ซีเมนส์ PLC เสริมความแข็งแกร่งให้กับการผลิตอัจฉริยะของรถยนต์: การปฏิบัติงานเต็มรูปแบบของโรงงาน GAC Yichang

ในกระบวนการเปลี่ยนแปลงเชิงลึกของการผลิตรถยนต์ไปสู่อุตสาหกรรม 4.0 ประสิทธิภาพ ความยืดหยุ่น และการควบคุมคุณภาพของสายการผลิตได้กลายเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญของความสามารถในการแข่งขันหลักขององค์กร เพื่อเป็นเกณฑ์มาตรฐานสำหรับการเปลี่ยนแปลงทางดิจิทัลในอุตสาหกรรม โรงงาน GAC Motor Yichang ประสบความสำเร็จในการผลิตรถยนต์ใหม่อย่างมีประสิทธิภาพระดับแนวหน้าของอุตสาหกรรมได้ภายใน 52 วินาที ด้วยโซลูชันระบบอัตโนมัติ (TIA) แบบครบวงจรของซีเมนส์ โดยมี Siemens PLC เป็นศูนย์กลางควบคุมหลักที่สนับสนุนความก้าวหน้านี้ ตั้งแต่การเชื่อมอัตโนมัติ 100% ในเวิร์กช็อปการเชื่อมไปจนถึงการสลับยานพาหนะหลายรุ่นอย่างยืดหยุ่นในเวิร์กช็อปการประกอบขั้นสุดท้าย ระบบ PLC ดำเนินการผ่านกระบวนการผลิตทั้งหมด ซึ่งช่วยแก้ปัญหาปัญหาหลายประการในการผลิตแบบดั้งเดิม

• เวิร์คช็อปการเชื่อม: AI+PLC ตระหนักถึงการควบคุมคุณภาพข้อต่อประสานอย่างเต็มรูปแบบ

คุณภาพการเชื่อมของตัวเครื่องสีขาวจะกำหนดประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยของรถโดยตรง โครงสร้างหลักของ "ตัวถังสีขาว" ของรถแต่ละคันประกอบด้วยจุดเชื่อมที่แตกต่างกัน 2,000-3,000 จุด และโหมดการสุ่มตัวอย่างแบบดั้งเดิมนั้นยากที่จะกำจัดอันตรายด้านคุณภาพ โรงงานเชื่อมและประกอบของโรงงาน Guangzhou Automobile Yichang ใช้ Siemens S7-1500 PLC เป็นแกนควบคุมหลัก และได้สร้างระบบควบคุมอัตโนมัติเต็มรูปแบบครอบคลุมหุ่นยนต์เชื่อมมากกว่า 60 ตัว ทำให้ได้รับการควบคุมที่แม่นยำและสามารถตรวจสอบย้อนกลับคุณภาพของกระบวนการเชื่อมได้
ในแง่ของการออกแบบสถาปัตยกรรมระบบ ทีมงานด้านเทคนิคใช้โหมด "การทำงานร่วมกันแบบมาสเตอร์-สเลฟ" โดย S7-1500 PLC ทำหน้าที่เป็นตัวควบคุม IO และอุปกรณ์อัจฉริยะ S7-1200 หลายตัวเชื่อมต่อผ่านบัส PROFINET เป็นโหนดควบคุมแบบกระจาย ก่อให้เกิดเครือข่ายโทโพโลยีแบบวงกลมซ้ำซ้อน สถาปัตยกรรมนี้ไม่เพียงแต่ควบคุมเวลาการกู้คืนการหยุดชะงักของเครือข่ายภายใน 200 มิลลิวินาที แต่ยังปรับการแลกเปลี่ยนข้อมูลให้เหมาะสมผ่านคำสั่ง GET/PUT อีกด้วย ซึ่งช่วยลดความล่าช้าในการตอบสนองของหุ่นยนต์จาก 15 มิลลิวินาทีเหลือ 3 มิลลิวินาที ทำให้มั่นใจในความแม่นยำในการเชื่อมแบบซิงโครนัสระหว่างหุ่นยนต์หลายตัว เพื่อตอบสนองต่อข้อกำหนดการรวมระบบข้ามระบบของหุ่นยนต์เชื่อม ABB ไฟล์ GSDML ของหุ่นยนต์จึงถูกนำเข้าเพื่อกำหนดค่าอินพุตพิกัดประสานประสาน 64 ไบต์และเอาต์พุตสัญญาณสถานะ 32 ไบต์ในพอร์ทัล TIA และเปิดใช้งานโปรโตคอล ProfiSafe เพื่อให้บรรลุการตอบสนองที่รวดเร็วของสัญญาณหยุดฉุกเฉิน <10 มิลลิวินาที แก้ปัญหาความเข้ากันได้อย่างสมบูรณ์ของการทำงานร่วมกันของอุปกรณ์แบรนด์ต่างๆ
ในแง่ของการควบคุมคุณภาพ การบูรณาการเชิงลึกของ Siemens PLC และซอฟต์แวร์ปัญญาประดิษฐ์ทางอุตสาหกรรมได้กลายเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญ PLC รวบรวมพารามิเตอร์กระบวนการ 12 รายการ เช่น กระแสการเชื่อม แรงดันไฟฟ้า และแรงดันแบบเรียลไทม์ วิเคราะห์แบบเรียลไทม์ผ่านโมดูลประมวลผล Edge และคาดการณ์คุณภาพของจุดเชื่อมแต่ละจุดตามอัลกอริธึมการเรียนรู้ของเครื่อง เมื่อกระแสผันผวนของจุดเชื่อมบางจุดเกินเกณฑ์ ± 5% PLC จะส่งสัญญาณแจ้งเตือนทันทีและบันทึกข้อมูลที่ผิดปกติ ในขณะที่ระงับการทำงานของเวิร์กสเตชันและรอการตรวจสอบโดยเจ้าหน้าที่ โหมด "การแทรกแซงที่แม่นยำในการทำนายอัจฉริยะแบบเรียลไทม์" นี้ช่วยลดอัตราข้อบกพร่องในการเชื่อมลง 60% และเพิ่มประสิทธิภาพการตรวจสอบคุณภาพถึงสามเท่า แทนที่วิธีการทดสอบแบบทำลายล้างแบบเดิมโดยสิ้นเชิง

