November 1, 2025
في سياق التحول العميق لتصنيع السيارات نحو الصناعة 4.0، أصبحت الكفاءة والمرونة والتحكم في الجودة لخطوط الإنتاج مؤشرات رئيسية للقدرة التنافسية الأساسية للمؤسسات. وباعتبارها معيارًا للتحول الرقمي في الصناعة، حققت شركة GAC Motor Yichang Factory كفاءة رائدة في الصناعة لإنتاج سيارة جديدة في 52 ثانية باستخدام حل التشغيل الآلي المتكامل بالكامل من Siemens (TIA)، و PLC من Siemens هو مركز التحكم الأساسي الذي يدعم هذا الاختراق. من اللحام الآلي بنسبة 100٪ في ورشة اللحام إلى التبديل المرن لنماذج المركبات المتعددة في ورشة التجميع النهائية، يعمل نظام PLC خلال عملية الإنتاج بأكملها، مما يحل العديد من نقاط الضعف في التصنيع التقليدي.
تحدد جودة لحام الهيكل الأبيض بشكل مباشر أداء السلامة للسيارة. يحتوي الهيكل الرئيسي لكل سيارة "هيكل أبيض" على 2000-3000 نوع مختلف من نقاط اللحام، ومن الصعب على وضع أخذ العينات التقليدي القضاء على مخاطر الجودة. تعتمد ورشة اللحام والتجميع في مصنع Guangzhou Automobile Yichang Factory على Siemens S7-1500 PLC كنواة تحكم رئيسية، وقد قامت ببناء نظام تحكم آلي بالكامل يغطي أكثر من 60 روبوت لحام، مما يحقق تحكمًا دقيقًا وقابلية تتبع الجودة لعملية اللحام.
من حيث تصميم هيكل النظام، يعتمد الفريق الفني وضع "التعاون الرئيسي والفرعي": يعمل S7-1500 PLC كوحدة تحكم IO، ويتم توصيل أجهزة S7-1200 الذكية المتعددة عبر ناقل PROFINET كنقاط تحكم موزعة، مما يشكل شبكة طوبولوجيا زائدة عن الحاجة دائرية. لا تعمل هذه البنية على التحكم في وقت استعادة انقطاع الشبكة في غضون 200 مللي ثانية فحسب، بل تعمل أيضًا على تحسين تبادل البيانات من خلال تعليمات GET/PUT، مما يقلل من تأخير استجابة الروبوت من 15 مللي ثانية إلى 3 مللي ثانية، مما يضمن دقة اللحام المتزامن بين الروبوتات المتعددة. استجابة لمتطلبات تكامل النظام المتقاطع لروبوتات اللحام ABB، تم استيراد ملف GSDML الخاص بالروبوت لإكمال تكوين إدخال إحداثيات وصلة اللحام 64 بايت وإخراج إشارة الحالة 32 بايت في TIA Portal، وتم تمكين بروتوكول ProfiSafe لتحقيق استجابة سريعة لإشارة التوقف في حالات الطوارئ<10 مللي ثانية، مما يحل تمامًا مشكلة التوافق بين معدات العلامات التجارية المختلفة.
من حيث مراقبة الجودة، أصبح التكامل العميق بين Siemens PLC وبرامج الذكاء الاصطناعي الصناعي بمثابة انفراجة رئيسية. يجمع PLC 12 معلمة عملية مثل تيار اللحام والجهد والضغط في الوقت الفعلي، ويحللها في الوقت الفعلي من خلال وحدة الحوسبة الطرفية، ويتنبأ بجودة كل بقعة لحام بناءً على خوارزمية التعلم الآلي. عندما يتجاوز التقلب الحالي لنقطة لحام معينة عتبة ± 5٪، يقوم PLC على الفور بتشغيل إنذار وتسجيل البيانات غير الطبيعية، مع تعليق تشغيل محطة العمل وانتظار المراجعة اليدوية. يقلل وضع "التنبؤ الذكي بالمراقبة في الوقت الفعلي التدخل الدقيق" من معدل عيوب اللحام بنسبة 60٪ ويزيد من كفاءة فحص الجودة ثلاث مرات، مما يحل محل طرق الاختبار المدمرة التقليدية تمامًا.
في مواجهة الطلب على الإنتاج المختلط لنماذج مركبات متعددة مثل سيارات الدفع الرباعي وسيارات السيدان، تستخدم ورشة التجميع النهائية في مصنع GAC Yichang وظيفة التحكم المرنة لـ Siemens PLC لتحقيق التبديل السريع لعمليات الإنتاج والجدولة الفعالة للمعدات. يعتمد نظام التحكم في الورشة Siemens S7-1500 PLC جنبًا إلى جنب مع وحدة IO الموزعة ET200SP، والتي تربط أكثر من 300 جهاز تنفيذ عبر ناقل PROFINET، وتغطي العملية بأكملها لنقل هيكل السيارة، وتجميع المكونات، والفحص، وما إلى ذلك.
