文/資明庚，張濤，劉先貴·珠海格力電器股份有限公司

從傳統(tǒng)的單機(jī)人員密集型生產(chǎn)模式到自動(dòng)化的大型沖壓線體集成應(yīng)用，沖壓加工行業(yè)正順應(yīng)著時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)大步向前。定制化、多樣化、快速交付等關(guān)鍵詞日益被客戶市場(chǎng)所提及，而快速切換、精益化、自動(dòng)化、信息化、智能化等關(guān)鍵詞也日益被制造業(yè)企業(yè)所應(yīng)用。為解決傳統(tǒng)手工生產(chǎn)模式下的沖壓線體切換低效問題，本文將介紹一種基于快速切換理念的大型沖壓線體集成應(yīng)用方案，該方案集成了先進(jìn)的快速換模系統(tǒng)、廢料自動(dòng)處理系統(tǒng)、IFIX 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、400 噸大型伺服沖壓設(shè)備、光電感應(yīng)系統(tǒng)及智能化集中控制系統(tǒng)，前后端分別聯(lián)接MES 信息化管理系統(tǒng)和WCS 智能化倉儲(chǔ)系統(tǒng)，形成了高效的制造應(yīng)用模式。

客戶市場(chǎng)的需求變化是決定企業(yè)未來發(fā)展方向的重要依據(jù)，隨著時(shí)代的發(fā)展與世界文化交流的日益緊密，客戶對(duì)制造業(yè)產(chǎn)品的個(gè)性化、多樣化、功能維度融合化要求也在逐漸提高，各大設(shè)計(jì)軟件層出不窮，功能日新月異，與之對(duì)應(yīng)的是前端產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代，這就要求制造業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過程中要隨時(shí)應(yīng)對(duì)訂單變化帶來的生產(chǎn)資料切換問題。以沖壓加工行業(yè)為例，切換過程中主要涉及設(shè)備、模具、工藝、材料的切換，而傳統(tǒng)的離散型生產(chǎn)模式容易形成孤島作業(yè)，信息無法得到及時(shí)流通，不能有效幫助管理者快速?zèng)Q策，生產(chǎn)過程中各種浪費(fèi)層出不窮，產(chǎn)品質(zhì)量得不到穩(wěn)定有效的保障，對(duì)于企業(yè)的發(fā)展極為不利，而傳統(tǒng)沖壓線體在產(chǎn)品切換時(shí)對(duì)設(shè)備產(chǎn)出影響最大，需作為重點(diǎn)改善方向，影響生產(chǎn)過程中設(shè)備稼動(dòng)率的各項(xiàng)因素占比如圖1 所示。

近年來，隨著沖壓加工行業(yè)對(duì)MES 系統(tǒng)、快速換模系統(tǒng)、廢料自動(dòng)處理系統(tǒng)、IFIX 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、大型伺服沖壓設(shè)備、WCS 倉儲(chǔ)系統(tǒng)、光電感應(yīng)系統(tǒng)及智能化集中控制系統(tǒng)的集成研究不斷深入，各大先進(jìn)軟硬件的集成配置越來越全面地出現(xiàn)在新建的沖壓線體。大連理工大學(xué)齊婉莎等學(xué)者對(duì)車間布局與生產(chǎn)排產(chǎn)過程中的精益化設(shè)計(jì)進(jìn)行了系統(tǒng)地論述，這對(duì)于現(xiàn)代化大型沖壓線體的集成與建設(shè)具有重要參考意義。

憑借著先進(jìn)技術(shù)與精益生產(chǎn)快速切換理念的普及應(yīng)用，現(xiàn)代化沖壓產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)各項(xiàng)要素的精簡(jiǎn)融合，減少了外部環(huán)境以及人為因素的影響，大大提高了沖壓線體產(chǎn)品換型的效率，是解決產(chǎn)品多樣化所面臨切換低效困境的法寶。

