guó)制造向中國(guó)智造轉(zhuǎn)變的過(guò)程中,我們要做出的努力還遠(yuǎn)不止于此。
最后放一張由馬扎克遼寧工廠員工照片組成的馬扎克logo,走在前面的企業(yè),對(duì)企業(yè)文化與人文環(huán)境的重視往往比我們更甚。
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