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深入大湾区腹地,探寻智能工厂转型之道!

发布日期:2020-11-23 浏览次数:13465 来源:数字化企业 作者:许之颖
   2020年11月11日,由e-works数字化企业网与广东省智能机器人研究院联合组织的2020智能工厂与产线规划建设实战训练营前往顺德、中山,走进美的生活电器事业部顺德工厂、广东顶固集创家居股份有限公司中山生产基地、智能产线专业集成企业鑫光智能,深度探访知名的家电与家具制造企业智能工厂建设的成功之道。
 
  01
  美的生活电器事业部顺德工厂
  潜心工艺优化,推进柔性自动化
 
  美的生活电器事业部主要生产小家电,已建成顺德、中山、越南、深圳四大生产基地,产品市场辐射全球,并拥有全球最大最完整的小家电产品群,年生产能力超2亿台,是世界最大的电饭煲、电磁炉、电压力锅、电水壶、电风扇制造基地。顺德工厂要产品包括电饭煲、电压力锅、电磁炉、面包机、炒菜机器人、电炖锅、水壶、破壁机、榨汁机、豆浆机、咖啡机等,现有员工约5600人,实现年产能8000万台,年产值86亿。
 
  此次考察的是顺德工厂的总装三分厂,主要生产电磁炉产品。总装三分厂的生产和IE主管陪同参观,进行了细致讲解,带领训练营参观了电磁炉生产的柔性自动化产线。这条线自18年8月开始改造筹备,19年4月设备进厂调试,6月正式量产,现已达到单班日产3500台,双班年产200多万台的水平。
 
  该产线包括电磁炉面盖装配段、线盘组装段、总装段、测试段、包装段及成品物流段,经过改造升级,实现了一个流、柔性自动化、少人化和人机协作。产线结合了坐标式机械手和多轴机器人,全程实现自动装配。以线圈盘生产为例,仅在导线穿管工位安排了一名工人,其它工序全部实现了自动化,工人数量由过去的7-9人减为1人;检测实现了全自动化,每一装配工序都设置了机器视觉检测,如自动贴铭牌后,通过机器视觉检测粘贴位置、角度是否准确;在物流配送方面,采用AGV配送至线边,并已实现了AGV与MES、SCADA、PLC的集成,当产线缺料时,通过SCADA、PLC向MES系统发出信息,MES系统向AGV平台发出配送需求,空闲AGV在仓库取料再送至线边,实现按需全自动配送。产成品完成后,通过传送带传到分拣区,自动进行分拣,发货给各地的经销商。
 
  推进生产自动化离不开工艺的改善,训练营学员在车间现场看到了很多工艺改善的展示。工厂负责人介绍,推进生产自动化,首先要注意推进面向自动化的产品设计(DesignForAutomation)。产品设计时,不仅要考虑制造工艺的可行性,还要注重能否适合自动化生产。例如,美的电磁炉的部分扣件将原来的螺钉安装改造为塑料件卡扣安装,不仅降低成本,也适用于自动化装配。二是推进“低成本”自动化。训练营参观的这条自动化线建造成本较高。而工厂后续新建的类似产线则基于低成本自动化原则,尽量采用简易的自动化装置替代多轴机器人,通过优化工艺,实现工艺标准化,建造成本可以降低2/3。三是适应多品种的柔性生产。美的工厂通过提升产品的模块化水平,使用可以灵活调整定位销的治具等方式,实现快速换型。
 
  02
  顶固集创中山工厂
  支持板式家具个性化定制的智能工厂
 
  广东顶固集创家居股份有限公司成立于2002年12月,专业从事定制衣柜及配套家具、精品五金、智能五金、定制生态门等家居产品的研发、生产、销售,是我国定制衣柜及五金门锁领域知名品牌之一,是一家创业板上市公司,产品包括全屋定制、安全门锁、生态门三大品类,拥有中山、佛山、成都三大生产制造基地。
 
  作为板式家具行业的优秀企业,顶固积极推进客户进行个性化定制和智能制造,结合板式家具的制造工艺,导入了激光封边机、智能分拣系统、板材智能检测等系统,还建立了用于实现订单齐套的成品暂存库。通过信息系统进行客户订单的解析拆单和生产排程,再根据客户订单对成品实现齐套,订单执行的全过程实现了信息贯通。
 