應(yīng)用背景

基于現(xiàn)狀分析，放眼行業(yè)未來。目前沖壓車間最大的自動(dòng)線體為：6 臺(tái)STD-400t 機(jī)器人連線，且已滿負(fù)荷生產(chǎn)，在客戶需求多樣性增長(zhǎng)與設(shè)計(jì)水平不斷提高的背景下，部分新增大零件在現(xiàn)有的沖壓線體已無法滿足生產(chǎn)，該類零件主要以手工單工序操作，切換速度慢、生產(chǎn)效率低、工序周轉(zhuǎn)次數(shù)多、產(chǎn)線人員密集。而廠內(nèi)目前配置的線體大多應(yīng)用進(jìn)口工業(yè)機(jī)器人，線體信息化軟件應(yīng)用較少，模具切換系統(tǒng)、廢料處理系統(tǒng)、信息化集中管理看板等各項(xiàng)配套不健全，制約著公司的車間生產(chǎn)層面智能制造發(fā)展。

按照目前公司人工線體的生產(chǎn)成本，配置一條6臺(tái)設(shè)備的人工生產(chǎn)線，雙班需投入24 人，以正常作業(yè)時(shí)間算，雙班量產(chǎn)最高2880 件。

⑴生產(chǎn)效率極低，生產(chǎn)過程中需人工提前準(zhǔn)備原材料片料，由班組長(zhǎng)進(jìn)行工作量的分配，每臺(tái)設(shè)備切換不同模具產(chǎn)品均需專門的調(diào)模師傅逐個(gè)進(jìn)行調(diào)試，由于調(diào)試師傅有限，因此存在大量外部切換時(shí)間，整條人工線每次切換累計(jì)需4 小時(shí)以上。

⑵勞動(dòng)強(qiáng)度高，設(shè)備工序之間轉(zhuǎn)運(yùn)由人工進(jìn)行傳遞，生產(chǎn)時(shí)需手伸進(jìn)模腔放原材料、取半成品零件，危險(xiǎn)性高，屬典型的四高崗位。且人工生產(chǎn)存在諸多不確定性，不利于公司發(fā)展中的產(chǎn)能保障。

⑶離散型的資源配置，無法發(fā)揮其整體應(yīng)用的最大價(jià)值，只有應(yīng)用快速切換理念，集成各項(xiàng)資源的優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮資源的最大效能，才能促進(jìn)整體生產(chǎn)效益的提升。因此，結(jié)合公司對(duì)未來智能制造規(guī)劃以及各大先進(jìn)沖壓技術(shù)的興起，項(xiàng)目集成快速換模系統(tǒng)、廢料自動(dòng)處理系統(tǒng)、IFIX 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、400 噸大型伺服沖壓設(shè)備、光電感應(yīng)系統(tǒng)及智能化集中控制系統(tǒng)，進(jìn)一步開發(fā)基于快速切換理念的大型沖壓線體，其前后端分別鏈接MES 信息化管理系統(tǒng)和WCS 智能化倉儲(chǔ)系統(tǒng)，形成高效的智能沖壓生產(chǎn)模式，線體生產(chǎn)模式配置如圖2 所示。

智能化集成應(yīng)用方案設(shè)計(jì)

