Στη διαδικασία της βαθιάς μεταμόρφωσης της αυτοκινητοβιομηχανίας προς τη Βιομηχανία 4.0, η αποδοτικότητα, η ευελιξία και ο έλεγχος της ποιότητας των γραμμών παραγωγής έχουν καταστεί βασικοί δείκτες της βασικής ανταγωνιστικότητας των επιχειρήσεων. Ως σημείο αναφοράς για τον ψηφιακό μετασχηματισμό στον κλάδο, το εργοστάσιο GAC Motor Yichang έχει επιτύχει κορυφαία στον κλάδο αποδοτικότητα παραγωγής ενός νέου αυτοκινήτου σε 52 δευτερόλεπτα με την πλήρως ενσωματωμένη λύση αυτοματισμού (TIA) της Siemens, και η Siemens PLC είναι το κέντρο βασικού ελέγχου που υποστηρίζει αυτή την ανακάλυψη. Από 100% αυτοματοποιημένη συγκόλληση στο συνεργείο συγκόλλησης έως την ευέλικτη εναλλαγή πολλαπλών μοντέλων οχημάτων στο τελικό συνεργείο συναρμολόγησης, το σύστημα PLC διατρέχει ολόκληρη τη διαδικασία παραγωγής, λύνοντας πολλά προβλήματα στη παραδοσιακή κατασκευή.
- Συνεργείο συγκόλλησης: AI+PLC πραγματοποιεί πλήρη έλεγχο της ποιότητας των συγκολλητικών συνδέσεων
Η ποιότητα συγκόλλησης του λευκού αμαξώματος καθορίζει άμεσα την απόδοση ασφαλείας του αυτοκινήτου. Η κύρια δομή του «λευκού αμαξώματος» κάθε αυτοκινήτου περιέχει 2000-3000 διαφορετικούς τύπους σημείων συγκόλλησης και η παραδοσιακή μέθοδος δειγματοληψίας είναι δύσκολο να εξαλείψει τους κινδύνους ποιότητας. Το συνεργείο συγκόλλησης και συναρμολόγησης του εργοστασίου Guangzhou Automobile Yichang υιοθετεί το Siemens S7-1500 PLC ως τον κύριο πυρήνα ελέγχου και έχει κατασκευάσει ένα πλήρως αυτοματοποιημένο σύστημα ελέγχου που καλύπτει περισσότερα από 60 ρομπότ συγκόλλησης, επιτυγχάνοντας ακριβή έλεγχο και ιχνηλασιμότητα ποιότητας της διαδικασίας συγκόλλησης.
Όσον αφορά τον σχεδιασμό της αρχιτεκτονικής του συστήματος, η τεχνική ομάδα υιοθετεί μια λειτουργία «συνεργασίας master-slave»: Το S7-1500 PLC χρησιμεύει ως ελεγκτής IO και πολλαπλές έξυπνες συσκευές S7-1200 συνδέονται μέσω διαύλου PROFINET ως κατανεμημένοι κόμβοι ελέγχου, σχηματίζοντας ένα κυκλικό πλεονάζον δίκτυο τοπολογίας. Αυτή η αρχιτεκτονική όχι μόνο ελέγχει τον χρόνο αποκατάστασης διακοπής δικτύου εντός 200ms, αλλά και βελτιστοποιεί την ανταλλαγή δεδομένων μέσω οδηγιών GET/PUT, μειώνοντας την καθυστέρηση απόκρισης του ρομπότ από 15ms σε 3ms, εξασφαλίζοντας σύγχρονη ακρίβεια συγκόλλησης μεταξύ πολλαπλών ρομπότ. Σε απάντηση στις απαιτήσεις διασύνδεσης πολλαπλών συστημάτων των ρομπότ συγκόλλησης ABB, το αρχείο GSDML του ρομπότ εισήχθη για να ολοκληρωθεί η διαμόρφωση εισόδου συντεταγμένων συγκολλητικής σύνδεσης 64 byte και εξόδου σήματος κατάστασης 32 byte στο TIA Portal και το πρωτόκολλο ProfiSafe ενεργοποιήθηκε για να επιτευχθεί γρήγορη απόκριση του σήματος διακοπής έκτακτης ανάγκης<10ms, λύνοντας πλήρως το πρόβλημα συμβατότητας της συνεργασίας εξοπλισμού διαφορετικών εμπορικών σημάτων.