استجابة لنقاط الضعف في التبديل بين نماذج المركبات المتعددة، يستخدم الفريق الفني وظيفة إدارة الصيغة الخاصة بـ PLC لضبط معلمات عملية التجميع مسبقًا (مثل عزم الدوران، وتسلسل التجميع، وعتبة الكشف، وما إلى ذلك) لنماذج المركبات المختلفة كصيغ مستقلة. عندما تتغير خطة الإنتاج، يصدر المشغل أمر تبديل من خلال واجهة HMI، ويمكن لـ PLC إعادة تعيين جميع معلمات المعدات في غضون 10 دقائق، مما يحسن توافق خط الإنتاج بنسبة 80٪. تمكن هذه القدرة المصنع من الاستجابة بمرونة للتغيرات في طلبات السوق، ويمكن لخط إنتاج واحد تحقيق الإنتاج المختلط لأربعة نماذج من المركبات.
في عملية النقل اللوجستي، يستخدم المصنع سيارات Siemens AGV بدلاً من أحزمة النقل التقليدية، ويحقق جدولة ذكية لنقل المركبات من خلال PLC. يجمع S7-1500 PLC في الوقت الفعلي موقع AGV ومستوى البطارية وطراز السيارة والبيانات الأخرى، ويعدل ديناميكيًا مسار النقل بناءً على إيقاع الإنتاج. عندما يكون هناك نقص في المواد في محطة عمل معينة، يقوم PLC على الفور بإرسال أقرب AGV للتسليم ذي الأولوية، مما يقلل من وقت الانتظار في محطة العمل بنسبة 40٪. في الوقت نفسه، يحقق جهاز الرفع EMS المائل للخدمة الشاقة الذي يتم التحكم فيه بواسطة PLC دورانًا بزاوية 110 درجة في كلا الاتجاهين من هيكل السيارة، مما يحسن بشكل كبير من سهولة التشغيل للتجميع الداخلي ويزيد من كفاءة التجميع لكل فرد بنسبة 25٪.
من أجل تحقيق قابلية التشغيل البيني للبيانات والتحسين العالمي بين ورش العمل المختلفة، تم دمج Siemens PLC بعمق مع نظام إدارة عمليات التصنيع Opcenter لبناء نظام تحكم رقمي للعملية بأكملها من إصدار الأمر إلى تسليم المنتج النهائي. يجمع S7-1500 PLC في الوقت الفعلي معدات OEE (الكفاءة الشاملة) واستهلاك الطاقة والأعطال والبيانات الأخرى، ويقوم بتحميلها على منصة الإدارة من خلال بروتوكول OPC UA. يمكن لموظفي الإدارة مراقبة حالة تشغيل كل خط إنتاج من خلال واجهة مرئية.
من حيث صيانة المعدات، تلعب ذاكرة التخزين المؤقت التشخيصية لـ PLC وكتلة تنظيم المقاطعة OB82 دورًا رئيسيًا. عند اكتشاف عطل في وحدة IO، يسجل PLC على الفور رمز الخطأ ووقت الحدوث والمعدات المرتبطة به، ويدفعه إلى هاتف موظفي الصيانة المحمول من خلال وحدة إنذار WeChat. من خلال الجمع بين بيانات درجة الحرارة وعزم الدوران لمحركات وصلات الروبوت التي تم جمعها بواسطة PLC، يمكن للنظام التنبؤ بأعطال المعدات المحتملة وتقليل التوقف غير المخطط له بنسبة 40٪. من خلال تدابير التحكم الذكية هذه، تم تقصير دورة اللحام لخط التجميع النهائي في مصنع GAC Yichang من 120 ثانية لكل وحدة إلى 98 ثانية لكل وحدة، مما أدى في النهاية إلى تحقيق كفاءة رائدة في الصناعة لإنتاج سيارة جديدة في 52 ثانية.
حقق التطبيق الشامل لنظام Siemens PLC في مصنع Guangzhou Yichang العديد من الاختراقات في كفاءة الإنتاج ومراقبة الجودة وتكاليف التشغيل: وصلت نسبة التشغيل الآلي لخط الإنتاج إلى 100٪، وزادت قدرة الإنتاج في نوبة واحدة بنسبة 50٪؛ انخفض معدل عيوب اللحام من 0.8٪ إلى 0.32٪، وزادت معدل المرور الأول إلى 99.2٪؛ من خلال الصيانة التنبؤية وتحسين الطاقة، تم تخفيض تكاليف صيانة المعدات بنسبة 35٪، وتم تخفيض استهلاك طاقة وحدة المنتج بنسبة 18٪. كما قال تشانغ شاوي، نائب المدير العام لفرع GAC Motor Yichang، فإن الحل الرقمي مع Siemens PLC كنواة يحول حقًا مفهوم "الصناعة 4.0" إلى كفاءة إنتاج فعلية.
توضح هذه الحالة بشكل كامل أن Siemens PLC، بمزاياها الأساسية المتمثلة في التحكم الدقيق والتكيف المرن والترابط الذكي، لا يمكنها فقط حل نقاط الضعف في العمليات المحددة في تصنيع السيارات، ولكن يمكنها أيضًا بناء نظام إنتاج رقمي كامل للعملية، مما يوفر دعمًا فنيًا قويًا للتحول الذكي للتصنيع في صناعة السيارات.