精益化、信息化與自動(dòng)化的融合應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)的前提。沖壓生產(chǎn)線以6 臺(tái)400t 伺服沖壓設(shè)備為基石，伺服沖壓設(shè)備采用左右緊湊型的精益布局方式排列，為消除交叉物流，線體前端靠近原材料庫，后端靠近立體倉庫，整體實(shí)現(xiàn)精益的一個(gè)流生產(chǎn)，線體配置了7 臺(tái)格力工業(yè)機(jī)器人，每臺(tái)沖壓設(shè)備之間和線體前后上下料端各配置1 臺(tái)工業(yè)機(jī)器人。線體的生產(chǎn)計(jì)劃由MES系統(tǒng)直接下發(fā)，系統(tǒng)提前進(jìn)行計(jì)劃預(yù)排，以便原材料與模具的提前準(zhǔn)備，減少內(nèi)部切換時(shí)間，模具采用一鍵切換的自動(dòng)換模臺(tái)車，片料站采用一備一用可快速切換，針對(duì)不同的零件，工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)提前調(diào)試好了動(dòng)作程序，一切信息準(zhǔn)備就緒后，由PLC 集成數(shù)字化控制系統(tǒng)進(jìn)行各大硬件的聯(lián)動(dòng)控制。沖裁過程中產(chǎn)生的廢料落到設(shè)備地基中間的廢料傳輸裝置，由地下輸送線統(tǒng)一回收到廢料站，零件則按照固定節(jié)拍下線輸出，經(jīng)裝籠打包送入WCS 立體庫。整個(gè)生產(chǎn)過程采用光電傳感器、計(jì)數(shù)器、紅外掃描裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，由IFIX 系統(tǒng)進(jìn)行集中處理顯示，方便管理者進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控與異常的快速響應(yīng)處理，基于快速切換理念的智能化沖壓線體集成架構(gòu)如圖3 所示。

圖3 智能化沖壓線體集成架構(gòu)

沖壓線體硬件配置

伺服沖壓設(shè)備的應(yīng)用

線體集成方案中400t 大型伺服沖床是保障線體高精度運(yùn)行的基礎(chǔ)。伺服壓力機(jī)作為一種高精度高技術(shù)水平的現(xiàn)代化沖壓設(shè)備，其在多設(shè)備聯(lián)動(dòng)集成的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)顯而易見，是實(shí)現(xiàn)沖壓智能化生產(chǎn)的基礎(chǔ)支撐。6 臺(tái)400t 伺服沖壓設(shè)備組成的伺服沖壓線采用系統(tǒng)集成控制的方式，各設(shè)備通過沖壓控制信號(hào)系統(tǒng)形成連貫的同步動(dòng)作，通過PLC 控制系統(tǒng)與工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，保障鈑金零件的順利傳輸，同時(shí)PLC 系統(tǒng)通過現(xiàn)場(chǎng)總線與IFIX 系統(tǒng)進(jìn)行信息交互，線體各設(shè)備信息及生產(chǎn)狀態(tài)信息均被實(shí)時(shí)傳輸?shù)浇K端顯示頁面，大型智能化沖壓生產(chǎn)線體如圖4 所示。

圖4 大型智能化沖壓生產(chǎn)線體

伺服壓力機(jī)的核心技術(shù)為伺服電機(jī)控制及其整體控制系統(tǒng)，伺服電機(jī)與傳統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)相比，運(yùn)行過程中能夠提供更加精準(zhǔn)的轉(zhuǎn)速及位置控制，在驅(qū)動(dòng)技術(shù)、節(jié)能環(huán)保、精確控制等方面均有巨大優(yōu)勢(shì)，由伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的壓力機(jī)，沖壓力直接由伺服馬達(dá)的扭力輸出轉(zhuǎn)變而成，低速大扭矩伺服電機(jī)和齒輪實(shí)現(xiàn)直接驅(qū)動(dòng)，減少了中間傳動(dòng)變速環(huán)節(jié)，確保傳動(dòng)過程的可靠性和能量轉(zhuǎn)換效率，電機(jī)的最大峰值扭矩60000Nm(400rpm），驅(qū)動(dòng)器最大電流3320A、額定功率550kW。伺服壓力機(jī)的傳動(dòng)部分主要包括：伺服電機(jī)、低速軸、高速軸、中間齒輪和齒輪軸、偏心齒輪、連桿、滑塊。最關(guān)鍵的伺服電機(jī)布置在機(jī)架的后側(cè)，布置方式為左右式，以減少?zèng)_壓過程振動(dòng)及其他外部因素影響，其雙電機(jī)結(jié)構(gòu)如圖5 所示；高速軸與伺服電機(jī)直接連接并和中間齒輪嚙合，中間齒輪則安裝在中間齒輪軸上，再由中間齒輪軸與偏心齒輪嚙合，偏心齒輪安裝在低速軸上，連桿大端安裝在偏心齒輪上，連桿的小端與沖壓部分的滑塊連接。

