为提高制造业生产效率、安全管理水平,降低质量损失,缩短交货期,并达到节能的效果,本文引入了e-F@ctory这一理念。阐述了建立e-F@ctory平台后,可将生产线上的信息可视化,凭借WEB浏览器可轻松地掌握产品的各类生产情况及耗能情况。
制造业作为能耗大户,是国家的重点节能降耗对象。但现今的制造业存在着激烈的价格竞争与提高顾客满意度的要求,这种情况下企业为提高自身的生存能力,不仅需要提高生产力、质量和成品率,生产现场还需要能够应对迅速变化的措施。
e-F@ctory介绍
上海电气菱电节能控制技术有限公司(SERT,以下简称“电气菱电”)是上海电气集团与日本三菱电机株式会社共同出资组建的合资公司。早在2006年,三菱电机因地适宜地推出了“整合FA”的理念,旨在降低企业的综合成本,将整个制造系统的各个设备进行横向整合,实现设备间的无缝通信。同时,纵向将企业信息管理系统与FA控制系统之间进行整合,通过MES接口实现ERP系统与FA控制系统之间的数据共享。
整合的理念就是e-F@ctory解决方案的核心。整合不是简单的集成,不仅包括硬件平台的整合,也包括软件开发平台的整合。硬件平台的整合将三菱电机PLC、人机界面、运动控制器、CNC、机器人等产品的连接共用一个平台,连接更简单、通信更方便、易于扩展、成本更低。而软件开发平台的整合将改变各产品采用单独软件进行设置和开发的现状,将开发工程环境基于同一开发平台,以缩短开发周期。
e-F@ctory理念
对制造业来说,生产性的提升、安全管理、质量损失、交货期、节能都是企业需要考虑的问题;但就目前的情况来说,很多的工厂管理者因为没有办法在第一时间或者甚至无法拿到各项数据,因此就会造成对应的解决方案无法快速制定与实施,这样还会对工厂的生产造成很大的影响并引起一系列不良的连锁反应。
以前,人工手动记录和输入的信息极其有限,很多信息无法看到,而且人工手动记录存在漏录、录错(记录错误)、总结性录入容易导致徒劳作业以及总结性处理引起的延迟、错误延迟信息的传达,降低了效率。而采用e-F@ctory系统后,不但可以解决以上问题,而且e-F@ctory系统凭借装置直接报告实绩,可以收集到人工一般采集不到的更细致的信息,这样不仅可以抓住现象也可以捕捉到根本的原因。通过这些信息掌控生产过程,减少不良品,增加产量。
通过搭建e-F@ctory平台,将生产线上的信息可视化,工厂可以提高并改善以下几个方面的内容:通过实际数据的活用,可以分析生产线详细的运转情况以提高设备的运转率;通过品质信息的收集、管理、分析,可以提出更多更详细的改善对策,以此提升产品的品质;结合能源的使用情况,可以对设备、公用设施能源的使用量进行分析,以达到节能的目的;实时掌握产品情况,对不同种类变量生产的实时性进行追踪,结合实际的需求变动制定相关联的生产计划;通过对各种实际数据的收集、历史记录的管理与分析,实现需要的急速上升。
案例分析
某外企在中国建造的产品制造厂主要是以流水线为主生产各类马达以及数控产品。经过前期调研与考察,电气菱电公司为该工厂量身设计了一套e-F@ctory系统。考虑到该工厂的建设规划分为两期,而e-F@ctory系统需要赶在一期建设结束时就可以正常使用;为了方便实现该工厂二期系统与一期系统的无缝对接,统一平台监视整个厂区的生产、用能情况,电气菱电在设计一期工程的系统时就预留了扩展接口。该工厂计划未来一共有9条生产线同时进行生产,其中有2条生产线要在2012年年内进行投产,2013年将其余7条生产线进行投产。
为该企业定制的e-F@ctory系统主要由生产线监控综合软件和现场产品监测系统两部分组成。
1.生产线监控综合软件
生产线监控软件分为服务器和客户端两个部分。
(1)服务器端:监控软件的服务器,主要是与现场客户的生产线以及客户其他相关的服务器进行链接通信,其主要功能有:存储从生产线上传的各项数据,并对产品是否合格进行分析判断功能、也可以根据客户端的要求进行报表生成功能、传送功能、预测报警功能和系统配置等功能。