  中山工厂一楼车间用于进行板材的开料、封边,开料后每一块板都被赋予唯一身份的二维码,携带所属订单的信息。完成封边后的板件升至二楼的分拣车间,完成钻孔、挖槽、齐套、检测和包装。训练营学员重点参观了二楼的生产车间,该车间历经4年建成板材智能分拣系统。车间面积约3000平米,走上参观通道,俯瞰分拣线,就像缩小版的轧钢厂辊道系统,分拣轨道纵横交错,每块板材遵循自己的交通路线前往多台钻孔、挖槽的作业设备进行加工,辊道系统也具备缓冲功能。加工完的板材,通过工业机器人转运至用于暂存的环形分拣库,待同一订单的所有板材齐套后,再完成尺寸检测和半自动化包装。暂存库设计非常特别,顶天立地的环形高大“书架”中插入不同尺寸的板材,每个暂存库中央安排一台机器人执行板材上下架。
 
  在整个生产过程中,数据和算法模型的应用发挥着重大作用。顶固集创的数据团队解决了动态工艺路线规划、库位分配、半自动化包装、自动化物流输送等问题。数据的采集与充分利用,帮助顶固集创实现了制造环节的创新。
 
  为最大限度提高材料利用率,生产过程中多个订单的板件混合生产,同一个订单的板材通常不在同一时间内生产完成,需要进行拆单生产和成品齐套。因此,暂存库成为瓶颈资源,数据团队通过库位状态实时采集和对算法的优化,持续提升暂存库的OEE,从而大幅提高产能。板式家具的包装过程通常是质量损失的主要来源之一,顶固集创的数据团队基于包装造成破损规律的分析,开发了包装算法,实现不同尺寸板材的最佳自动组合。
 
  新技术的应用帮助顶固集创大幅提高生产效率。在整个加工过程中,顶固集创充分应用了视觉检测技术,如钻孔工序作业前,会检查板材尺寸是否与设计尺寸相符,如果错误,系统将报警,再如包装前的终检,将核查板材尺寸、孔位和槽位,不仅提高效率和准确性,也免去因此带来的繁重工作量。
 
  基于数字化、自动化、智能化技术的应用,顶固集创从上料到包装前实现了无人化作业。未来,顶固集创还将进一步攻克开料与封边节拍平衡以及优化自动化输送路线等问题,向“以智慧与智能领跑全球家居企业”的目标迈进。
 
  03
  鑫光智能
  聚焦家居、金属材料加工和家电行业
  交付高性价比自动化产线
 
  鑫光智能成立于2015年,是一家快速成长的非标设备制造和非标自动化集成商,专业从事智能化产线整体解决方案的研发设计、制造与销售,服务于3C、家居卫浴、金属板材加工、电梯、通讯设备、工程机械各行业,重点定位于家电行业和板式家具行业,开发了具有行业特色的专用装备。鑫光智能为家具行业研发的智能板材智能分拣系统、板材智能检测系统成为行业首台套。鑫光智能为此次考察的美的顺德工厂和顶固集创提供了智能产线。
 
  公司总经理唐小松、副总经理陈兴华热情接待了训练营。唐总亲自陪同学员参观了非标自动化设备组装与调试车间,观摩了鑫光智能正在执行的非标自动化项目测试现场。在一个板材上下料测试项目中,一台国产的埃斯顿机器人正在将一条辊道送来的板材搬运到另一条辊道上;在专用测试房内,一个板材工装正在执行10万次装夹测试;学员们还特别仔细观看了板材智能检测线,利用视觉技术检测板材的尺寸、对角线、孔位和槽位的准确性。这种专业设备已经在索菲亚和顶固等多家家居企业应用。
 
  陈兴华副总经理在与学员的交流中强调,企业应用自动化、智能化首先要定位清楚,不能盲目,需要依据当前的基础制定目标,特别要注重当前工艺的标准化水平,工艺标准化、模块化是推行自动化的重要基础,专线专产才能大幅提升自动化能力。鑫光智能作为大湾区知名的智能产线解决方案的服务商,通过深耕行业用户,行业的工艺知识积累形成了自身knowhow,再帮助更多企业优化工艺,实现产线智能化。陈总认为,制造企业在推进智能制造时,应首先做好产品和工艺的标准化,例如美的用5年的时间做标准化,物料号按每年20%的比例压缩,才达成如今高水平的自动化。
 
  后记
 
  鑫光智能与美的和顶固这两家客户建立了深入的合作关系,这是大湾区智能制造生态系统的一个缩影。大湾区制造企业在推进智能制造过程中非常务实,重视工艺优化、工艺标准化,注重实现产线的柔性自动化,并持续推进低成本的自动化。同时,也很注重数字化与自动化的结合,实现生产的透明,提高排产效率,确保产线正常运行。
 
  一天紧张的考察行程,大家带着问题而来,在标杆工厂的现场寻找答案,既是体验,也是对理论的升华。为了助力企业利用新兴技术转型升级,e-works还将组织更多更加精彩纷呈的智能制造学习交流活动。
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