• โรงงานประกอบขั้นสุดท้าย: การควบคุมที่ยืดหยุ่นและการรองรับการสลับอย่างรวดเร็วสำหรับการผลิตรถไฮบริดหลายคัน

เมื่อต้องเผชิญกับความต้องการการผลิตแบบผสมผสานของรถยนต์หลายรุ่น เช่น รถ SUV และรถซีดาน เวิร์กช็อปการประกอบขั้นสุดท้ายของโรงงาน GAC Yichang จึงใช้ฟังก์ชันการควบคุมที่ยืดหยุ่นของ Siemens PLC เพื่อให้เกิดการสลับกระบวนการผลิตอย่างรวดเร็วและการกำหนดเวลาอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพ ระบบควบคุมในโรงงานใช้ Siemens S7-1500 PLC ร่วมกับโมดูล IO แบบกระจาย ET200SP ซึ่งเชื่อมต่ออุปกรณ์ดำเนินการมากกว่า 300 เครื่องผ่านบัส PROFINET ซึ่งครอบคลุมกระบวนการทั้งหมดของการขนส่งตัวถังรถ การประกอบส่วนประกอบ การตรวจสอบ ฯลฯ
เพื่อตอบสนองต่อปัญหาในการสลับระหว่างยานพาหนะหลายรุ่น ทีมเทคนิคใช้ฟังก์ชันการจัดการสูตรของ PLC เพื่อตั้งค่าพารามิเตอร์กระบวนการประกอบล่วงหน้า (เช่น แรงบิดในการขัน ลำดับการประกอบ เกณฑ์การตรวจจับ ฯลฯ) ของยานพาหนะรุ่นต่างๆ ให้เป็นสูตรอิสระ เมื่อแผนการผลิตเปลี่ยนแปลง ผู้ปฏิบัติงานจะออกคำสั่งการสลับผ่านอินเทอร์เฟซ HMI และ PLC สามารถรีเซ็ตพารามิเตอร์อุปกรณ์ทั้งหมดได้ภายใน 10 นาที ซึ่งปรับปรุงความเข้ากันได้ของสายการผลิตได้ 80% ความสามารถนี้ช่วยให้โรงงานสามารถตอบสนองการเปลี่ยนแปลงในคำสั่งซื้อของตลาดได้อย่างยืดหยุ่น และสายการผลิตเดียวสามารถผลิตรถยนต์สี่รุ่นแบบผสมได้
ในกระบวนการขนส่งโลจิสติกส์ โรงงานใช้รถยนต์ AGV ของ Siemens แทนสายพานลำเลียงแบบเดิม และประสบความสำเร็จในการจัดตารางเวลาการขนส่งยานพาหนะอย่างชาญฉลาดผ่าน PLC PLC S7-1500 แบบเรียลไทม์รวบรวมตำแหน่ง AGV ระดับแบตเตอรี่ รุ่นยานพาหนะ และข้อมูลอื่นๆ ปรับเส้นทางการขนส่งแบบไดนามิกตามจังหวะการผลิต เมื่อเกิดการขาดแคลนวัสดุในเวิร์กสเตชันบางแห่ง PLC จะจัดส่ง AGV ที่ใกล้ที่สุดเพื่อจัดส่งตามลำดับความสำคัญทันที ซึ่งช่วยลดเวลาการรอคอยที่เวิร์กสเตชันลง 40% ในเวลาเดียวกัน อุปกรณ์ยก EMS แบบเอียงสำหรับงานหนักที่ควบคุมด้วย PLC สามารถหมุนได้ 110 องศาทั้งสองทิศทางของตัวรถ ซึ่งช่วยเพิ่มความสะดวกในการปฏิบัติงานของการประกอบภายในอย่างมาก และเพิ่มประสิทธิภาพการประกอบต่อหัวถึง 25%