圖5 伺服沖壓設(shè)備雙電機(jī)結(jié)構(gòu)

伺服電機(jī)系統(tǒng)帶有運(yùn)行監(jiān)測(cè)裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)伺服電機(jī)的工作狀態(tài)，保障異常能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)報(bào)警，沖壓過程中通過光電感應(yīng)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控零件的生產(chǎn)狀況，對(duì)異常的零件偏移問題及時(shí)進(jìn)行報(bào)警停機(jī)，信息推送通知所綁定的技術(shù)人員進(jìn)行處理。

工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用

工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用，以推動(dòng)高速高效自動(dòng)化生產(chǎn)為目標(biāo)，配合高速伺服沖壓設(shè)備，實(shí)現(xiàn)沖壓設(shè)備的生產(chǎn)聯(lián)動(dòng)。線體搭載格力自主開發(fā)的GR系列工業(yè)機(jī)器人，不同類型零件切換過程中只需要在系統(tǒng)選定對(duì)應(yīng)的動(dòng)作程序，更新端拾器的擋塊與吸盤位置，即可實(shí)現(xiàn)線體傳遞方式的快速切換，最大程度上減少了內(nèi)部切換工作，提升了設(shè)備整體稼動(dòng)率?；诠I(yè)機(jī)器人的不同產(chǎn)品的夾具進(jìn)行通用化設(shè)計(jì)，且在線邊放置，每類零件均提前進(jìn)行示教調(diào)試，當(dāng)線體硬件準(zhǔn)備完畢后，可針對(duì)生產(chǎn)需要進(jìn)行一鍵切換動(dòng)作程序，人工只需對(duì)動(dòng)作精度進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)有偏差的動(dòng)作稍作調(diào)整即可，減少了對(duì)機(jī)器人調(diào)試員的技術(shù)要求。通過工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)線體板料的傳輸供應(yīng)，板料切換由左右磁力分張臺(tái)車完成，臺(tái)車自動(dòng)開進(jìn)開出、自動(dòng)定位，工業(yè)機(jī)器人片料站如圖6 所示，當(dāng)左右臺(tái)車板料相同時(shí)，拆垛機(jī)器人在拆完一個(gè)臺(tái)車料垛后，會(huì)自動(dòng)更換到另一臺(tái)車，無需中斷生產(chǎn)，此種情況適合于單一品種的大批量生產(chǎn)。當(dāng)上下批次品種不同時(shí)，在從一個(gè)臺(tái)車上拆垛時(shí)，另一個(gè)臺(tái)車就被開出線外，加裝新料垛，不占用正式生產(chǎn)切換時(shí)間。上料機(jī)器人在拾取片料時(shí)，分為吸取、對(duì)中兩個(gè)步驟，以糾正相對(duì)位置的偏差，因此，在加裝新料垛時(shí)，需使用定位裝置保證雙料垛的相對(duì)位置盡量準(zhǔn)確，以減少對(duì)中時(shí)上料機(jī)器人的調(diào)整量。

圖6 工業(yè)機(jī)器人片料站裝置

工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了線體伺服沖壓設(shè)備之間的零件傳輸定位，是沖壓設(shè)備之間完美配合的牽線搭橋者，其對(duì)于鋒利鈑金、厚重的鈑金件更是無所畏懼。工業(yè)機(jī)器人集中控制系統(tǒng)通過與PLC 進(jìn)行連接，可由PLC對(duì)信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度集中處理，從而實(shí)現(xiàn)各配套系統(tǒng)的信號(hào)聯(lián)動(dòng)，達(dá)成高效、高質(zhì)量保障生產(chǎn)的目標(biāo)。

