中西合璧 领跑“智造”——西门子TIA博途助力中信戴卡建设面向未来的智能化生产线

2015/6/8 8:59:14

  中信戴卡率先品尝了智能制造的硕果,通过西门子工程软件平台TIA博途,整条汽车轮毂低压铸造生产线,可以实现1人管理12个机台,书面文件几乎为零,工艺调整的工作时间缩短了90%,将生产灵活性发挥到极致。智能制造不再是美丽预言,而是可以直接拥抱的现实。

  晨光熹微,日暖风甜。在一片面朝大海的地方,宁波高新技术工业园又开始了一天平静而忙碌的生产。在错落有致的现代化厂房之间,中信戴卡宁波轮毂制造有限公司银白色的建筑和大片的绿色草地显得格外引人注目。

  与其他工厂人流如织的情形不同,中信戴卡宁波生产厂的厂区要“冷清”许多,但却浓缩了中信戴卡庞大的轮毂制造王国的精华。宁波生产厂隶属于中信戴卡股份有限公司,而中信戴卡在世界范围内的汽车零配件产业当中,扮演着领跑者的角色。作为全球最大的铝合金汽车零配件制造商,中信戴卡汽车轮毂的年产销量达到3000余万只,在国际市场占有率为14%,国内市场占有率突破40%,其中高端产品占有率高达70%!

  当一辆辆汽车从身边疾驰而过,中信戴卡的身影随处可见。而旁人无法看到的则是隐藏在飞转车轮背后的驱动力——中信戴卡永远快人一步的生产革新速度。

  从制造到智造

  走进中信戴卡宁波工厂的汽车轮毂压铸车间,可以找到更多的独特之处。不仅厂区噪音很小,环境十分整洁,就连压铸线上的操作工人也屈指可数,而整个生产过程却能有条不紊地进行。

  建设智能化的轮毂压铸生产管理平台,属于在国内同行业中的初次尝试,放眼国际也堪称首屈一指,中信戴卡选择与西门子联手,不仅因为西门子是少数几家可提供此类解决方案的厂商之一,也在于西门子TIA博途工程软件平台所具备的强大的集成管理功能。因此此次的项目合作,中信戴卡率先在轮毂制造行业应用TIA博途,并选用Simatic S7-1500控制器,大胆探索面向未来的全集成生产方式。

  工程师侯旭是中信戴卡装备中心的一名年轻有为的骨干,在中信戴卡已经工作了三年。他的工作是负责新建生产项目的设计、执行和调试,产线建立后,负责跟踪整个生产车间的生产开展及运转情况,及时为产线提供维护和维修服务。随着新的压铸生产线的投产,他和现场操作员的工作都变得轻松许多。

  基于TIA博途强大的生产管理平台,侯旭这样描述一批产品从制订生产方案到进入产线的幕后过程:一般生产线上接到的都是来自国外著名汽车制造商的订单,对轮型、大小、涂装都有定制化的要求。侯旭和操作员们基于订单信息,调取TIA博途预存轮型配方,搭配PID专家库,转瞬之间,一套新的轮毂生产数据方案即告出炉。TIA博途采用新型、统一软件框架,可以集中管理不同的生产配方,操控一批产品从制订生产方案到进入产线的整个幕后过程,还能基于同一开发环境,组态西门子的所有可编程控制器、人机界面和驱动装置。生产全面启动。根据专家经验值(压铸机台轮毂外观检查和过程数据为依据),TIA博途未来还将主动通知压铸生产线进行铝液和金属锶的成分调配准备,同时传输数据到生产线下游,调整轮毂模型参数、更改无损探伤检测的标准,并将定制化的轮毂表面状态的要求预告涂装车间。

  侯旭谈到,未使用TIA博途之前,一个220万产能规模的压铸车间需要24台铸造机,由于中信戴卡的多元化生产,这些工艺参数逐渐叠加成非常庞杂的数据。以往做法是把每种工艺参数制作成纸制的工艺卡片,每年生产约200种轮型,机台与轮型几何相乘所产生的纸面、书面文件相当惊人。整天在产线上忙碌的同事们的一项重要工作内容,就是和成堆工艺卡片打交道,而且,必须要在工艺调整时清楚地记忆和快速地查找到相对应的工艺卡片。除了工艺管理,在生产的过程中,许多工艺也在同步地进行改进,并需要不断进行工艺参数的更新,这对生产操作和工程管理人员又带来了额外的巨大工作量。