Όσον αφορά τον ποιοτικό έλεγχο, η βαθιά ενσωμάτωση του Siemens PLC και του βιομηχανικού λογισμικού τεχνητής νοημοσύνης έχει καταστεί βασική ανακάλυψη. Το PLC συλλέγει 12 παραμέτρους διεργασίας όπως ρεύμα συγκόλλησης, τάση και πίεση σε πραγματικό χρόνο, τις αναλύει σε πραγματικό χρόνο μέσω της μονάδας υπολογιστών edge και προβλέπει την ποιότητα κάθε σημείου συγκόλλησης με βάση τον αλγόριθμο μηχανικής μάθησης. Όταν η τρέχουσα διακύμανση ενός συγκεκριμένου σημείου συγκόλλησης υπερβαίνει το όριο του ± 5%, το PLC ενεργοποιεί αμέσως ένα συναγερμό και καταγράφει μη φυσιολογικά δεδομένα, ενώ αναστέλλει τη λειτουργία του σταθμού εργασίας και περιμένει χειροκίνητη επανεξέταση. Αυτή η λειτουργία «έγκαιρης παρακολούθησης, έξυπνης πρόβλεψης, ακριβούς παρέμβασης» μειώνει το ποσοστό ελαττωμάτων συγκόλλησης κατά 60% και αυξάνει την απόδοση επιθεώρησης ποιότητας κατά τρεις φορές, αντικαθιστώντας πλήρως τις παραδοσιακές καταστροφικές μεθόδους δοκιμών.
- Συνεργείο τελικής συναρμολόγησης: ευέλικτος έλεγχος και γρήγορη εναλλαγή υποστήριξη για υβριδική παραγωγή πολλαπλών οχημάτων
Αντιμέτωπο με τη ζήτηση για μικτή παραγωγή πολλαπλών μοντέλων οχημάτων όπως SUV και σεντάν, το συνεργείο τελικής συναρμολόγησης του εργοστασίου GAC Yichang χρησιμοποιεί τη λειτουργία ευέλικτου ελέγχου του Siemens PLC για να επιτύχει γρήγορη εναλλαγή των διαδικασιών παραγωγής και αποτελεσματικό προγραμματισμό του εξοπλισμού. Το σύστημα ελέγχου του συνεργείου υιοθετεί το Siemens S7-1500 PLC σε συνδυασμό με την κατανεμημένη μονάδα IO ET200SP, η οποία συνδέει περισσότερες από 300 συσκευές εκτέλεσης μέσω διαύλου PROFINET, καλύπτοντας ολόκληρη τη διαδικασία μεταφοράς αμαξώματος οχήματος, συναρμολόγησης εξαρτημάτων, επιθεώρησης κ.λπ.
Σε απάντηση στα προβλήματα της εναλλαγής μεταξύ πολλαπλών μοντέλων οχημάτων, η τεχνική ομάδα χρησιμοποιεί τη λειτουργία διαχείρισης τύπου του PLC για να προκαθορίσει τις παραμέτρους της διαδικασίας συναρμολόγησης (όπως ροπή σύσφιξης, ακολουθία συναρμολόγησης, όριο ανίχνευσης κ.λπ.) διαφορετικών μοντέλων οχημάτων ως ανεξάρτητους τύπους. Όταν αλλάζει το σχέδιο παραγωγής, ο χειριστής εκδίδει μια εντολή εναλλαγής μέσω της διεπαφής HMI και το PLC μπορεί να επαναφέρει όλες τις παραμέτρους του εξοπλισμού εντός 10 λεπτών, βελτιώνοντας τη συμβατότητα της γραμμής παραγωγής κατά 80%. Αυτή η δυνατότητα επιτρέπει στο εργοστάσιο να ανταποκρίνεται ευέλικτα στις αλλαγές στις παραγγελίες της αγοράς και μια ενιαία γραμμή παραγωγής μπορεί να επιτύχει μικτή παραγωγή τεσσάρων μοντέλων οχημάτων.
Στη διαδικασία μεταφοράς logistics, το εργοστάσιο χρησιμοποιεί αυτοκίνητα Siemens AGV αντί για παραδοσιακούς ιμάντες μεταφοράς και επιτυγχάνει έξυπνο προγραμματισμό της μεταφοράς οχημάτων μέσω PLC. Το S7-1500 PLC συλλέγει σε πραγματικό χρόνο τη θέση AGV, το επίπεδο μπαταρίας, το μοντέλο οχήματος και άλλα δεδομένα, προσαρμόζει δυναμικά τη διαδρομή μεταφοράς με βάση τον ρυθμό παραγωγής. Όταν υπάρχει έλλειψη υλικών σε έναν συγκεκριμένο σταθμό εργασίας, το PLC αποστέλλει αμέσως το πλησιέστερο AGV για προτεραιότητα παράδοσης, μειώνοντας τον χρόνο αναμονής στον σταθμό εργασίας κατά 40%. Ταυτόχρονα, η συσκευή ανύψωσης EMS βαρέως τύπου που ελέγχεται από το PLC επιτυγχάνει περιστροφή 110 μοιρών και στις δύο κατευθύνσεις του αμαξώματος του οχήματος, βελτιώνοντας σημαντικά την ευκολία λειτουργίας της εσωτερικής συναρμολόγησης και αυξάνοντας την απόδοση συναρμολόγησης ανά άτομο κατά 25%.
