鈑金制造業(yè)的未來-智慧工廠

隨著“復(fù)工潮”的到來，那些提前布局打造了智慧工廠并配備了相應(yīng)的自動化裝備的制造企業(yè)，得以在疫情防控的基礎(chǔ)上，率先恢復(fù)生產(chǎn)經(jīng)營。還有更多的制造企業(yè)在抗擊新冠肺炎疫情的過程中，開始思考智慧工廠和自動化的意義，如何幫助企業(yè)減少勞動力需求，增強對抗風(fēng)險能力。為此我們進(jìn)行一次專題分享，為廣大鈑金制造企業(yè)深入介紹瑞士百超的智能制造理念和解決方案。

目前，絕大多數(shù)國內(nèi)鈑金制造工廠仍屬于勞動力密集型，自動化、信息化和智能化水平較低，生產(chǎn)管理系統(tǒng)相對孤立，數(shù)據(jù)分散而不透明。隨著勞動力供給不足和各項成本上升，生產(chǎn)的成本和效率面臨巨大挑戰(zhàn)，已經(jīng)無法滿足小批量定制化的趨勢要求。相比之下，智慧工廠強調(diào)在企業(yè)內(nèi)部統(tǒng)一的信息管理體系基礎(chǔ)之上，集成MES系統(tǒng)，計劃、調(diào)度、生產(chǎn)，達(dá)到人和設(shè)備的高度匹配，能夠?qū)φ麄€生產(chǎn)過程進(jìn)行實時監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集，通過數(shù)據(jù)分析并組織生產(chǎn)，更合理的分配閑置生產(chǎn)資源，提高生產(chǎn)效率，以較低的成本實現(xiàn)大規(guī)模定制化生產(chǎn)。

百超擁有豐富的專業(yè)經(jīng)驗，能夠滿足特定的自動化需求，開發(fā)并交付整條生產(chǎn)線。百超的鈑金智慧工廠項目依據(jù)客戶需要而設(shè)計開發(fā)，可以實現(xiàn)全自動的智能倉儲（板料自動入庫、自動出庫、激光切割單元供料）、激光切割（自動上下料和分揀）、折彎、物流輸送以及系統(tǒng)控制。通過構(gòu)建智能化生產(chǎn)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化分布生產(chǎn)設(shè)施，實現(xiàn)激光切割和折彎生產(chǎn)全過程的數(shù)字化和智能化。以百超為國內(nèi)某客戶提供的智慧工廠方案為例，主要包括大容量料庫、激光切割單元、機器人折彎單元、AGV運送系統(tǒng)、軟件以及控制系統(tǒng)等主要組成部分。具備智能制造的關(guān)鍵特點：自動化生產(chǎn)、過程受控、自適應(yīng)排產(chǎn)以及預(yù)防性維護(hù)。數(shù)字化和自動化貫穿從報價、離線編程、訂單排產(chǎn)到切割、折彎、焊接、倉儲和物流運送的整個工藝流程。與用戶的生產(chǎn)管理軟件平臺對接，對生產(chǎn)調(diào)度和計劃提供有力支持，極大提高生產(chǎn)效率和設(shè)備利用率。

大容量料庫

自動化料庫是激光切割、折彎、沖床等相關(guān)鈑金加工系統(tǒng)的強大擴(kuò)充，是智慧工廠無人值守生產(chǎn)必不可少的。百超能夠為客戶提供單料塔、多料塔、雙排多料塔等各種配置形式，立式料庫容量最大可達(dá)30層以上，單層承載5噸板材，確保最理想的庫存周轉(zhuǎn)率：

倍增生產(chǎn)效率：板材和工件的自動化料庫延長了所連接生產(chǎn)設(shè)備的每日開機時間。對于尚未實現(xiàn)全天24小時自動生產(chǎn)的工廠，自動化料庫按照計劃需求，定時為上下料系統(tǒng)補充工件，減少獨立單元的生產(chǎn)節(jié)拍，確保無人值守連續(xù)生產(chǎn)。

靈活安排生產(chǎn)計劃：即使您的工廠已經(jīng)全天24小時自動運作，自動化料庫也能靈活管理生產(chǎn)計劃，改變工單優(yōu)先順序，響應(yīng)緊急的生產(chǎn)需求變更。我們很多的客戶能夠立即處理一定批次的交貨而不影響生產(chǎn)設(shè)施的整體效率。

節(jié)省占地面積：自動化料庫在豎直方向上擴(kuò)展，更有效的利用占地，有時甚至可以建造在設(shè)備上方。同時容許最優(yōu)的庫存量和毛坯材料追溯，確保生產(chǎn)使用正確的物料。

激光切割單元

激光自動化解決方案涵蓋從簡單的材料搬運直至全自動運行的各種需求，可以優(yōu)化物流，改善激光切割機床的利用率并提高工作及過程可靠性。各部分以模塊形式設(shè)計安裝，因此可以在以后逐步調(diào)整自動化程度。百超開發(fā)的自動上下料單元， 可完美集成到我們的激光切割機中，有一系列不同尺寸整板上下料的方案，確保不同類型和規(guī)格的機床的不間斷運行和無人操作，降低勞動強度。由于采用了模塊化的設(shè)計，因此自動化程度可以在日后根據(jù)需求進(jìn)一步擴(kuò)展，解決方案從自動上下料、集成料庫到包括分揀的全自動操作。

