面向个性化定制的钣金生产模式

伴随着我国电梯需求量的飞速增长,行业内的一系列问题也日趋明显,主要表现在电梯交付周期较长,究其原因主要是由电梯高度个性化定制的特征所导致的。由于几乎每台套电梯的总体尺寸、运行速度、载重都是不同的,这就使得每台电梯都要经历设计、生产计划、制造、组装等环节,才能交付到现场进行安装调试,严重制约了电梯交付周期。

针对电梯行业特点,西奥电梯攻克电梯设计、制造环节之间的模型和数据难以互通和集成的难题,依托现有的ERP、MES等 软 件系统,实现现场异构设备的快速集成与互联互通,从而实现个性化订单生成、计划排产、生产制造的纵向集成,有力支撑了高度个性化定制电梯的大规模生产模式。使得电梯产品在客户选配、设计、计划调度、制造等方面达到一体化集成,从而大幅缩短了产品的设计、交付周期。

项目实施亮点

个性化流程设计

项目实施流程如图1所示。

图1 项目实施流程

本项目基于现有的PLM软件,通过自主研制的PCS软件(图2)以及智能管控软件,实现了个性化订单的参数配置,同时,通过后台信息交互,客户订单管理系统把客户产品的参数信息对接到PCS系统中。

图2 自主研发的PCS系统

图3 PCS自动出图编译系统

图4 设备工单自动下发

通过PCS系统生成工厂可加工处理的BOM信息,确保车间生产的每个部件都是和实际合同需求精准挂钩的。同时对特殊CA流程进行防呆管控,对CA自动取号、CA技术文档号、图纸图号占用进行权限管理(图3)。对CA流程涉及的图文件实施管控之后,系统提取需要排产的前端CRM系统中的订单参数,结合此排产日期中各CA流程实施的技术、工艺、采购的最新有效时间段的基础数据,自动生成制造BOM信息,以供下游LVS系统读取BOM数据后进行订单管理、制定生产任务等过程的各种管控(图4)。

个性化管理

个性化大规模生产的背后是设备的自动化及智能化,目前西奥电梯自动化设备的覆盖率已经达到95%。如何保证设备效率的最大化管理、推行科学有效的TPM管理,西奥电梯联合知名高校、研究所利用人工智能神经算法、深度学习等技术主导开发了“智能资源管理系统”,该系统分为三个层级如图5所示。

管理层信息展示层级。

在这个界面,无论是管理层、车间管理者或是质量管理部门都可以简单、明了的看到当前设备的实际运行状态、质量问题,让老板用少的注意力获得大的“关注力”。让生产、质量等部门管理层做出明确的判断。

信息管理层级。

该系统把过程数据完整地记录下来(形成大数据),即便管理层、老板不看,至少也“有据可查”,并促进管理水平的提高。在大数据的基础上,推进“智能化”(吴淑珍式的智能)进程:异常信息实时在线检测并推送至相关责任部门及工程师,必要时自动推送给老板。

操作层层级。

该层级核心技术在于将OPC(信息采集中间件)、SQL(数据库)同时集成在西奥电梯自主开发的设备信息数据库中,当设备出现故障时,设备工程师会收到具体的设备异常信息,通知工程师修复并进行修复过程及方法的记录;当同样的故障再次发生时,该系统会自动根据数据库的修复记录进行自我修复;针对设备核心部件进行疲劳统计,形成TPM管理的主动预防。

图5 资源管理系统界面

个性化定制实施效果

通过本项目的实施,建设面向个性化定制的电梯智能生产成果如下。

制造交付周期测算

制造交付周期包括合同计划排产周期1天、合同工程技术图档设计BOM编制周期3天、制定工艺加工路线和制造BOM分解周期1天、采购定价周期2天、原材料采购周期3天、车间加工与装配周期4天、装车发运周期1天等构成,合计为15天,目前缩短为6天,周期减少60%。

生产效率测算

导入专用折弯与焊接机器人、自动料塔技术、智能检测传感及控制技术、智能物流技术,从原先的人工单机作业建设成为集数冲、折弯、智能检测于一体的自动柔性生产线,将焊接加工从人工焊接生产建设成全自动焊接生产线,自动化装备生产过程的数控化率提高至80%,生产良品率提高至99.8%,生产线自动化工位占比从之前人工操作提高到70%以上,人均生产效率提高60%以上。

产品良品率测算

加工装配过程中需要经过剪、冲、折、喷涂、粘接、铆接等工序,生产线在建设过程中采用生产过程追踪体系,同时建立在线质量检测与分析系统,通过应用高精度激光测距仪自动检测生产过程中的成形尺寸、折弯角度,应用电涡流传感器实现喷涂膜厚的自动检测与控制;应用拉力检测仪检测加强筋粘接力和铆钉铆接力。通过对生产线运行和产品自动检测,将各项关键检测数据实时发送至品质监控系统,使设备自检率达100%,不合格产品自动筛选、分流返修。

产品研制周期测算

通过深度集成CAD、CAE、CAM、CAPP等应用软件,实现数据间的自由流通与共享。在柔性化设计能力提升方面,通过提高零部件重用性、降低设计变更次数,推进研发过程向产品系列化、零件通用化和功能模块化转变,提高产品快速换型和柔性化设计能力。项目实施前重大产品研发及生产各阶段耗时为:调研2个月,设计5个月,试制3个月,首批/台生产15天。项目建成后预期各阶段时间为:调研1.5个月,设计3个月,试制2个月,首批/台生产5天。新产品研制周期由之前的10.5个月降低至6.5个月,周期缩短35%以上。

公司的运营成本预测

从人员节约角度分析,通过生产线自动化改造升级,将原有人工操作的工序改造成自动生产方式,大幅度节约了人力成本,如厅门自动化生产线,改造前整条厅门生产线需要的直接人工为30人,自动化改造后只需要12人,人工成本降低60%;对上下梁机器人焊接、侧板机器人焊接、轿底托架机器人焊接等的改造,使生产线从原先的16人减少到8人,人员节约50%。

——节选自《钣金与制作》2018年第7期

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