Решения для автоматизации производства

После того, как производитель бытовых автоматических выключателей из Таиланда получил заказ на 2 миллиона единиц продукции — что почти вдвое превышало их обычный годовой объем производства — их ручная сборочная линия (которую они использовали последние десять лет) внезапно стала работать с перебоями. На линии ручной сборки работали двенадцать операторов, каждый из которых выполнял одну повторяющуюся работу, и она не могла справиться с возросшим спросом на новый заказ без значительных затрат на сверхурочную работу и, как следствие, с браком. Компания приобрела интегрированную систему. решение для автоматизации производства Это включало в себя сборочную линию, которая автоматически подавала компоненты для создания собранного механизма автоматического выключателя, калибровала механизм теплового отключения, тщательно тестировала все выключатели и маркировала каждый блок лазером с указанием соответствующего номинала. В результате объем производства компании утроился, а количество бракованных изделий сократилось на 801 ТБ3Т. Компания своевременно поставляла продукцию, запрошенную клиентом, и полностью окупила инвестиции в автоматизацию производства в течение 14 месяцев. Вот что дает правильно внедренная автоматизация: она приводит производственные мощности в соответствие с требованиями рынка и делает это с уровнем стабильности, недостижимым при использовании ручных методов.

Что такое автоматизация производства?

автоматизация производства Использование технологий (ПЛК, промышленных роботов, конвейерных систем, машинного зрения и компьютерного программного обеспечения) для производственных процессов с минимальным участием человека называется автоматизацией. Автоматизация может осуществляться в различных масштабах, от отдельной автоматизированной зоны тестирования до интегрированного предприятия, управляемого данными, где все производственное предприятие взаимодействует с одной центральной системой управления производством (MES). Цель автоматизации состоит не в замене людей, а в делегировании повторяющихся, точных и опасных задач машинам, что освобождает людей для мониторинга, оптимизации и обслуживания процесса. Международное общество автоматизации (ISA) Автоматизация определяется как совокупность всего, от простого включения/выключения до сложной оптимизации процессов, и ее стандарты лежат в основе промышленных систем управления, которые обеспечивают работу современных заводов.

Виды решений для автоматизации и их применение.

Не каждому заводу требуется одинаковый уровень... автоматизация производства. Правильное решение зависит от объёма производства, ассортимента продукции, а также от специфических требований отрасли к качеству и отслеживаемости. Классическая четырёхтиповая классификация предоставляет основу для понимания вариантов.

На реальных предприятиях эти три категории автоматизации часто комбинируются. Например, компания, производящая автоматические выключатели в литом корпусе, использует стационарную автоматизацию на своей высокопроизводительной станции контактной сварки; программируемую автоматизацию для калибровки и тестирования различных номинальных токов; и гибкую роботизированную систему для перемещения деталей между ячейками. Эти процессы подключены к интегрированной MES-системе, которая хранит все результаты испытаний с соответствующим серийным номером.

Решения по автоматизации в различных отраслях

Основные технологии, используемые для создания решений по автоматизации производства, такие как робототехника, системы машинного зрения, конвейеры и обработка данных, являются подходящими инструментами для различных производимых изделий и условий, в которых эти изделия производятся.

Электрооборудование и защита цепей

Миниатюрные автоматические выключатели (MCB), автоматические выключатели в литом корпусе (MCCB), контакторы и устройства защитного отключения (УЗО) имеют одну общую черту – все они требуют индивидуальной калибровки и тестирования в соответствии с международными стандартами безопасности. Процесс ручной калибровки медленный, зависит от квалификации оператора и со временем может давать отклонения. Автоматизированные линии калибровки и тестирования, такие как разработанные компанией Benlong Automation, подают на каждый выключатель известный ток перегрузки или короткого замыкания, измеряют время срабатывания выключателя, регулируют калибровочный механизм и либо допускают, либо отклоняют устройство без участия оператора. Такой подход гарантирует соответствие каждого автоматического выключателя, покидающего завод, его заявленной кривой зависимости времени от тока, что нерентабельно при использовании традиционного процесса ручной калибровки из-за связанных с этим затрат на производство в больших объемах.

Компания Benlong располагает целым рядом полностью автоматизированных сборочных и испытательных линий для автоматических выключателей, автоматических выключателей с распределительным щитом и контакторов переменного тока. Автоматизированная сборочная линия MCB Объединяет подачу деталей, сборку, калибровку, тестирование, маркировку и сортировку в единый непрерывный поток, обеспечивая поставку протестированного и сертифицированного выключателя каждые несколько секунд. Для производителей устройств защиты от перенапряжения (SPD) это решение идеально подходит. Автоматизированная производственная линия SPD Объединяет в одной станции сборку, высоковольтные испытания и отслеживаемость.