在所有鈑金加工的主要工序中，分揀是所有生產(chǎn)工序中從自動化系統(tǒng)中受益最大的，一直以來，由于工件差異大，分揀一般是人工進(jìn)行的。百超自動化系統(tǒng)可以自動下料及堆碼大多數(shù)的激光切割件，全部一次性自動操作。這些創(chuàng)新的系統(tǒng)經(jīng)過實際驗證，可以從激光切割機讀取工件排版，抓取到托盤或其他工位上，留下廢料。

機器人折彎單元

折彎自動化方案加速折彎工作流程，提升加工質(zhì)量，充分發(fā)揮折彎機的最大潛力。百超自動化方案根據(jù)實際需求，憑借全自動折彎操作、智能化材料搬運以及自動化刀具更換來支持折彎過程，還可以將全自動折彎流程無縫接入前道和后道工序。

自動折彎單元的優(yōu)勢絕不僅限于高效率生產(chǎn)，機器人的使用可以極大降低操作人員的安全隱患，而標(biāo)準(zhǔn)的工序流程也確保了產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。百超的自動化折彎解決方案包括一臺或多臺關(guān)節(jié)機器人，根據(jù)工藝要求配備真空吸盤、電磁鐵或機械夾爪等各類抓具。其重要特點之一在于柔性，機器人自動更換抓具并搭配多臺折彎機，靈活的管理加工順序，同時降低了生產(chǎn)輔助時間，即使對于小批量產(chǎn)品的加工也能顯著提高生產(chǎn)效率。機器人可安裝在折彎機前的地軌或天軌上，當(dāng)需要人工折彎時不受影響。

百超的機器人折彎單元完全匹配全線折彎機型，支持百超折彎機特有的動態(tài)撓度補償功能，在折彎過程中實時修正且?guī)в凶钕冗M(jìn)的傳感器。即使加工長于 3 米的工件， 用戶也可以獲得準(zhǔn)確恒定的折彎結(jié)果。

系統(tǒng)軟件解決方案

智慧工廠的運作離不開系統(tǒng)軟件的支持，為客戶量身定制的MES系統(tǒng)提供了一整套完整的解決方案，在上層的ERP系統(tǒng)和底層的車間機聯(lián)網(wǎng)之間搭建起一座橋梁，幫助客戶管理和優(yōu)化生產(chǎn)流程，實時控制車間現(xiàn)場的各種生產(chǎn)活動：

監(jiān)控制造流程：系統(tǒng)具備各種先進(jìn)的功能以管控生產(chǎn)計劃，按照機床、材料、厚度、交期、銷售訂單、客戶等各種參數(shù)對工單分組。用戶可以實時檢查工件生產(chǎn)階段，待加工、排版、在制、成品等狀態(tài)都以易于理解的圖形方式顯示。

優(yōu)化節(jié)拍和成本：系統(tǒng)可以綜合考慮不同的類型的制造要求，根據(jù)機床負(fù)荷自適應(yīng)排產(chǎn)，創(chuàng)建CAD／CAM工單。

車間管理：MES軟件能夠監(jiān)控產(chǎn)能和整個工序流程，優(yōu)化調(diào)配員工、設(shè)備和供應(yīng)商等資源，在辦公室為特定的工單保留物料或優(yōu)先安排其他生產(chǎn)計劃。還能接入第三方生產(chǎn)管理系統(tǒng)，記錄每種排版和生產(chǎn)工序的時間和真實物料損耗。

數(shù)據(jù)分析：強大的商業(yè)分析工具賦予管理人員所需要的信息，基于機床配置功能提供數(shù)據(jù)，持續(xù)不斷的提高生產(chǎn)工藝，這些工具涵蓋生產(chǎn)訂單、費用、產(chǎn)能、工單切換等。

在智慧工廠的車間管理層級，百超的一系列高效軟件為切割、折彎和自動化這些工藝步驟的整個信息和數(shù)據(jù)流提供強有力的支持。借助 BySoft 7 和 Plant Manager，百超所提供的解決方案能構(gòu)建起數(shù)字化聯(lián)網(wǎng)的加工環(huán)境，讓用戶快速高效地執(zhí)行從接到訂單到板件加工完成的各個環(huán)節(jié)。

總結(jié)

智慧工廠將徹底改變鈑金工廠的設(shè)計、制造、運營、產(chǎn)品服務(wù)和生產(chǎn)系統(tǒng)，零件、設(shè)備和人之間的互聯(lián)互動，將大幅提高生產(chǎn)效率，大規(guī)模定制水平也將提升到一個新的高度。鈑金制造業(yè)將從孤立的自動化單元轉(zhuǎn)化為整合的自動化設(shè)施，并且能夠相互聯(lián)通，從而提升制造系統(tǒng)的靈活性、生產(chǎn)力和質(zhì)量。盡管向工業(yè)4.0的完全轉(zhuǎn)型還需要一段時間，但在未來的5到10年內(nèi)，智慧工廠的一些關(guān)鍵優(yōu)勢將逐漸確立。這場變革將為創(chuàng)新的鈑金制造企業(yè)帶來巨大機遇，也會對遲遲不愿行動的落后者帶來威脅。

百超是全球領(lǐng)先的鈑金加工解決方案提供商，專注于切割和折彎工藝鏈物料及信息流的自動化整合，業(yè)務(wù)范圍涵蓋激光切割、折彎、自動化及軟件，全方位服務(wù)使得各項產(chǎn)品更臻完善。我們致力于提供源自瑞士高端技術(shù)的一流產(chǎn)品和服務(wù)，幫助客戶成為世界級制造商。

審核編輯 黃昊宇