鈑金制造業(yè)的未來(lái)-智慧工廠

隨著“復(fù)工潮”的到來(lái)，那些提前布局打造了智慧工廠并配備了相應(yīng)的自動(dòng)化裝備的制造企業(yè)，得以在疫情防控的基礎(chǔ)上，率先恢復(fù)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)。還有更多的制造企業(yè)在抗擊新冠肺炎疫情的過(guò)程中，開(kāi)始思考智慧工廠和自動(dòng)化的意義，如何幫助企業(yè)減少勞動(dòng)力需求，增強(qiáng)對(duì)抗風(fēng)險(xiǎn)能力。為此我們進(jìn)行一次專題分享，為廣大鈑金制造企業(yè)深入介紹瑞士百超的智能制造理念和解決方案。

目前，絕大多數(shù)國(guó)內(nèi)鈑金制造工廠仍屬于勞動(dòng)力密集型，自動(dòng)化、信息化和智能化水平較低，生產(chǎn)管理系統(tǒng)相對(duì)孤立，數(shù)據(jù)分散而不透明。隨著勞動(dòng)力供給不足和各項(xiàng)成本上升，生產(chǎn)的成本和效率面臨巨大挑戰(zhàn)，已經(jīng)無(wú)法滿足小批量定制化的趨勢(shì)要求。相比之下，智慧工廠強(qiáng)調(diào)在企業(yè)內(nèi)部統(tǒng)一的信息管理體系基礎(chǔ)之上，集成MES系統(tǒng)，計(jì)劃、調(diào)度、生產(chǎn)，達(dá)到人和設(shè)備的高度匹配，能夠?qū)φ麄€(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集，通過(guò)數(shù)據(jù)分析并組織生產(chǎn)，更合理的分配閑置生產(chǎn)資源，提高生產(chǎn)效率，以較低的成本實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定制化生產(chǎn)。

百超擁有豐富的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，能夠滿足特定的自動(dòng)化需求，開(kāi)發(fā)并交付整條生產(chǎn)線。百超的鈑金智慧工廠項(xiàng)目依據(jù)客戶需要而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的智能倉(cāng)儲(chǔ)（板料自動(dòng)入庫(kù)、自動(dòng)出庫(kù)、激光切割單元供料）、激光切割（自動(dòng)上下料和分揀）、折彎、物流輸送以及系統(tǒng)控制。通過(guò)構(gòu)建智能化生產(chǎn)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化分布生產(chǎn)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)激光切割和折彎生產(chǎn)全過(guò)程的數(shù)字化和智能化。以百超為國(guó)內(nèi)某客戶提供的智慧工廠方案為例，主要包括大容量料庫(kù)、激光切割單元、機(jī)器人折彎單元、AGV運(yùn)送系統(tǒng)、軟件以及控制系統(tǒng)等主要組成部分。具備智能制造的關(guān)鍵特點(diǎn)：自動(dòng)化生產(chǎn)、過(guò)程受控、自適應(yīng)排產(chǎn)以及預(yù)防性維護(hù)。數(shù)字化和自動(dòng)化貫穿從報(bào)價(jià)、離線編程、訂單排產(chǎn)到切割、折彎、焊接、倉(cāng)儲(chǔ)和物流運(yùn)送的整個(gè)工藝流程。與用戶的生產(chǎn)管理軟件平臺(tái)對(duì)接，對(duì)生產(chǎn)調(diào)度和計(jì)劃提供有力支持，極大提高生產(chǎn)效率和設(shè)備利用率。

大容量料庫(kù)

自動(dòng)化料庫(kù)是激光切割、折彎、沖床等相關(guān)鈑金加工系統(tǒng)的強(qiáng)大擴(kuò)充，是智慧工廠無(wú)人值守生產(chǎn)必不可少的。百超能夠?yàn)榭蛻籼峁﹩瘟纤?、多料塔、雙排多料塔等各種配置形式，立式料庫(kù)容量最大可達(dá)30層以上，單層承載5噸板材，確保最理想的庫(kù)存周轉(zhuǎn)率：

倍增生產(chǎn)效率：板材和工件的自動(dòng)化料庫(kù)延長(zhǎng)了所連接生產(chǎn)設(shè)備的每日開(kāi)機(jī)時(shí)間。對(duì)于尚未實(shí)現(xiàn)全天24小時(shí)自動(dòng)生產(chǎn)的工廠，自動(dòng)化料庫(kù)按照計(jì)劃需求，定時(shí)為上下料系統(tǒng)補(bǔ)充工件，減少獨(dú)立單元的生產(chǎn)節(jié)拍，確保無(wú)人值守連續(xù)生產(chǎn)。

