PLC زیمنس، تولید هوشمند خودرو را تقویت می‌کند: اجرای کامل فرآیند در کارخانه GAC Yichang

         در فرآیند تحول عمیق تولید خودرو به سمت صنعت 4.0، راندمان، انعطاف‌پذیری و قابلیت کنترل کیفیت خطوط تولید به شاخص‌های کلیدی رقابت‌پذیری اصلی شرکت‌ها تبدیل شده است. کارخانه گوانگژو موتور ییچانگ به عنوان یک معیار برای تحول دیجیتال در این صنعت، با راه‌حل اتوماسیون کاملاً یکپارچه زیمنس (TIA)، به راندمان پیشرو در صنعت تولید یک خودروی جدید در 52 ثانیه دست یافته است و PLC زیمنس مرکز کنترل اصلی است که از این پیشرفت پشتیبانی می‌کند. از جوشکاری 100% خودکار در کارگاه جوشکاری تا جابجایی انعطاف‌پذیر چندین مدل خودرو در کارگاه مونتاژ نهایی، سیستم PLC کل فرآیند تولید را اجرا می‌کند و بسیاری از نقاط ضعف در تولید سنتی را حل می‌کند.

• کارگاه جوشکاری: هوش مصنوعی + PLC کنترل کامل فرآیند کیفیت اتصالات جوش را محقق می‌کند.

کیفیت جوشکاری بدنه سفید مستقیماً عملکرد ایمنی خودرو را تعیین می‌کند. ساختار اصلی بدنه سفید هر خودرو شامل 2000 تا 3000 نوع مختلف از نقاط جوش است و حالت نمونه‌برداری سنتی برای از بین بردن خطرات کیفیتی دشوار است. کارگاه جوشکاری و مونتاژ کارخانه گوانگژو اتومبیل ییچانگ از PLC S7-1500 زیمنس به عنوان هسته کنترل اصلی استفاده می‌کند و یک سیستم کنترل کاملاً خودکار راه‌اندازی کرده است که بیش از 60 ربات جوشکاری را پوشش می‌دهد و به کنترل دقیق و قابلیت ردیابی کیفیت فرآیند جوشکاری دست یافته است.
از نظر طراحی معماری سیستم، تیم فنی از حالت «همکاری اصلی-فرعی» استفاده می‌کند: PLC S7-1500 به عنوان کنترل‌کننده IO عمل می‌کند و چندین دستگاه هوشمند S7-1200 از طریق باس PROFINET به عنوان گره‌های کنترل توزیع‌شده متصل می‌شوند و یک شبکه توپولوژی حلقوی افزونه را تشکیل می‌دهند. این معماری نه تنها زمان بازیابی قطع شبکه را در عرض 200 میلی‌ثانیه کنترل می‌کند، بلکه تبادل داده‌ها را از طریق دستورالعمل‌های GET/PUT بهینه می‌کند و تأخیر پاسخ ربات را از 15 میلی‌ثانیه به 3 میلی‌ثانیه کاهش می‌دهد و از دقت جوشکاری همزمان در بین چندین ربات اطمینان حاصل می‌کند. در پاسخ به الزامات یکپارچه‌سازی سیستم متقابل ربات‌های جوشکاری ABB، فایل GSDML ربات وارد شد تا پیکربندی ورودی مختصات اتصال جوش 64 بایتی و خروجی سیگنال وضعیت 32 بایتی در TIA Portal تکمیل شود و پروتکل ProfiSafe فعال شد تا به پاسخ سریع سیگنال توقف اضطراری دست یابد.<10ms، کاملاً مشکل سازگاری همکاری تجهیزات با برندهای مختلف را حل می‌کند.
از نظر کنترل کیفیت، ادغام عمیق PLC زیمنس و نرم‌افزار هوش مصنوعی صنعتی به یک پیشرفت کلیدی تبدیل شده است. PLC 12 پارامتر فرآیند مانند جریان جوشکاری، ولتاژ و فشار را در زمان واقعی جمع‌آوری می‌کند، آنها را در زمان واقعی از طریق ماژول محاسباتی لبه تجزیه و تحلیل می‌کند و کیفیت هر نقطه جوش را بر اساس الگوریتم یادگیری ماشینی پیش‌بینی می‌کند. هنگامی که نوسان جریان یک نقطه جوش خاص از آستانه ± 5٪ فراتر رود، PLC بلافاصله یک هشدار را فعال می‌کند و داده‌های غیرعادی را ثبت می‌کند، در حالی که عملکرد ایستگاه کاری را به حالت تعلیق در می‌آورد و منتظر بررسی دستی می‌شود. این حالت «پیش‌بینی هوشمند نظارت بی‌درنگ مداخله دقیق» میزان نقص جوشکاری را 60٪ کاهش می‌دهد و راندمان بازرسی کیفیت را سه برابر افزایش می‌دهد و کاملاً جایگزین روش‌های آزمایش مخرب سنتی می‌شود.

