典型案例

一、項目背景

      某企業以多品種小批量配套機加產品生產為主，生產過程中緊急插單現象嚴重，生產計劃變化程度較高，人工響應速度慢；同時，由于缺少機床的有效監控和合理分配的工具，部分機床使用效率偏低；多品種及小批量產品導致工人大量的時間用于生產準備工作，生產力得不到有效發揮，且人工操作環節過多，大大降低設備的使用率。

      為解決當前問題，全面提升生產能力，建立以MES為核心的信息化管理系統，并通過對設備升級改造，建設以小批量、多品種及混線生產為主的示范性智能制造單元將成為企業發展的必由之路。

二、項目建設內容

     依托航天云網INDICS平臺，以生產計劃、檢驗計劃及工單管理為核心，建設MES系統。生產計劃建立插單處理功能，及時根據插單，優先分配制造資源，并能夠根據生產反饋數據，實時反饋插單的完成情況，實現閉環反饋。同時，實現MES系統的縱向集成，與柔性產線緊密匹配，根據生產計劃，將不同的預裝工件合理調度到不同的機床進行生產加工，實現混線生產。

       對現有3臺加工中心機床、1臺三坐標測量機、1臺清洗設備進行智能化改造，增加相關硬件及軟件，如機械手、第七軸、物流控制系統及管控系統，實現產線自動化，信息化與自動化系統高度集成，最終組成一個數控銑加工智能單元。生產人員只需要將工件預裝調在零點定位系統的托盤上，根據生產計劃，數控銑加工單元實現托盤上工件的自動上下料、加工、監控及檢測功能，并將采集數據和信息實時反饋計劃人員，實現高效的生產，及時的信息反饋及透明化管理狀態。

此項目整體系統架構如圖1所示，生產單元布局如圖2所示。

圖1系統架構圖

圖2 生產單元布局圖

2.1管控系統模塊

      建設一套自動化控制系統，主要功能模塊包含工作流核心模塊、標準預調輸入模塊、機內檢測管理模塊、CAM輸入模塊、自動識別掃描系統、自動生產單元管理者核心模塊、機床接口控制模塊、裝載站管理模塊、刀具管理模塊、夾具管理模塊、擴充制造策略、報警核心模塊、機床報警模塊及快速手動讀取器。管控系統界面如圖3所示。

圖3 管控系統界面圖

2.2 舊設備改造

      對3臺立式加工中心機床、1臺三坐標測量機和1臺清洗設備進行改造。對3臺立式加工中心機床增加排屑機、自動門、工裝氣路接口、機械手I/O通訊接口。排屑機、自動門、工裝氣路接口通過新增M代碼、操作按鈕，控制其開關；新增I/O接口機械手也可通過其控制排屑機、自動門、工裝氣路接口的開關。改造后的數控銑機床如圖4所示。

圖4 改造后的數控銑機床

2.3自動化在線檢測

      目前，智能制造單元在線檢測方案主要分為機床內安裝紅外探頭和單元內三坐標檢測兩種，由于此項目采用的機床為老舊設備，受設備精度影響，采用機床內安裝紅外探頭的方式檢測的誤差大，難以滿足產品零件的檢測要求。因此，在數控銑智能制造單元內采用三坐標檢測的方式予以解決。

三、項目實施效果

      通過此項目的實施，徹底解決了計劃雜亂不清的現象，緊急生產訂單任務均能夠得到充足的資源保障和準時的交付，車間生產管理由粗放逐步轉向精益，實現信息和數據驅動人和設備生產方式，管理效率得到較好改善；同時，工序自動化生產解決了由于人工操作造成的質量不穩定及不一致現象，產品一致性幾乎達到100%；人工操作轉為自動操作，極大地解放了勞動力，設備使用效率也得到極大提高，通過機械手自動上下料，實現12小時以上無人化加工生產。