廢料自動(dòng)處理系統(tǒng)

線體配置了地下刮板式廢料處理系統(tǒng)，廢料處理系統(tǒng)實(shí)時(shí)對(duì)生產(chǎn)的廢料進(jìn)行集中傳輸，無需人工干涉，提高了現(xiàn)場(chǎng)物流周轉(zhuǎn)率與空間利用率，保障了零件的高效沖壓生產(chǎn)。

空調(diào)鈑金零件在生產(chǎn)過程中，避免不了有沖孔、切邊等特征結(jié)構(gòu)的落料工序，因此需人工定時(shí)對(duì)模腔進(jìn)行廢料清理，生產(chǎn)過程中導(dǎo)致設(shè)備點(diǎn)停頻繁，影響了線體生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量一致性，且在進(jìn)行沖壓生產(chǎn)線規(guī)劃建設(shè)時(shí)，需要在沖壓設(shè)備周邊安裝換模臺(tái)車、機(jī)器人、供料機(jī)等配套生產(chǎn)必需設(shè)備，周圍再增加廢料輸送裝置，則必然導(dǎo)致線體空間利用率降低，增加了線體切換難度。因此基于快速切換理念，線體在設(shè)計(jì)方案時(shí)充分考慮了廢料處理系統(tǒng)的布局、處理方式及對(duì)生產(chǎn)線的要求等，力求最大程度減少占地面積、消除廢料處理過程對(duì)線體生產(chǎn)的影響，在線體地基建設(shè)時(shí)同步開展了地下廢料處理軌道的布置，產(chǎn)生的廢料通過地道進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)輸，不占用地面空間，自動(dòng)完成廢料的清理。

模具快速切換系統(tǒng)

模具快速切換系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)模具一鍵切換，減少外部等待時(shí)間，提高作業(yè)效率，其主要包括自動(dòng)換模臺(tái)車、自動(dòng)夾模器、氮?dú)鈴椈?、光電感?yīng)、集成控制系統(tǒng)等裝置。在啟動(dòng)模具切換時(shí)，各信號(hào)指令經(jīng)過線體終端處理后傳輸?shù)絇LC 集中控制系統(tǒng)，待所有切換條件滿足即可實(shí)現(xiàn)模具的自動(dòng)切換。

自動(dòng)化換模系統(tǒng)是整個(gè)方案布局的關(guān)鍵內(nèi)容之一，考慮到現(xiàn)場(chǎng)的物流運(yùn)輸與壓力機(jī)的位置，最終將換模臺(tái)車與設(shè)備平行布置，每個(gè)換模工位均配置自動(dòng)化換模臺(tái)車。模具采用一備一用的方式，人工可在線體生產(chǎn)時(shí)提前準(zhǔn)備模具，每個(gè)模具需經(jīng)過前后臺(tái)車工位及里外設(shè)備傳輸工位，共3 個(gè)位置狀態(tài)。不同鈑金零件需要切換模具時(shí)，集中控制系統(tǒng)發(fā)送可以換模的信號(hào)到自動(dòng)換模裝置，隨即進(jìn)行模具的自動(dòng)切換，系統(tǒng)在發(fā)出信號(hào)時(shí)至少要具備以下條件：設(shè)備滑塊開到下死點(diǎn)位置、設(shè)備內(nèi)上/下模具夾緊器松開、設(shè)備滑塊返回上死點(diǎn)，在接收到換模完成信號(hào)之前，滑塊不能進(jìn)行沖壓性運(yùn)動(dòng)、壓機(jī)內(nèi)模具輥道上升完成，自動(dòng)化模具切換系統(tǒng)如圖7 所示。

圖7 線體模具快速切換系統(tǒng)

