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典型案例

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汽车冲压模具智能制造云工厂建设
发布时间:2019-09-24

一、项目背景

某汽车模具企业成立于2007年,是集各类精密模具设计、制造与销售及五金加工于一体的高新科技企业,企业有500多人的员工队伍,其中工程技术人员占75%,2018年销售收入2亿元,且每年以20%的速度持续增长。用户包括一汽、奔驰、宝马等国内外大客户。

企业现处于成长阶段,模具订单多,企业发展受设备及管理的束缚,设备利用率低,产能不足,资源没有优化,同时企业的客户分布在国内外,设计采购,销售,设计等多个流程,没有一套整体管理系统打通各个环节,协同各个模块的工作。为解决以上问题,计划建设汽车模具行业的智能制造云工厂,基本实现产品协同设计、协同制造,实现海外订单综合管理以及工厂全球可视化,解决海外业务的拓展与供应链管控问题,共同争取海外高端客户订单,建设智能制造云工厂,实现订单快速响应和车间智能制造,提升企业生产管控水平。

二、项目建设内容

项目应用INDICS平台构建了汽车冲压模具企业内制造过程智能化和企业间制造协同智能化相结合的智能制造云工厂。企业内部通过智能数字化工厂建设充分发挥设备潜能,企业外部与其他制造资源协助充分发挥智能制造的社会聚合效应。系统架构如图1所示

图1 汽车冲压模具云工厂系统架构图

(1)汽车冲压模具云应用:基于INDICS平台实施云制造应用,建立汽车冲压模具共享制造资源的公共服务平台,将巨大的社会制造资源池连接在一起,提供各种制造服务,实现制造资源与服务的开放协作、社会资源智能共享。

(2)云端业务协同:基于INDICS平台建设云端资源协同CRP、云端研发协同CPDM系统,提供订单协同、资源协同、研发协同、图文档协同等增值服务,实现资源计划协同。搭建了数据驱动的小批量多品种柔性生产模式。

(3)有限云排产系统:提供基于产能的生产任务排程的智能优化算法及工具,通过对分布的、异构的制造资源和制造能力的虚拟化和网络化,实现制造资源的高效、准确共享。

(4)云端大数据分析应用:通过工业物联网网关SmartIOT及平台网关接口,将企业设备数据,产线生产数据,调度系统数据,DNC系统等数据及企业运营数据上传至云平台,利用平台分析工具进行数据分析,实现质量/工艺优化应用、设备远程运维应用、关键设备预防性维护应用、运营分析应用。搭建神经网络,利用数据进行训练,实现对关键设备的远程运维和预测性维护,降低运营成本

(5)产线仿真及优化设计:应用平台产线仿真工具,搭建智能制造车间的整体模型,应用工厂实际生产情况约束,对工厂设计,设备布局,物流线路,加工能力,调度系统进行全局仿真,发现产线设计中存在的相关问题,优化产线的整体情况。

(6)智能生产线:利用先进的系统集成技术,通过基于OPC/UA协议的工业网络,对工业机械手,工业数控多轴加工中心,AGV等设备进行集成,实现对完成云排产后的汽车冲压模具进行智能化生产计划接受,毛坯的自动配送,加工,生产情况的自动统计,反馈,构建一体化的智能模具生产线。

基于云平台的汽车冲压模具云工厂建设完成后,满足汽车模具“多品种、零批量、定制化”生产,实现产品的混线生产以及柔性生产,大幅调高企业的自动化和信息化程,提高了生产效率和产品合格率;形成汽车模具商务协同生态、设计协同生态、制造协同生态、服务协同生态,缩短了研发周期,降低了企业运营成本;达到智能制造水平,具体应用效果如下:

社会化资源协同共享:模具云平台搭建“产学研用金”创新系统,共享技术、专家、课程、常识、金融等资源,为企业提供一站式生产性服务。

基于云平台的CRP、CPDM系统应用:

构建以企业为中心的全价值链生态体系,实现企业(设备、产线、业务)能力上云;线上订单协同研发设计、智能云排产,智能驱动线下生产,打造一个模具生产的有机整体,形成大企业带动小企业的模式。

图2 CPDM研发协同应用

图3 CRP有限云排产应用

物联网技术应用:

自动获取产品信息和相应加工参数;实现设备互联、数据采集、过程管控等可视化。实现重型工件(≥30000KG)物流智能化,龙门铣床与重载AGV对接的船坞技术实现工件与龙门铣床的自动上料的定位。

图4 模具车间现场加工单元图

图5 冲压模具车间三维布局图

大数据智能分析技术应用:

针对智能管理与决策优化需求,通过采集质量相关指标,利用相关性分析技术,建立相关性分析构件。通过对实时采集的设备数据进行分析,结合常识经验库,建立设备异常检测构件。

图6 冲压模具车间设备分析应用

三、项目实施效果

企业在完成智能云工厂建设后,实现的经济效益及社会效益如下:

经济效益:通过智能产线建设,降低企业运营成本,产品研制周期缩短30%,质量问题降低10%,资源利用率提高15%,运营成本降低20%,减少现场操作人员70%以上,可提高效率和产能30%以上。

社会效益:基于云顶娱乐棋牌官方网站平台,建设具备可复制性的智能工厂和模具制造产业链的生态圈,帮助当地汽车冲压模具行业转型升级,促进进出口贸易,加强模具产业链上下游企业之间的资源共享、协同协作,建立战略联盟,共同面向市场。


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