• การทำงานร่วมกันในเวิร์กช็อปทั้งหมด: การควบคุมแบบดิจิทัลทำให้ได้รับประสิทธิภาพการผลิตสูงสุด

เพื่อให้บรรลุถึงความสามารถในการทำงานร่วมกันของข้อมูลและการเพิ่มประสิทธิภาพระดับโลกในเวิร์กช็อปต่างๆ Siemens PLC ได้บูรณาการอย่างลึกซึ้งกับแพลตฟอร์มการจัดการการดำเนินการด้านการผลิต Opcenter เพื่อสร้างระบบควบคุมดิจิทัลสำหรับกระบวนการทั้งหมดตั้งแต่การออกคำสั่งซื้อไปจนถึงการส่งมอบผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป S7-1500 PLC แบบเรียลไทม์รวบรวมอุปกรณ์ OEE (ประสิทธิภาพที่ครอบคลุม) การใช้พลังงาน ข้อผิดพลาด และข้อมูลอื่นๆ และอัปโหลดไปยังแพลตฟอร์มการจัดการผ่านโปรโตคอล OPC UA เจ้าหน้าที่ฝ่ายบริหารสามารถตรวจสอบสถานะการทำงานของสายการผลิตแต่ละสายผ่านอินเทอร์เฟซแบบภาพ
ในแง่ของการบำรุงรักษาอุปกรณ์ บัฟเฟอร์การวินิจฉัยของ PLC และบล็อกองค์กรขัดจังหวะ OB82 มีบทบาทสำคัญ เมื่อตรวจพบความผิดปกติของโมดูล IO PLC จะบันทึกรหัสความผิดปกติ เวลาที่เกิด และอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องทันที และส่งข้อมูลไปยังโทรศัพท์มือถือของเจ้าหน้าที่ซ่อมบำรุงผ่านโมดูลสัญญาณเตือน WeChat ด้วยการรวมข้อมูลอุณหภูมิและแรงบิดของมอเตอร์ข้อต่อหุ่นยนต์ที่รวบรวมโดย PLC ระบบสามารถคาดการณ์ความล้มเหลวของอุปกรณ์ที่อาจเกิดขึ้นและลดการหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผนได้ถึง 40% ด้วยมาตรการควบคุมอัจฉริยะเหล่านี้ วงจรการเชื่อมของสายการประกอบขั้นสุดท้ายที่โรงงาน GAC Yichang สั้นลงจาก 120 วินาทีต่อหน่วย เหลือ 98 วินาทีต่อหน่วย ซึ่งท้ายที่สุดก็บรรลุประสิทธิภาพชั้นนำของอุตสาหกรรมในการผลิตรถยนต์ใหม่ใน 52 วินาที

• ประสิทธิผลของแอปพลิเคชัน: ข้อมูลเป็นพยานถึงคุณค่าของการอัปเกรดการผลิตอัจฉริยะ

การประยุกต์ใช้ระบบ PLC ของ Siemens อย่างครอบคลุมในโรงงาน Guangzhou Yichang ประสบความสำเร็จอย่างมากในด้านประสิทธิภาพการผลิต การควบคุมคุณภาพ และต้นทุนการดำเนินงาน: อัตราระบบอัตโนมัติของสายการผลิตสูงถึง 100% และกำลังการผลิตกะเดียวเพิ่มขึ้น 50%; อัตราข้อบกพร่องในการเชื่อมลดลงจาก 0.8% เป็น 0.32% และอัตราการผ่านครั้งแรกเพิ่มขึ้นเป็น 99.2% ด้วยการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์และการเพิ่มประสิทธิภาพพลังงาน ทำให้ค่าบำรุงรักษาอุปกรณ์ลดลง 35% และการใช้พลังงานของผลิตภัณฑ์ต่อหน่วยลดลง 18% จาง เชาเหว่ย รองผู้จัดการทั่วไปของ GAC Motor Yichang Branch กล่าวว่า โซลูชันดิจิทัลที่มี Siemens PLC เป็นแกนหลัก ได้เปลี่ยนแนวคิด "Industry 4.0" ให้เป็นประสิทธิภาพการผลิตที่แท้จริง
กรณีนี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่า Siemens PLC ซึ่งมีข้อได้เปรียบหลักในด้านการควบคุมที่แม่นยำ การปรับตัวที่ยืดหยุ่น และการเชื่อมต่อโครงข่ายอัจฉริยะ ไม่เพียงแต่สามารถแก้ไขจุดอ่อนของกระบวนการเฉพาะในการผลิตยานยนต์ได้เท่านั้น แต่ยังสามารถสร้างระบบการผลิตดิจิทัลแบบเต็มรูปแบบ ซึ่งให้การสนับสนุนทางเทคนิคที่แข็งแกร่งสำหรับการเปลี่ยนแปลงการผลิตอัจฉริยะของอุตสาหกรรมยานยนต์อีกด้วย