氮?dú)鈴椈墒菍?shí)現(xiàn)自動(dòng)換模的充分條件之一，模具使用氮?dú)鈴椈珊螅娣艜r(shí)上模重量完全由氮?dú)鈴椈芍?，保證上下模之間有足夠的間隙，模具在線外準(zhǔn)備時(shí)即可直接取出，同樣在模具生產(chǎn)完畢后，可在線外再將其放入，不占用正式換模時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)部切換向外部切換的轉(zhuǎn)化。而傳統(tǒng)沖壓模具上下模之間的四角位置需由人工在模具打開后放入剛性支撐塊，由于其剛性結(jié)構(gòu)問題，必須在正式換模時(shí)，上下模打開后才能將其取出或放入，整個(gè)過程需要在設(shè)備停機(jī)的狀態(tài)由人工進(jìn)行操作。

iFIX 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

基于iFIX 工程組態(tài)軟件，線體各項(xiàng)數(shù)據(jù)聯(lián)通交互均在屏幕可視化管理，并運(yùn)用了微軟的一系列工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，比如COM/DCOM、VBA、ActiveX、OPC控件等，讓所有的應(yīng)用組件都可以無縫集成到一個(gè)系統(tǒng)中，并能通過中間接口技術(shù)，與MES 系統(tǒng)、PLC 控制器等進(jìn)行信息交互，耿乙文等學(xué)者對(duì)一種采用iFIX技術(shù)的軟件系統(tǒng)與關(guān)系數(shù)據(jù)庫通信方式實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了相關(guān)研究，這對(duì)線體信息化管理中iFXI 技術(shù)的應(yīng)用起到了重要指導(dǎo)作用，線體應(yīng)用的iFXI 過程管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)如圖8 所示，管理者可依據(jù)iFIX 的實(shí)時(shí)監(jiān)控信息對(duì)生產(chǎn)中的問題進(jìn)行提前預(yù)判與干涉，減少線體生產(chǎn)過程中的故障發(fā)生，提高線體穩(wěn)定性。

圖8 iFIX 過程管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

iFIX 軟件集中了大批強(qiáng)大的圖形化工具，現(xiàn)場(chǎng)能快速直觀地建立面向過程的實(shí)時(shí)窗口，通過這些工具可以生成容易操作和理解的畫面，在運(yùn)行和組態(tài)環(huán)境之間可快速地完成測(cè)試和對(duì)畫面的修改，同時(shí)保持實(shí)時(shí)報(bào)警和數(shù)據(jù)采集，并通過PLC 數(shù)據(jù)、光電感應(yīng)裝置進(jìn)行集中處理反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程中線體各項(xiàng)參數(shù)的監(jiān)控，以及快速配置生產(chǎn)所需的相關(guān)工裝、模具、原材料，減少線體的停機(jī)等待，實(shí)現(xiàn)快速切換?；趇FIX 組態(tài)軟件的監(jiān)控系統(tǒng)具有很強(qiáng)的靈活性，可以利用它的拓展模塊對(duì)系統(tǒng)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控狀態(tài)進(jìn)行改進(jìn)，以應(yīng)對(duì)公司訂單的戰(zhàn)略性調(diào)整或周期更替變化，且拓展部分與原有的數(shù)據(jù)不沖突，可將已有標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)部分備份保留，隨時(shí)啟用。

MES 自動(dòng)排程系統(tǒng)

面對(duì)當(dāng)前訂單復(fù)雜、產(chǎn)能有限的生產(chǎn)情況，通過MES 系統(tǒng)準(zhǔn)確地進(jìn)行計(jì)劃的預(yù)排與生產(chǎn)資料的提前準(zhǔn)備，是實(shí)現(xiàn)線體快速切換的基礎(chǔ)保障。

