打磨车间数字化智能生产管理系统的设计与实现.pdf
《打磨车间数字化智能生产管理系统的设计与实现.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《打磨车间数字化智能生产管理系统的设计与实现.pdf(6页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、本刊特稿打磨车间数字化智能生产管理系统的设计与实现新潮电子第16 期(总第5 47 期)王晓斌,邹灵,韩剑,吴文斌,高爽,李国臣(东莞职业技术学院,广东东莞5 2 38 0 8)摘要:针对3C行业中打磨工艺存在设备故障高、参数不精准、异常追溯耗时长、OEE(设备综合利用率)不准确等问题,提出了一种打磨数字化智能管理系统。该数字化智能管理系统集信息识别、参数采集、数据计算及统计、异常报警和可视化显示功能于一体,应用工业大数据处理技术分析、优化打磨车间多维度实时生产参数,实现打磨车间的数字化管理。同时,系统基于互联网技术通过数据平台即时分析与研判生产状态和产品信息,实现生产数据的异常追溯和即时响应
2、。经案例证明;该系统能有效提高打磨车间设备综合利用率及产品良品率,为企业节省运营成本,提高收益。关键词:打磨工艺;数字化;管理系统在奋力突破欧美技术围堵和后疫情时期经济下行的背景下,中国制造将迈向推动制造业高端化、智能化、绿色化发展之路!。事实证明,中国制造业企业进行数字化转型已是未来我国新的经济增长点 2 。2021年,我国数字经济规模已经达到45.5 万亿元,占GDP比重的39.8%。其中产业数字化占数字经济比重达81.7%3。制造业数字化转型将在四个方面大有神益;(1)有助于制造活动服务化,通过促进服务化水平的提升,助长企业效益。(2)有效推动制造业产业链解构与重构,降低产业链运营成本,
3、更能适应市场需求变化 4。(3)能重塑制造业竞争优势,面对外部千变万化的形势,可从容地应对冲击,在短时间内得到最佳的解决方案,化解风险。(4)数字化转型将必然促进精细化管理,减少各环节的材料和能源消耗,减少企业碳排放以助力实现碳中和目标 5 。从优化产品加工的角度审视制造业企业发展,生产管理数字化较传统加工工艺有多方面优势。以金属外观件行业为例,精加工的能力对金属外观件的美观度、性能起到决定性的作用,打磨作为金属外观件生产精加工的核心环节,是产品品质和生产效率的关键影响因素 6 。传统工艺在打磨过程中会产生大量的火花、碎屑以及化学气体,对产品和工作人员都将造成不可抗拒的伤害;调试打磨设备时仅凭
4、操作员经验,将导致良品率低;打磨设备异常总是后知后觉产出大量次基金项目:东莞市科技特派员项目(2 0 2 2 18 0 0 5 0 0 49 2;2 0 2 2 18 0 0 5 0 0 5 5 2);东莞职业技术学院国家双高计划电子信息工程技术专业群专项经费(ZXF015)。.1品,且异常追溯耗时长,打磨制程问题排查流程如图1所示,至少需要5 1H7。打磨车间进行数字化转型后,能使得车间机械设备的易用性、稳定性及智能化水平得到大幅度提升。智能数字化系统可自动分析出最佳加工参数,做出及时调整以提高设备生产效率及产出的良品率 8 。针对上述传统打磨存在的缺陷,本文设计了一种打磨数字化智能管理系统
5、,以解决现有的打磨机台工艺参数不精准等问题。1H反馈12H后制程反打磨每台馈不良(如阳极)全检一、系统需求分析及总体设计(一)系统需求分析在3C行业中,打磨工艺作为非标加工工艺,其在生产管理过程中存在诸多问题:其一是加工参数和生产参数通过人工进行统计,不仅统计数据不准确,还要浪费大量物力财力来做统计工作;二是生产参数和加工参数大多依靠技术人员凭经验进行调试、配置,参数指定和优化不精准(如图2 所示);三是打磨加工车间机械手故障率高,对故障和异常的追溯需要耗费大量技术人员和大量时间,且在追溯过程期间故障和异常加工机台将持续生产大量不良品甚至报废品,增加了企业的生产成本。12H喷砂阳极做三片料12
6、H喷砂阳极图1打磨制程问题排查流程全检锁定昇常机台1H12H1H改善后打磨10 片打磨调机改善第16 期(总第5 47 期)新潮电子本刊特稿依靠手感调压打磨压力针对打磨工艺的改进需求,构建多模块相互配合的打磨数字化智能生产管理系统。首先,系统应具备数据采集与识别功能,采集打磨过程中的实时数据、成品信息并与最终产品相关联。其次,需对采集到的数据进行统计和分析,求解设备最佳打磨参数并及时对参数进行调整。出现超出阈值的参数时能及时预警且对问题追根溯源,通报操作人员进行处理,避免因后知后觉造成材料浪费。最后,系统应通过可视化面板对产品信息、机台信息、加工参数、生产参数、异常信息以及加工/生产信息进行实