Автомобили и электромобили

Автомобильная промышленность уже много лет внедряет автоматизацию в различных формах; в этих приложениях роботы выполняют сложные задачи, такие как роботизированная сварка, покраска и сборка кузовов автомобилей. За последние несколько лет переход к электромобилям создал новые проблемы для автопроизводителей при внедрении изменений в производственные процессы. Некоторые из этих проблем включают сборку аккумуляторных модулей, намотку шпилечных статоров для электродвигателей и изготовление высоковольтных кабельных жгутов; каждый процесс требует точных измерений и прослеживаемости на протяжении всего производственного процесса. FANUC и KUKA производят роботов, которые служат основой для этих новых операций автоматизации в автомобильной промышленности.

Медицинские изделия и фармацевтические препараты

Производство медицинских изделий требует ряда критически важных компонентов, включая проверенные процессы, совместимость с чистыми помещениями и отслеживаемую документацию по всем аспектам производственного процесса. Автоматизированные линии сборки шприцев, линии наполнения и обжима ингаляторов, а также оборудование для упаковки диагностических наборов были разработаны для сочетания точных механических операций с возможностью полного визуального контроля, позволяющего точно документировать обработку каждого параметра на каждом этапе истории болезни пациента с помощью уникального серийного номера. Автоматизация становится подтверждением валидации.

Переработка продуктов питания и напитков

Автоматизированные линии для розлива, укупорки, маркировки и паллетирования работают на высоких скоростях с минимальным участием человека, что сводит к минимуму риск загрязнения. Роботы и конвейеры можно мыть, что позволяет проводить CIP-очистку линий; системы машинного зрения контролируют уровень наполнения, размещение этикеток и целостность запечатывания на производственных скоростях.

Что дает автоматизация производства: измеримые преимущества

Решение по автоматизации в производственной сфере может быть обосновано результатами анализа. Анализ цифрового производства, проведенный компанией McKinsey and Company, показывает, что автоматизация и интеграция приводят к увеличению производительности на 25-501 тонну на 3 тонны, снижению количества дефектов на 50-801 тонну на 3 тонны и уменьшению затрат на техническое обслуживание (20-401 тонна на 3 тонны). Эти цифры также подтверждаются опытом производителей в различных отраслях.

• Стабильная пропускная способность. Автоматизированные производственные линии рассчитаны на определенный цикл и работают одинаково независимо от того, 4 часа утра или после обеда.
• Встроенное качество. Все автоматизированные станции служат станциями контроля качества. Если показание крутящего момента выходит за пределы допустимого диапазона, линия останавливается; аналогично, если отсутствует какой-либо компонент, он отбраковывается. Короче говоря, качество не проверяется, а закладывается изначально.
• Отслеживаемость и данные. Каждая операция, выполняемая автоматизированной системой, генерирует электронную запись. В энергетическом секторе это включает в себя все калиброванные кривые работы выключателей, которые могут быть получены и использованы для предъявления гарантийных претензий.
• Стабильность рынка труда. Автоматизация позволяет производителям снизить зависимость от большого количества квалифицированных сборщиков в регионах, где рабочая сила либо дорога, либо ее не хватает. Сохраненные операторы обладают навыками мониторинга и обслуживания линии.
• Безопасность. Автоматизированные системы транспортировки материалов включают конвейеры, автономных мобильных роботов (АМР) и роботизированные паллетизаторы, которые устраняют необходимость многократного подъема и переноса материалов, что является причиной высокой частоты травм опорно-двигательного аппарата на рабочем месте.

Тенденции будущего, определяющие автоматизацию производства.

Многочисленные технологические достижения начали влиять на то, как создаются и внедряются решения для автоматизации производства.

• Искусственный интеллект и машинное обучение. Алгоритмы прогнозирующего технического обслуживания, использующие датчики вибрации и ток двигателя, могут обнаруживать неисправности подшипника за несколько дней до того, как это повлияет на производство, анализируя данные, полученные с помощью системы машинного зрения, для выявления дефектов, которые невозможно обнаружить с помощью алгоритмов, основанных на правилах.
• Цифровые двойники. Цифровая копия производственной линии позволяет производителю тестировать новые продукты, создавать оптимальную компоновку и обучать операторов до завершения сборки первой физической машины. Цифровая копия также подключается к реальной или физической линии во время обычного производства, обеспечивая мониторинг производственных показателей в режиме реального времени.
• Коллаборативные роботы (коботы). Коботы могут работать бок о бок с операторами и выполнять задачи, требующие повторяющегося захвата и перемещения предметов. Операторы коботов будут выполнять сборочные операции, требующие дополнительных навыков. Коботы хорошо работают в полуавтоматизированных ячейках.
• Мониторинг устойчивого развития и энергопотребления. Автоматизированные производственные линии используют больше датчиков для измерения энергопотребления на единицу продукции, что упрощает обеим компаниям снижение затрат и предоставление акционерам отчетов о результатах своей деятельности в области устойчивого развития.