靈活安排生產(chǎn)計(jì)劃：即使您的工廠已經(jīng)全天24小時(shí)自動(dòng)運(yùn)作，自動(dòng)化料庫(kù)也能靈活管理生產(chǎn)計(jì)劃，改變工單優(yōu)先順序，響應(yīng)緊急的生產(chǎn)需求變更。我們很多的客戶能夠立即處理一定批次的交貨而不影響生產(chǎn)設(shè)施的整體效率。

節(jié)省占地面積：自動(dòng)化料庫(kù)在豎直方向上擴(kuò)展，更有效的利用占地，有時(shí)甚至可以建造在設(shè)備上方。同時(shí)容許最優(yōu)的庫(kù)存量和毛坯材料追溯，確保生產(chǎn)使用正確的物料。

激光切割單元

激光自動(dòng)化解決方案涵蓋從簡(jiǎn)單的材料搬運(yùn)直至全自動(dòng)運(yùn)行的各種需求，可以優(yōu)化物流，改善激光切割機(jī)床的利用率并提高工作及過(guò)程可靠性。各部分以模塊形式設(shè)計(jì)安裝，因此可以在以后逐步調(diào)整自動(dòng)化程度。百超開(kāi)發(fā)的自動(dòng)上下料單元， 可完美集成到我們的激光切割機(jī)中，有一系列不同尺寸整板上下料的方案，確保不同類型和規(guī)格的機(jī)床的不間斷運(yùn)行和無(wú)人操作，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。由于采用了模塊化的設(shè)計(jì)，因此自動(dòng)化程度可以在日后根據(jù)需求進(jìn)一步擴(kuò)展，解決方案從自動(dòng)上下料、集成料庫(kù)到包括分揀的全自動(dòng)操作。

在所有鈑金加工的主要工序中，分揀是所有生產(chǎn)工序中從自動(dòng)化系統(tǒng)中受益最大的，一直以來(lái)，由于工件差異大，分揀一般是人工進(jìn)行的。百超自動(dòng)化系統(tǒng)可以自動(dòng)下料及堆碼大多數(shù)的激光切割件，全部一次性自動(dòng)操作。這些創(chuàng)新的系統(tǒng)經(jīng)過(guò)實(shí)際驗(yàn)證，可以從激光切割機(jī)讀取工件排版，抓取到托盤或其他工位上，留下廢料。

機(jī)器人折彎單元

折彎自動(dòng)化方案加速折彎工作流程，提升加工質(zhì)量，充分發(fā)揮折彎?rùn)C(jī)的最大潛力。百超自動(dòng)化方案根據(jù)實(shí)際需求，憑借全自動(dòng)折彎操作、智能化材料搬運(yùn)以及自動(dòng)化刀具更換來(lái)支持折彎過(guò)程，還可以將全自動(dòng)折彎流程無(wú)縫接入前道和后道工序。

自動(dòng)折彎單元的優(yōu)勢(shì)絕不僅限于高效率生產(chǎn)，機(jī)器人的使用可以極大降低操作人員的安全隱患，而標(biāo)準(zhǔn)的工序流程也確保了產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。百超的自動(dòng)化折彎解決方案包括一臺(tái)或多臺(tái)關(guān)節(jié)機(jī)器人，根據(jù)工藝要求配備真空吸盤、電磁鐵或機(jī)械夾爪等各類抓具。其重要特點(diǎn)之一在于柔性，機(jī)器人自動(dòng)更換抓具并搭配多臺(tái)折彎?rùn)C(jī)，靈活的管理加工順序，同時(shí)降低了生產(chǎn)輔助時(shí)間，即使對(duì)于小批量產(chǎn)品的加工也能顯著提高生產(chǎn)效率。機(jī)器人可安裝在折彎?rùn)C(jī)前的地軌或天軌上，當(dāng)需要人工折彎時(shí)不受影響。