• کارگاه مونتاژ نهایی: کنترل انعطاف‌پذیر و پشتیبانی از تعویض سریع برای تولید ترکیبی چند خودرو

کارگاه مونتاژ نهایی کارخانه گوانگژو ییچانگ با توجه به تقاضا برای تولید ترکیبی چندین مدل خودرو مانند SUV و سدان، از عملکرد کنترل انعطاف‌پذیر PLC زیمنس برای دستیابی به تعویض سریع فرآیندهای تولید و برنامه‌ریزی کارآمد تجهیزات استفاده می‌کند. سیستم کنترل کارگاه از PLC S7-1500 زیمنس همراه با ماژول IO توزیع‌شده ET200SP استفاده می‌کند که بیش از 300 دستگاه اجرایی را از طریق باس PROFINET متصل می‌کند و کل فرآیند حمل و نقل بدنه خودرو، مونتاژ قطعات، بازرسی و غیره را پوشش می‌دهد.
در پاسخ به نقاط ضعف تعویض بین چندین مدل خودرو، تیم فنی از عملکرد مدیریت فرمول PLC برای از پیش تعیین کردن پارامترهای فرآیند مونتاژ (مانند گشتاور سفت‌کردن، توالی مونتاژ، آستانه تشخیص و غیره) مدل‌های مختلف خودرو به عنوان فرمول‌های مستقل استفاده می‌کند. هنگامی که برنامه تولید تغییر می‌کند، اپراتور یک دستور تعویض را از طریق رابط HMI صادر می‌کند و PLC می‌تواند تمام پارامترهای تجهیزات را در عرض 10 دقیقه بازنشانی کند و سازگاری خط تولید را 80٪ بهبود بخشد. این قابلیت کارخانه را قادر می‌سازد تا به طور انعطاف‌پذیر به تغییرات در سفارشات بازار پاسخ دهد و یک خط تولید واحد می‌تواند تولید ترکیبی چهار مدل خودرو را محقق کند.
در فرآیند حمل و نقل لجستیک، کارخانه از خودروهای AGV زیمنس به جای تسمه‌های نقاله سنتی استفاده می‌کند و از طریق PLC به برنامه‌ریزی هوشمند حمل و نقل خودرو دست می‌یابد. PLC S7-1500 موقعیت AGV، سطح باتری، مدل خودرو و سایر داده‌ها را در زمان واقعی جمع‌آوری می‌کند، مسیر حمل و نقل را بر اساس ریتم تولید به صورت پویا تنظیم می‌کند. هنگامی که کمبود مواد در یک ایستگاه کاری خاص وجود دارد، PLC بلافاصله نزدیکترین AGV را برای تحویل اولویت‌دار اعزام می‌کند و زمان انتظار در ایستگاه کاری را 40٪ کاهش می‌دهد. در عین حال، دستگاه بالابر EMS شیب‌دار سنگین کنترل‌شده توسط PLC به چرخش 110 درجه در هر دو جهت بدنه خودرو دست می‌یابد و راحتی عملیاتی مونتاژ داخلی را تا حد زیادی بهبود می‌بخشد و راندمان مونتاژ سرانه را 25٪ افزایش می‌دهد.

