數(shù)字化生產(chǎn)示范線車間建設(shè)
內(nèi)蒙古第一機械集團股份有限公司是國防科技工業(yè)重點保軍骨干企業(yè)，是國家唯一的主戰(zhàn)坦克和8x8輪式戰(zhàn)車研發(fā)制造基地，是央企子企業(yè)中唯一的集履帶式、軌道式和輪式重型車輛于一體的特種車輛研發(fā)制造集團，也是內(nèi)蒙古自治區(qū)最大的裝備制造企業(yè)。
隨著工業(yè)化進程的不斷深入，以信息化輔助生產(chǎn)的管理模式也逐步暴露了一些不足，最明顯的是體現(xiàn)在和工業(yè)現(xiàn)場控制的結(jié)合和統(tǒng)一方面，長期以來，工業(yè)技術(shù)發(fā)展和信息化發(fā)展在企業(yè)內(nèi)部呈現(xiàn)了兩條單一的發(fā)展路線，兩者只是單向的帶動和促進關(guān)系，沒能發(fā)揮工業(yè)化、信息化相互促進和彼此帶動的良好效應。表現(xiàn)在具體層面是為了信息化而信息化，出現(xiàn)了工業(yè)化和信息化脫節(jié)的狀況，一方面工業(yè)技術(shù)的發(fā)展未能更好的體現(xiàn)信息技術(shù)的指導和支持作用，另一方面信息技術(shù)也未能更好的結(jié)合工業(yè)化實際，未能更好的體現(xiàn)和工業(yè)化的互動作用。而這也在一定程度上制約了企業(yè)的進一步發(fā)展，如何更好的實現(xiàn)工業(yè)化和信息化的融合，更好的發(fā)揮兩者的互動作用成為企業(yè)發(fā)展的新課題。
無人化生產(chǎn)線 助推內(nèi)蒙一機數(shù)字化智能生產(chǎn)
數(shù)字化車間的整體建設(shè)從實際出發(fā)，以信息技術(shù)和工業(yè)技術(shù)的應用為手段，以改善工藝流程、提高生產(chǎn)效率為目標，建設(shè)符合企業(yè)實際，切實提高企業(yè)技術(shù)和管理水平的數(shù)字化車間。內(nèi)蒙古一機集團股份有限公司精密設(shè)備維修安裝公司于2020年投資建設(shè)數(shù)字化智能制造試驗線，目標是建成一條在線監(jiān)測維修技術(shù)在無人化生產(chǎn)線上的樣板工程。
因此這一條生產(chǎn)線整合了眾多數(shù)字化智能生產(chǎn)的必備要素：諸如開發(fā)專用的生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)、融入無人柔性搬運、JIS生產(chǎn)理念、拉動式精益生產(chǎn)思想，并且兼顧加工過程實時模擬仿真、工業(yè)機器人送料、RFID過程信息存儲等無人化生產(chǎn)的先進技術(shù)，通過對數(shù)字化車間的加工能力和技術(shù)規(guī)模進行綜合評估，從加工角度來看，建設(shè)產(chǎn)線切實提高了用戶關(guān)鍵產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，即在無人化”關(guān)燈生產(chǎn)“模式下，重新編制工藝并規(guī)劃生產(chǎn)節(jié)拍，達到多臺設(shè)備準時化生產(chǎn)的目的。
從技術(shù)融合角度看，產(chǎn)線從物料準備端開始，加入立體智能倉庫、精度更高的上料機器人和毛刺打磨機器人、車銑復合機床、AGV轉(zhuǎn)運車、自動檢驗等技術(shù)。通過進一步整合上述先進技術(shù)，提升公司對智能生產(chǎn)線產(chǎn)品的調(diào)試競爭力。
數(shù)字化生產(chǎn)示范線車間自建成以來，成功組建了一批可以自主調(diào)試數(shù)字化產(chǎn)線的技術(shù)團隊，將以數(shù)字化生產(chǎn)示范線升級建設(shè)項目為牽引，未來在一機集團幾個重點領(lǐng)域內(nèi)，建設(shè)具有促進現(xiàn)有工藝水平能力提升的規(guī)�；瘮�(shù)字化生產(chǎn)集群單元。
示范線加工的原有四種產(chǎn)品單件加工時間均在4小時以上，單件產(chǎn)品價值200元。產(chǎn)線升級完成后，預計單件加工時間將縮短至3小時以內(nèi)，且產(chǎn)線3臺加工單元完全可以實現(xiàn)節(jié)拍化生產(chǎn)，實現(xiàn)四種產(chǎn)品同時在設(shè)備中進行加工，如果實現(xiàn)全年24小時量產(chǎn)，可完成日加工 96件，因此預計年產(chǎn)值達340萬左右。產(chǎn)線升級完成后，還可加工其他適合尺寸零件。一次投入完成建設(shè)，設(shè)備正常使用壽命至少10年以上，項目投入產(chǎn)出經(jīng)濟效果非常好。