Как выбрать подходящего партнера по автоматизации

Выбор поставщика решений для автоматизации производства может быть стратегическим решением. Следующие факторы помогут отличить подходящего долгосрочного партнера от производителя оборудования, который выполняет только контрактные работы:

• Опыт работы в данной области. Возможно, интегратор не занимался проектированием производственных линий для вашей продукции или отрасли; если же интегратор ранее сталкивался с трудностями калибровки термомагнитного расцепителя или сварки серебряного контакта, не используя при этом ваши средства, значит, он уже изучал эту тему.
• Возможности интеграции. Может ли этот партнер предоставить комплексное решение (механика, электротехника, системы управления и программное обеспечение) или он выделяет отдельные подразделения? Когда все инженерные дисциплины выполняются собственными силами, партнер не перекладывает ответственность за проблемы на других.
• Послепродажная поддержка. Оборудование, работающее круглосуточно, нуждается в своевременной замене запчастей и техническом обслуживании. Перед размещением заказа обязательно уточните у партнера возможности по ремонту и поставке запасных частей.
• Готовность к использованию данных и развитию Индустрии 4.0. Автоматизированная линия должна иметь возможность взаимодействовать с вашей MES-системой по стандартизированным протоколам и хранить все данные о процессе в базе данных. Она также должна быть способна к удаленной диагностике через подключение к Интернету или интранету. Если ваш партнер по интеграции не может обеспечить эти возможности, у вас будет изолированная автоматизированная линия между подключенной и устаревшей/предполагаемой системами.

Часто задаваемые вопросы

Что такое автоматизация производства?

Автоматизация производства. “Автоматизация” означает использование технологических инструментов вместо людей для управления производственным процессом. Примерами инструментов, используемых для автоматизации, являются ПЛК, промышленные роботы, конвейеры, системы машинного зрения и программное обеспечение, которые используются вместе для сборки, тестирования, проверки и упаковки продукции.

Какие существуют 4 типа автоматизации?

Существует четыре распространенных метода автоматизации: фиксированная (жесткая) автоматизация, программируемая автоматизация, гибкая (мягкая) автоматизация и интегрированная автоматизация. Фиксированная (жесткая) автоматизация предназначена для крупносерийного производства одного вида продукции. Программируемая автоматизация предназначена для пакетного производства (т.е., изготовление партий только по мере поступления заказов), в то время как гибкая (мягкая) и интегрированная автоматизация поддерживают производство смешанной продукции на всем заводе (т.е., различные производственные линии, выпускающие несколько видов продукции).

Какие 5 инструментов автоматизации входят в число лучших?

Программируемые логические контроллеры (ПЛК), промышленные роботы, системы машинного зрения, автоматизированные транспортные средства (АГС) и автономные мобильные роботы (АМР), а также системы управления производством (MES), которые связывают все эти компоненты с данными, являются наиболее распространенными инструментами автоматизации, используемыми в производстве.

Приведите пример автоматизации в производстве.

Примером может служить полностью автоматизированная система: подача компонентов, сборка выключателей, калибровка, проверка на тепловое срабатывание, проверка на магнитное срабатывание, печать этикеток с техническими характеристиками и сортировка выключателей по признаку “пройдено” или “не пройдено” выполняются без вмешательства оператора на любом этапе процесса. Это обеспечивает единообразие продукции, производимой на этой сборочно-испытательной линии, наличие документально подтвержденной истории производства (прослеживаемость) и соответствие всей производимой продукции международным стандартам безопасности.

Ссылки

• Международное общество автоматизации (ISA) — Стандарты, обучение и ресурсы для систем промышленной автоматизации и управления.
• McKinsey & Company — Цифровое производство и Индустрия 4.0 — Исследование влияния автоматизации на производительность и качество производства.
• Корпорация FANUC — Промышленные роботы и автоматизация производства — Ведущий мировой производитель роботов, систем ЧПУ и решений для автоматизации.
• KUKA Robotics — решения для автоматизированного производства — Немецкий производитель промышленных роботов и автоматизированных производственных ячеек.
• Институт погрузочно-разгрузочных работ (MHI) — Ежегодный отраслевой отчет — Данные и тенденции внедрения автоматизации в сфере обработки материалов и логистики.

Решения для автоматизации производства Речь идёт не о замене людей машинами. Речь идёт о том, чтобы поручить машинам задачи, которые машины выполняют лучше всего — повторение, измерение, запись — чтобы люди могли делать то, что у них получается лучше всего: решать проблемы, улучшать процессы и создавать следующий продукт. Будь то автоматизированная линия калибровки миниатюрных автоматических выключателей, роботизированная сварочная ячейка для кузовов автомобилей или станция комплектации с визуальным управлением в фармацевтической чистой комнате, цель одна и та же: стабильное качество, предсказуемый результат и данные, подтверждающие это. Компания Benlong Automation разрабатывает интегрированные решения для автоматизации в электротехнической отрасли, потому что защитное устройство, которое никогда не должно выходить из строя, само должно быть изготовлено с той точностью, которую может обеспечить только автоматизированный, проверенный процесс.