18号智能工厂,数据驱动的智能制造
数据驱动的智能制造-18号智能工厂——三一“智造”工业革命。三一集团始创于1989年,是中国领先、全球第五的工程机械制造企业,年销售600亿元,产品销往全球100多个国家和地区,作为重工领域的标杆,三一集团以其18号厂房成为智能制造应用基础的示范。
(5)公共资源精细化管理
公共资源定位系统是18号智能工厂的一个重要支撑。公共制造资源定位平台融合不同的定位方式并满足不同的业务需求的同时,实现基础设施的共用,达到减少重复建设、提高基础设施利用率的目的。
1) 通过物联网技术实现对在制品、叉车、人员、设备资源的实时定位、追踪与监控;
2) 实时获取物料和运输工具的状态和位置等信息,并可以通过对这些信息的分析实现对物料的高效调度;
3) 综合运用WSN、RFID 和GPS等多种定位技术,满足不同制造资源的定位需求。
图6 公共资源定位系统结构图
(6)智能化立体仓库和物流运输系统
智能化立体仓库和物流运输系统实现泵车、拖泵、车载泵装配线及部装线所需物料的暂存、拣选、配盘功能,并与AGV配套实现工位物料自动配送至各个工位。
仓储模式采用自动化立体仓库存储(主要储存中小件为主)+垂直升降库存储(主要储存小件为主)+平面仓库储存(主要储存大件等其他特殊物资),配合全自动化的AGV小车,把工人从繁复的运输工作中解放出来,使装配区内整个物流通畅有序,改变将近总量30%的物料种类的储存和出入库作业模式,很大程度地缓和了自动化立体仓库的出入库作业压力,有效地提高了整个系统的作业能力。
图7 智能化立体仓库和物流运输应用示意图
图8 智能化立体仓库和物流运输系统结构图
(7)SPC质量在线检测与分析
18号智能工厂通过GSP、MES、CSM及QIS的整合应用,实现了涵盖供应商送货、零件制造、整机装配、售后服务等全生命周期的质检数字化,以及SPC分析、质量追溯等功能。
图9 SPC系统结构图
图10 SPC应系统用示意图
质检员所使用的设备,以工业级平板电脑和PDA为载体,在总装及部装线全面应用,实现了图形化质检,指导质检员快速、准确定位质检部位及质检标准。质检项图形化率达90%以上,质检电子化率100%,全面提升了质检效率。
(8)生产控制中心PCC
厂房建设有 PCC生产控制中心,通过对生产过程中物料、设备、辅助生产资源等数据采集,并集成PDM\ERP\CRM\MES等应用系统,实现订单执行与生产现场的集中管理与调度。核心业务包括生产计划与执行管控、质量管控、物流管控,以及生产现场视频监控等。
图11 PCC系统结构图
图12 PCC系统应用示意图
离散型柔性制造典范
实施智能化改造后,18号厂房实现了厂内物流、装配、质检各环节自动化,一个订单可逐级快速精准地分解至每个工位,创造了一小时下线一台泵车的“三一速度”,实现“产品混装+流水”线的高度柔性生产。对整个生产过程的精益管控,大大提高了产品制造过程的质量、物流、生产管控程度,企业生产效率提高24%以上,生产周期缩短28%,减少生产误操作40%,不良品率下降14%,物流运作效率提高18%以上,送货速度提高12%;节省人力成本约20%,总体制造运营成本降低28%,生产节能7%。
继18号智能工厂建成运营后,三一相继建成了国内领先的长沙宁乡汽车起重机智能工厂、北京南口桩机智能工厂、上海临港挖掘机智能工厂等。目前,智能工厂技术已在十多个业务单位得到应用,助推了集团生产模式的变革。
三一集团在智能制造总体规划、技术架构、业务模式、集成模型等方面进行了有益的探索和应用示范,为工程机械行业开展转型升级提供了一个很好的范式与典型,也为我国装备制造业由生产型制造向服务型制造转型提供了新思路。