部分工序的能效提升達100% 數(shù)字化示范生產(chǎn)線的“降維打擊”
數(shù)字化示范生產(chǎn)線是內(nèi)蒙一機整合近年來數(shù)控設(shè)備裝調(diào)、工業(yè)機器人維護、遠程監(jiān)控維修等成熟技術(shù)，以及現(xiàn)代先進制造企業(yè)的數(shù)字化仿真、產(chǎn)品全生命周期管理、預知生產(chǎn)維修等先進技術(shù)的樣板工程。在前期已經(jīng)可以順利加工原始設(shè)計模型的條件下，隨機抽取加工了公司的某項在制產(chǎn)品，充分驗證了其快速換產(chǎn)能力和效率提升能力。僅從加工角度來看，部分工序的能效提升甚至可以達到100%，直接可以去掉了部分工藝流程，是對傳統(tǒng)制造工藝的一次“降維打擊”。
1、無人化加工：通過六軸機器人實現(xiàn)零件的夾持、裝夾、轉(zhuǎn)運等工作，加工中心和車床實現(xiàn)零件的自動加工，整個過程全部無需人員參與，生產(chǎn)區(qū)域全封閉。該項技術(shù)的應用，排除了生產(chǎn)過程中過多人員參與導致的不確定項，提高了生產(chǎn)加工效率和穩(wěn)定性。同時，加工區(qū)域封閉且無人化，最大限度的解決了生產(chǎn)過程中人員的安全問題，從根本上杜絕了安全事故的發(fā)生。
2、智能生產(chǎn)控制：采用智能車間管理系統(tǒng)實現(xiàn)加工中心、數(shù)控車床和機器人的總體協(xié)調(diào)控制，系統(tǒng)精確的將任務下達給各設(shè)備，控制各設(shè)備互相配合、互相協(xié)作完成整個加工過程，同時，系統(tǒng)對整條生產(chǎn)線的數(shù)據(jù)進行采集和監(jiān)控，自動完成生產(chǎn)計劃安排、物料管理、刀具管理等功能。
3、單機多工序：智能產(chǎn)線利用一臺五軸加工中心，實現(xiàn)工件只需通過一次裝夾，即可完成包括曲面、斜孔等復雜工藝流程加工，不僅縮短了加工周期，而且避免了由于多次裝夾造成的誤差。
4、國產(chǎn)工業(yè)機器人的應用：智能產(chǎn)線首次實現(xiàn)國產(chǎn)機器人在自動化生產(chǎn)線上的應用，打破了以往工業(yè)機器人由KUKA、ABB等國外公司的壟斷局面，并且完成了國產(chǎn)機器人與數(shù)控設(shè)備總體協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)了技術(shù)上的突破，并且大幅度降低了項目前期投入成本。
5、故障在線監(jiān)測：操作區(qū)域、內(nèi)部加工區(qū)域全部安裝有海康威視視頻監(jiān)控系統(tǒng)，具備任意時段回看功能，幫助車間管理層分析產(chǎn)線加工或故障狀態(tài)原因。另外，為了實現(xiàn)預知維修，整條智能產(chǎn)線加裝了我公司獨有的振動在線監(jiān)測分析系統(tǒng)，對易疲勞部位的軸承、聯(lián)軸節(jié)、傳動齒輪副的振動頻譜進行加工過程中不間斷的記錄和分析，通過軟件自動判斷或頻譜工程師的人工分析，對重點部位下發(fā)點檢或維修計劃，使產(chǎn)線的設(shè)備維護工作更加輕松有效。
內(nèi)蒙一機智能車間大數(shù)據(jù)形成一定程度的積累后，可以進一步研究基于“云平臺”的生產(chǎn)維保模式，即將現(xiàn)在的移動端APP報故平臺與云端系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)后，車間管理員和設(shè)備維修服務工程師可以通過移動終端設(shè)備連接云服務器，訪問到現(xiàn)場設(shè)備的實時數(shù)據(jù)，隨時隨地了解車間最真實、最直接的情況，為遠程故障判斷維修提供真實準確的解決方案，這是現(xiàn)有的電話交流所不能企及的高效準確的設(shè)備維保模式。
本文章選自中國上市公司協(xié)會發(fā)布的《中國上市公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型典型案例》