結(jié)合現(xiàn)有訂單生產(chǎn)模式和資源配置開發(fā)家用沖壓MES 排程系統(tǒng)，線體的訂單由家用空調(diào)沖壓MES 系統(tǒng)依據(jù)相關(guān)約束條件和排程邏輯下達(dá)到信息控制中心，訂單信息包括零件編碼、零件數(shù)量、原材料編碼、原材料規(guī)格、模具編碼(可跳轉(zhuǎn)到模具位置查詢）、圖文信息、加工工時(shí)等基礎(chǔ)信息。李亞凱等學(xué)者論述了MES、SOA 和柔性制造技術(shù)相協(xié)調(diào)的生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)，具體分析了復(fù)雜訂單生產(chǎn)過程中的計(jì)劃調(diào)度問題，并對(duì)生產(chǎn)派工到機(jī)臺(tái)的方式與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了表述，為線體的派工問題提供了解決思路，因此，考慮到產(chǎn)品切換等待問題，線體的生產(chǎn)任務(wù)采用一備一用，即MES系統(tǒng)同一時(shí)間指派了兩個(gè)訂單，前一個(gè)訂單為在制訂單，后一個(gè)為預(yù)備訂單，在制訂單完工后，預(yù)備訂單則自動(dòng)轉(zhuǎn)為在制訂單。

預(yù)備訂單在3 天內(nèi)的上傳到訂單庫里面進(jìn)行擇優(yōu)篩選，其篩選條件則通過對(duì)比在制訂單的零件編碼、原材料編碼、模具位置、工裝編碼等關(guān)鍵信息，周期內(nèi)同編碼零件訂單進(jìn)行合并生產(chǎn)，并通過計(jì)數(shù)器采集合格零件的下線數(shù)量，提醒班組長(zhǎng)進(jìn)行訂單區(qū)分入庫，同時(shí)對(duì)不同零件編碼的訂單按照相關(guān)性矩陣排布，得出最優(yōu)預(yù)備訂單，最大程度減少了生產(chǎn)資料的切換。按照與在制訂單同時(shí)MES 與WCS 交互模塊調(diào)度立庫下達(dá)原材料出庫任務(wù)及上個(gè)訂單原材料入庫任務(wù)，開始進(jìn)行加工前準(zhǔn)備，通過訂單交叉運(yùn)行，減少內(nèi)部切換時(shí)間，減少機(jī)床待機(jī)，提高設(shè)備稼動(dòng)率，最終實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)。產(chǎn)線信息化終端實(shí)時(shí)看板如圖9 所示。

圖9 產(chǎn)線信息化終端實(shí)時(shí)看板

WCS 智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)

為做好生產(chǎn)管理的最后一公里，下線零件采用智能立體庫倉儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行集中周轉(zhuǎn)管理。智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)由WCS 倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)與自動(dòng)化高架庫組成，如圖10所示，WCS 倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)具備本立體庫自身倉儲(chǔ)信息，同時(shí)能夠獲取外協(xié)廠對(duì)應(yīng)訂單庫存情況、物資中心物料庫情況以及在制的物料信息，并對(duì)接MES 系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)訂單與庫存進(jìn)行扣減排程，以減少生產(chǎn)過多導(dǎo)致的庫存浪費(fèi)。為消除人工查賬與配送周期不足問題，在保障安全庫存的同時(shí)最大限度發(fā)揮車間產(chǎn)能，WCS 倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)按照總裝上線時(shí)間對(duì)訂單進(jìn)行出庫提示，配送人員按照提示進(jìn)行確認(rèn)出庫即可。

圖10 智能化立體倉儲(chǔ)架

結(jié)束語

面對(duì)日益復(fù)雜的現(xiàn)代化市場(chǎng)需求發(fā)展，制造業(yè)需要更加柔性化的生產(chǎn)應(yīng)用模式來實(shí)現(xiàn)訂單的快速交付，而基于快速切換理念的大型沖壓線體，整合了工廠的優(yōu)勢(shì)資源，通過信息化系統(tǒng)、自動(dòng)化裝備的集成應(yīng)用，形成了高效的沖壓生產(chǎn)應(yīng)用模式，對(duì)制造業(yè)柔性化沖壓產(chǎn)線的建立具有重要參考意義。