• همکاری کل کارگاه: کنترل دیجیتال به حداکثر راندمان تولید دست می‌یابد

به منظور دستیابی به قابلیت همکاری داده‌ها و بهینه‌سازی جهانی در بین کارگاه‌های مختلف، PLC زیمنس به طور عمیق با پلتفرم مدیریت عملیات تولید Opcenter ادغام شده است تا یک سیستم کنترل دیجیتال برای کل فرآیند از صدور سفارش تا تحویل محصول نهایی ایجاد کند. PLC S7-1500 راندمان کلی تجهیزات (OEE)، مصرف انرژی، خطاها و سایر داده‌ها را در زمان واقعی جمع‌آوری می‌کند و آنها را از طریق پروتکل OPC UA در پلتفرم مدیریت آپلود می‌کند. پرسنل مدیریت می‌توانند وضعیت عملکرد هر خط تولید را از طریق یک رابط بصری نظارت کنند.
از نظر نگهداری تجهیزات، بافر تشخیصی PLC و بلوک سازمان وقفه OB82 نقش کلیدی ایفا می‌کنند. هنگامی که یک خطای ماژول IO شناسایی می‌شود، PLC بلافاصله کد خطا، زمان وقوع و تجهیزات مرتبط را ثبت می‌کند و آن را از طریق ماژول هشدار WeChat به تلفن همراه پرسنل تعمیر و نگهداری ارسال می‌کند. با ترکیب داده‌های دما و گشتاور موتورهای مفصل ربات که توسط PLC جمع‌آوری شده‌اند، سیستم می‌تواند خرابی‌های احتمالی تجهیزات را پیش‌بینی کند و زمان خرابی برنامه‌ریزی‌نشده را 40٪ کاهش دهد. از طریق این اقدامات کنترل هوشمند، چرخه جوشکاری خط مونتاژ نهایی در کارخانه گوانگژو ییچانگ از 120 ثانیه در هر واحد به 98 ثانیه در هر واحد کاهش یافته است و در نهایت به راندمان پیشرو در صنعت تولید یک خودروی جدید در 52 ثانیه دست یافته است.

• اثربخشی کاربرد: داده‌ها شاهد ارزش ارتقاء تولید هوشمند هستند

کاربرد جامع سیستم PLC زیمنس در کارخانه گوانگژو ییچانگ به چندین پیشرفت در راندمان تولید، کنترل کیفیت و هزینه‌های عملیاتی دست یافته است: نرخ اتوماسیون خط تولید به 100٪ رسیده است و ظرفیت تولید یک شیفت 50٪ افزایش یافته است. نرخ نقص جوشکاری از 0.8٪ به 0.32٪ کاهش یافته است و نرخ عبور اول به 99.2٪ افزایش یافته است. از طریق نگهداری پیش‌بینی‌کننده و بهینه‌سازی انرژی، هزینه‌های نگهداری تجهیزات 35٪ کاهش یافته است و مصرف انرژی واحد محصول 18٪ کاهش یافته است. همانطور که ژانگ شائوی، معاون مدیر کل شعبه گوانگژو موتور ییچانگ، گفت، راه‌حل دیجیتال با PLC زیمنس به عنوان هسته، واقعاً مفهوم «صنعت 4.0» را به راندمان تولید واقعی تبدیل می‌کند.
این مورد به طور کامل نشان می‌دهد که PLC زیمنس، با مزایای اصلی خود در کنترل دقیق، سازگاری انعطاف‌پذیر و اتصال متقابل هوشمند، نه تنها می‌تواند نقاط ضعف فرآیند خاص در تولید خودرو را حل کند، بلکه یک سیستم تولید دیجیتال کامل فرآیند را نیز ایجاد کند و پشتیبانی فنی جامعی را برای تحول تولید هوشمند صنعت خودرو فراهم کند.