  拥有最新控制系统及工程平台的轮毂压铸线彻底告别了这种低效的生产管理方法,还让操作员从繁重枯燥的制造生产中解放出来。与中信戴卡的传统生产线相比较,两条已经投产的新型轮毂生产线,由于应用了TIA博途,可以实现1人管理12个机台,书面文件几乎为零,换型调整的工作时间缩短了90%,提高工程整体效率30%,不良产品率有效降低30%,将生产灵活性发挥到了极致。

  网络互连与信息互通

  “随着汽车配件产品个性化程度的提高,未来,一条产品线上同时生产多种轮型,快速切换产线将变得十分普遍。由于全球信息的快速交互,以及动态商业模式的形成,许多即时的合作订单将会产生,这也要求轮毂生产线具备快速的应急反应能力。”这些都是刘双勇看在眼里的大势所趋。

  刘双勇是侯旭所在的中信戴卡装备工程有限公司的总工程师,他意识到以数字化信息技术和前沿工业软件为基础,制造型企业正在经历一次生产方式的全面革新。因此,中信戴卡不断探索工业生产管理高度集成的可能。

  目前,中信戴卡与西门子合作,在其秦皇岛总部和浙江宁波分厂投入建设三条新的轮毂压铸线,其中两条已经投入生产,产能均达到220万件/年。借此中信戴卡开始积极尝试生产方式的转型,依托西门子最新的自动化软件平台TIA博途,双方共同打造面向未来的统一工程平台,将轮毂生产从人力制造转向机器制造。他认为TIA博途的使用,至少带来了三大方面的变化:

  第一,统一的电子化数据和权限管理。当TIA博途连接上数据总线,所有的手工操作全部移至工业信息管理网络上进行,直接避免了人工或书面的文件传递,极大缩短车轮换型的工作时间。重要的生产数据还将被投放在机加工信息化看板上,方便巡检人员了解生产进度和产品质量状况。通过TIA博途可规范操作人员授权,只有限定范围内经过授权的工程人员才能进行工艺参数的操作和调整。

  第二,高效的信息集成。当不同机台生产同一种轮型时,可在TIA博途上实现工艺参数的固化,进行系统备份。工艺参数能够很容易地达到统一,并下载到不同机台上去,如有变动,可在上位机上做一次性修改。

  第三,高效的质量管控。由于TIA博途和各个机台的Simatic S7-1500 PLC已经取得通讯,并且实现了和后续的检测设备的联网,因此,当产品通过后续检查铸造质量的X光机时,一旦出现问题,X光机能够通过设备之间信号的连接,快速地将结果反馈到总线,由总线进行判断,并进行生产过程参数的调整。由于快速的质量反馈和介入,使生产过程中的不良品率降低了30%。

  “轮毂铸造领域使用TIA博途,这在全球范围内还是第一次。”中信戴卡装备中心副总经理刘双勇介绍说,“虽然产能在不断扩大,中信戴卡却并不想仅仅在硬件上投入,而更愿意掘取原有基础设备的潜力,实现人员效率和单机产出效率的提升。”未来,生产任务将大部分交由软件和机器完成,控制系统变身成为工厂的新主人。

  设备条件和基础管理水平的领先还只是冰山一角,中信戴卡最具实力的部分重点体现为依托TIA博途搭建的软件开发平台和完备的系统结构框架。通过工业以太网的扩展,中信戴卡已经将TIA博途和MES系统对接,和压铸机台的所有PLC对接,和后续品质管理的X光机控制器对接。同时,中信戴卡还不失远见地为系统扩展预留了对接接口,未来将主要实现与ERP的对接。刘双勇介绍说,“为了实现精细化的生产管理,未来我们还会计算出单机每小时的工时费用,这在以前是不可想象的。甚至,可以渗透到SRM供应商管理和CRM客户管理层面。实现全价值链的集成和整合!”

  对于中信戴卡,这条由TIA博途发起并最终汇聚到TIA博途的工厂信息化网络系统,象征着制造型企业的生产实力以及未来的“智造”远景。未来制造,智能先行。西门子以工业4.0的前瞻视野和TIA博途等超新技术产品,将虚拟的信息系统将与真实的机器设备深度结合,促进机器的自动化与智能化,提高机器在生产和设计上的自主地位。

  从制造步入“智造”,未来工业发展大势正在悄然改变行业生态。面对挑战,中信戴卡已然先机在握!

  

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