(2)客户端:在客户端,其主要的功能是产品的生产、检测数据显示分析功能、文件下载功能、打印功能、报警功能和维护功能等。其中客户端除了可以在该公司的总监控室内设置之外,还根据需求将客户端设置在各现场办公室内,并为办公室人员进行了权限设置。通过WEB浏览器可轻松地访问平台,避免安装客户端专用软件的繁琐。
2.现场产品监测系统
生产线检测数据采集主要是对流水线上产品检测出来的各项数据进行实时监测与采集,并将这些数据通过三菱的PLC收集起来,通过MES或PC上传到e-F@ctory系统的服务器端,通过该服务器可以对流水线上的产品数据进行实时分析与判断,同时配合现场的产品检测终端和e-F@ctory系统的客户端,使得产品数据可以被随时监测,达到了数据的“可视化”,这是非常重要的统计数据,通过对这些数据的分析,才可能对生产信息一手掌握。
现场产品监测系统主要分为两个部分:
(1)生产线检测数据采集:通过对流水线上每一个检测步骤使用PLC进行实时监测,可以获得产品每一步检测的详细数据,将这些数据集中起来通过MES或PC上传到e-F@ctory系统的服务器端,以此作为产品是否合格的判断基础。
(2)产品检测终端:产品检测终端是安装在生产线的前端与末端的两套检测设备。前端设备的主要功能是将服务器判定为不良品或需要重新检测的产品进行登记并重新编号,并将原编号与新编号一同上传至服务器进行记录,以便未来可以进行追溯与分析。后端检测设备主要由触摸屏和扫描枪组成,其主要功能是对检测完成的产品进行手动矫正,如果该产品在流水线上的检测项目均为合格,则确认该产品合格并将产品归类到相应的仓库;同样,如果产品不合格或者需要重新检测则将产品归类于相应的仓库;此外,后端检测设备还可以根据实际需要,选择让产品强制合格或者强制不合格。
总之,无论是前端设备的产品编号还是后端检测设备的项目检测数据,都会与服务器进行通信,并上传或下载相关的数据。
3.e-F@ctory系统在项目中的功能
经过一段时间的施工,目前该厂的一条流水线已经进入正式生产阶段,而e-F@ctory系统也已经正式上线。通过一段时间的使用,e-F@ctory系统的优势逐渐显现:
(1)通过全部数据的自动收集、管理来防止不良品的流出:该工厂通过导入MES接口,已经可以把流水线上所有的数据简单的进行收集,不需要工人进行“试验”、“记入”、“数据录入”这样的动作,大大减少了人工手动收集、录入数据的成本并提升效率,而且收集起来的数据全部保存在e-F@ctory的服务器中,无需人工进行管理。由于e-F@ctory服务器可以快速的对收集起来的数据进行分析,因此当产品在流水线上检测完成的时候,e-F@ctory系统已经将产品的检测数据分析完毕,而在流水线末端的产品检测终端已经可以把该产品的检测结果显示出来,通过该终端的显示结果可以防止不良品的流出。
(2)通过实时的品质管理将不良品变成零:在没有e-F@ctory系统的时候,必须要手工作业来进行品质数据的收集与分析,而且这往往都是在不良品产生之后才会有对应;而通过e-F@ctory系统,完全可以通过流水线上试验装置的实时状态的检出来防止不良品的出现,也可以通过管理项目的X-R管理将事前警报及时通知给用户。对已经发生的不良品,还可以通过紧密的数据收集实现上流工序对策的可追溯性,通过蓄积的数据分析来探明原因,找出处理对策。
(3)工具信息等的自动管理来防止生产停止:为防止设备故障,工厂通常都会凭经验进行估算,当设备的某些零部件快到老化期时就进行更换,但这种估算往往是很不准确的,如果更换过早会把还可以使用的零件进行更换造成浪费,更换过晚有可能造成设备损坏而停止生产。而由于e-F@ctory系统记录了流水线上的全部数据,因此设备的使用次数也同样被记录在数据中。
迎接挑战
随着我国社会和经济发展,能源消耗也不断攀升。上海电气菱电节能控制有限公司的e-F@ctory系统为实现提高单位产品能耗利用率目标提供了评价方法和技术上的有力支撑;将企业切实利益与节能目标紧密结合。通过e-F@ctory系统的监测管理,提高工厂的整体生产力,缩短产品的开发周期、制造周期,降低产品品质的损耗的目标也变得清晰、可控。