7、时展示。结合传统打磨工艺的经验和数字化智能生产管理系统的功能需求,本文设计的打磨系统具备八大功能模块,可实现打磨车间的数字化管理和参数优化,运用工业大数据处理技术,实时呈现车间多维度生产状况和OEE数据,自动分析出产品打磨的最佳工艺参数,实现系统运维的高效与精准。(二)系统总体设计鉴于传统打磨工艺存在的缺陷和金属精加工高要求,本文提供一种打磨数字化智能管理系统、方法、装置及计算机存储介质,以解决现有技术在打磨工艺中由于管理不规范、故障和异常追溯的时间较长导致的不良品率和报废品率增加的问题。由系统结构图如图3所示,打磨数字化智能管理系统主要由八大功能模块组成。其中,识别模块主要用于识别待加工产品
8、的产品信息,并将所述产品信息与加工机台的机台信息进行关联。在打磨过程中,数据采集模块至少需要采集包括打磨压力、气源气压量、真空负压量、水流压力以及水流量等加工参数,用于实时监测打磨过程。当加工参数超出第一或第二阈值时,将触发预警模块中的报警子模块或自动预警子模块工作,给予操作员预警提示。同时系统将记录每一次的异常数据,整理成报表,供操作员和管理人员通过可靠目视判断水流是否合适图2 传统参数设置数据计算模块生产率计算子模块良品率计算子模块综合利用率计算子模块参数优化模块生产效率计算子模块权重赋值子模块参数提取子模块参数配置子模块异常预警模块报警子模块自动预警子模块异常信息生成子模块图3打磨数字化
9、智能管理系统结构图视化看板查看。数据统计模块的职能主要是统计包括加工周期内的耗材消耗量、耗材加工次数、实际产量以及良品数量。其中,良品是由后端识别装置对加工完成产品评价的结果。在整个生产周期结束后,数据计算模块将根据识别模块、数据采集模块、数据统计模块提供的数据计算该生产周期的生产率、良品率、综合利用率等生产信息。然后分别赋予生产率、良品率和综合利用率权重,根据权重计算得到各加工机台的生产效率,获取预设区间内最优生产效率的加工机台的加工参数,再将获取到的生产效率最优的加工参数配置为下一计划生产周期该预设区间内所有加工机台的加工参数。最后将通过存储模块和可视化看板对产品信息、机台信息、加工参数、
10、生产参数、异常信息以及加工/生产2砂纸寿命设定依靠验证和经验识别模块数据采集模块压力传感器负压传感器水流传感器气压传感器可视化看板存储模块数据统计模块生产量统计子模块良品统计子模块耗材统计子模块本刊特稿信息进行存储并可视化,总体解决方案如图4所示。雕务器控制系统录入参数新潮电子料时,监测其真空负压值,从而机械手能稳定吸附待加工产品。而水流传感器将安装在打磨机台的水流通产品信意上传第16 期(总第5 47 期)道内,采集并控制通道内的水流压力和水流量,对打磨位置进行降温以确保打磨质量。各传感器安装如图6所示。结果传输压力传感器水流传感器参数分析数螺优花图4解决方案二、系统的控制与管理方法(一)产
11、品的唯一标识产品在打磨加工的前序加工工艺中将产品二维码作为产品唯一标识。对待打磨产品打磨前采用摄像头对产品唯一标识进行读取,关联产品信息和机台信息,并在产品打磨过程中将关键信息及时地写人产品二维码中。其中包括打磨过程中数据采集模块采集到的实时加工参数(打磨压力、气源气压量、真空负压量、水流压力以及水流量)和该批次生产参数(耗材消耗量、耗材加工次数、周期实际产量以及良品数量)等。硬件配置及说明如图5 所示。步骤说明)无线远程通讯模块2)4路AD输入模块3)扫码头(通讯协议为modbusRTU)1.加装硬件4)气源压力表5)真空负压表6)循环水压表)压力传感器8)其它配电材料1)每台机械手通过mo
12、dbus RTU上传至无线通讯模块2)气压、水压表的数据利用无线模块的AD功能读取3)上传数据到以太网32 位主站2.数据采集4)主站再与西门子WINCC交换数据5)将以上采集到的数据通过上位机传递到服务器的数据库中和应用系统的热行程序中)可采集的息数据有:加工参数、开机时间、闲重时间、维修时间、设备状态、产品信息、不良数7)数据保存时间:1年(二)采集与统计打磨参数在打磨过程中打磨头下压距离、源通道内的气源气压、负压通道内的真空负压以及水流通道内的水流压力和水流量都是确保产品打磨质量的关键参数。为此,打磨数字化智能生产管理系统将在打磨头位置处安装压力传感器,实时监测打磨处的压力并确保待加工产
13、品上的打磨压力在适当的范围内。在打磨机台的气源通道内安装气压传感器,从而间接得到机械手动作时的气源气压量,以确保机械手的稳定移动。负压传感器将安装在打磨机台的负压通道内,在机械手取放3扫码头负压传感器气压传感器图6 传感器安装图同时,产品打磨加工以批次为周期,在打磨周期中将实时统计生产参数,包括耗材消耗量、耗材加工次数、周期实际产量、良品数量以及对应加工机台的机台信息(数据采集流程如图7 所示),以便后续进行加工/生产数据统计。水压压力(流量)表1.通讯模块2.输入模块88-6654.气源/真空压力表7.开关、网线等电气材料图5 硬件配置检测硬件3.扫码头卡传至控制中心5.循环水压表6.压力传
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 打磨 车间 数字化 智能 生产管理 系统 设计 实现
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。