百超的機(jī)器人折彎單元完全匹配全線折彎?rùn)C(jī)型，支持百超折彎?rùn)C(jī)特有的動(dòng)態(tài)撓度補(bǔ)償功能，在折彎過(guò)程中實(shí)時(shí)修正且?guī)в凶钕冗M(jìn)的傳感器。即使加工長(zhǎng)于 3 米的工件， 用戶也可以獲得準(zhǔn)確恒定的折彎結(jié)果。

系統(tǒng)軟件解決方案

智慧工廠的運(yùn)作離不開(kāi)系統(tǒng)軟件的支持，為客戶量身定制的MES系統(tǒng)提供了一整套完整的解決方案，在上層的ERP系統(tǒng)和底層的車間機(jī)聯(lián)網(wǎng)之間搭建起一座橋梁，幫助客戶管理和優(yōu)化生產(chǎn)流程，實(shí)時(shí)控制車間現(xiàn)場(chǎng)的各種生產(chǎn)活動(dòng)：

監(jiān)控制造流程：系統(tǒng)具備各種先進(jìn)的功能以管控生產(chǎn)計(jì)劃，按照機(jī)床、材料、厚度、交期、銷售訂單、客戶等各種參數(shù)對(duì)工單分組。用戶可以實(shí)時(shí)檢查工件生產(chǎn)階段，待加工、排版、在制、成品等狀態(tài)都以易于理解的圖形方式顯示。

優(yōu)化節(jié)拍和成本：系統(tǒng)可以綜合考慮不同的類型的制造要求，根據(jù)機(jī)床負(fù)荷自適應(yīng)排產(chǎn)，創(chuàng)建CAD／CAM工單。

車間管理：MES軟件能夠監(jiān)控產(chǎn)能和整個(gè)工序流程，優(yōu)化調(diào)配員工、設(shè)備和供應(yīng)商等資源，在辦公室為特定的工單保留物料或優(yōu)先安排其他生產(chǎn)計(jì)劃。還能接入第三方生產(chǎn)管理系統(tǒng)，記錄每種排版和生產(chǎn)工序的時(shí)間和真實(shí)物料損耗。

數(shù)據(jù)分析：強(qiáng)大的商業(yè)分析工具賦予管理人員所需要的信息，基于機(jī)床配置功能提供數(shù)據(jù)，持續(xù)不斷的提高生產(chǎn)工藝，這些工具涵蓋生產(chǎn)訂單、費(fèi)用、產(chǎn)能、工單切換等。

在智慧工廠的車間管理層級(jí)，百超的一系列高效軟件為切割、折彎和自動(dòng)化這些工藝步驟的整個(gè)信息和數(shù)據(jù)流提供強(qiáng)有力的支持。借助 BySoft 7 和 Plant Manager，百超所提供的解決方案能構(gòu)建起數(shù)字化聯(lián)網(wǎng)的加工環(huán)境，讓用戶快速高效地執(zhí)行從接到訂單到板件加工完成的各個(gè)環(huán)節(jié)。

總結(jié)

智慧工廠將徹底改變鈑金工廠的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)營(yíng)、產(chǎn)品服務(wù)和生產(chǎn)系統(tǒng)，零件、設(shè)備和人之間的互聯(lián)互動(dòng)，將大幅提高生產(chǎn)效率，大規(guī)模定制水平也將提升到一個(gè)新的高度。鈑金制造業(yè)將從孤立的自動(dòng)化單元轉(zhuǎn)化為整合的自動(dòng)化設(shè)施，并且能夠相互聯(lián)通，從而提升制造系統(tǒng)的靈活性、生產(chǎn)力和質(zhì)量。盡管向工業(yè)4.0的完全轉(zhuǎn)型還需要一段時(shí)間，但在未來(lái)的5到10年內(nèi)，智慧工廠的一些關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)將逐漸確立。這場(chǎng)變革將為創(chuàng)新的鈑金制造企業(yè)帶來(lái)巨大機(jī)遇，也會(huì)對(duì)遲遲不愿行動(dòng)的落后者帶來(lái)威脅。

百超是全球領(lǐng)先的鈑金加工解決方案提供商，專注于切割和折彎工藝鏈物料及信息流的自動(dòng)化整合，業(yè)務(wù)范圍涵蓋激光切割、折彎、自動(dòng)化及軟件，全方位服務(wù)使得各項(xiàng)產(chǎn)品更臻完善。我們致力于提供源自瑞士高端技術(shù)的一流產(chǎn)品和服務(wù)，幫助客戶成為世界級(jí)制造商。

審核編輯 黃昊宇