- Συνεργασία ολόκληρου του συνεργείου: ο ψηφιακός έλεγχος επιτυγχάνει τη μέγιστη απόδοση παραγωγής
Προκειμένου να επιτευχθεί η διαλειτουργικότητα δεδομένων και η παγκόσμια βελτιστοποίηση μεταξύ διαφόρων συνεργείων, το Siemens PLC έχει ενσωματωθεί βαθιά με την πλατφόρμα διαχείρισης λειτουργιών κατασκευής Opcenter για την κατασκευή ενός ψηφιακού συστήματος ελέγχου για ολόκληρη τη διαδικασία από την έκδοση παραγγελιών έως την παράδοση τελικών προϊόντων. Το S7-1500 PLC συλλέγει σε πραγματικό χρόνο δεδομένα OEE (συνολική απόδοση) εξοπλισμού, κατανάλωση ενέργειας, βλάβες και άλλα δεδομένα και τα μεταφορτώνει στην πλατφόρμα διαχείρισης μέσω του πρωτοκόλλου OPC UA. Το προσωπικό διαχείρισης μπορεί να παρακολουθεί την κατάσταση λειτουργίας κάθε γραμμής παραγωγής μέσω μιας οπτικής διεπαφής.
Όσον αφορά τη συντήρηση του εξοπλισμού, η διαγνωστική μνήμη του PLC και το μπλοκ οργάνωσης διακοπής OB82 διαδραματίζουν βασικό ρόλο. Όταν εντοπιστεί βλάβη μονάδας IO, το PLC καταγράφει αμέσως τον κωδικό βλάβης, την ώρα εμφάνισης και τον σχετικό εξοπλισμό και τον προωθεί στο κινητό τηλέφωνο του προσωπικού συντήρησης μέσω της μονάδας συναγερμού WeChat. Συνδυάζοντας τα δεδομένα θερμοκρασίας και ροπής των κινητήρων των αρθρώσεων του ρομπότ που συλλέγονται από το PLC, το σύστημα μπορεί να προβλέψει πιθανές βλάβες εξοπλισμού και να μειώσει τον μη προγραμματισμένο χρόνο διακοπής λειτουργίας κατά 40%. Μέσω αυτών των έξυπνων μέτρων ελέγχου, ο κύκλος συγκόλλησης της γραμμής τελικής συναρμολόγησης στο εργοστάσιο GAC Yichang έχει μειωθεί από 120 δευτερόλεπτα ανά μονάδα σε 98 δευτερόλεπτα ανά μονάδα, επιτυγχάνοντας τελικά κορυφαία στον κλάδο αποδοτικότητα παραγωγής ενός νέου αυτοκινήτου σε 52 δευτερόλεπτα.
- Αποτελεσματικότητα εφαρμογής: Τα δεδομένα μαρτυρούν την αξία της αναβάθμισης της έξυπνης κατασκευής
Η ολοκληρωμένη εφαρμογή του συστήματος Siemens PLC στο εργοστάσιο Guangzhou Yichang έχει επιτύχει πολλαπλές ανακαλύψεις στην αποδοτικότητα της παραγωγής, τον ποιοτικό έλεγχο και το λειτουργικό κόστος: το ποσοστό αυτοματισμού της γραμμής παραγωγής έχει φτάσει το 100% και η παραγωγική ικανότητα μιας βάρδιας έχει αυξηθεί κατά 50%. Το ποσοστό ελαττωμάτων συγκόλλησης μειώθηκε από 0,8% σε 0,32% και το ποσοστό πρώτης διέλευσης αυξήθηκε στο 99,2%. Μέσω της προγνωστικής συντήρησης και της βελτιστοποίησης της ενέργειας, το κόστος συντήρησης του εξοπλισμού έχει μειωθεί κατά 35% και η κατανάλωση ενέργειας ανά μονάδα προϊόντος έχει μειωθεί κατά 18%. Όπως δήλωσε ο Zhang Shaowei, Αναπληρωτής Γενικός Διευθυντής του GAC Motor Yichang Branch, η ψηφιακή λύση με το Siemens PLC ως πυρήνα μετατρέπει πραγματικά την έννοια «Βιομηχανία 4.0» σε πραγματική αποδοτικότητα παραγωγής.
Αυτή η περίπτωση αποδεικνύει πλήρως ότι το Siemens PLC, με τα βασικά του πλεονεκτήματα του ακριβούς ελέγχου, της ευέλικτης προσαρμογής και της έξυπνης διασύνδεσης, μπορεί όχι μόνο να λύσει συγκεκριμένα προβλήματα διεργασίας στην αυτοκινητοβιομηχανία, αλλά και να δημιουργήσει ένα ψηφιακό σύστημα παραγωγής πλήρους διεργασίας, παρέχοντας σταθερή τεχνική υποστήριξη για τον έξυπνο μετασχηματισμό κατασκευής της αυτοκινητοβιομηχανίας.
Το μήνυμά σας πρέπει να αποτελείται από 20-3.000 χαρακτήρες!
