上海凱泉——水泵自動化生產線集成問題
2016-10-24
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核心提示:上海凱泉生產的產品涵蓋建筑、市政、電力、石化、礦山、核電數十個大類,近百個系列,二萬多個規格的泵產品,擁有Profimill400/100-T六軸五聯動龍門銑鏜加工中心、AC46TM-4000重型高精立式車銑中心、TRT314HS六軸五聯動加工中心、8?m數控立車等各種加工中心、各種數控機床、各…
上海凱泉生產的產品涵蓋建筑、市政、電力、石化、礦山、核電數十個大類,近百個系列,二萬多個規格的泵產品,擁有Profimill400/100-T六軸五聯動龍門銑鏜加工中心、AC46TM-4000重型高精立式車銑中心、TRT314HS六軸五聯動加工中心、8?m數控立車等各種加工中心、各種數控機床、各種普通設備、三坐標測量儀與各種檢測設備等1800余臺,年生產能力達40萬臺/套。
以高壓鍋爐給水泵為例的泵主要零部件有泵筒體、泵蓋、吸入段、吐出段、中段、葉輪、導葉、軸、平衡盤、平衡鼓、葉輪擋套、導葉套、密封環、軸承體、軸承體蓋等;主要制造工藝有:鑄造、鍛造、熱處理、焊接、機械加工、葉輪靜平衡、轉子動平衡、水壓試驗、清潔、裝配、性能試驗、涂漆、包裝等工序。
加工中面臨的問題以及企業未來發展遇到的瓶頸
1.加工中面臨的問題
目前上海凱泉水泵產品的特點是多品種、小批量,根據訂單安排生產,工藝流程復雜。就加工工藝而言,除重大產品的關鍵零部件采用加工中心與車銑中心等關鍵設備加工外,其余產品的零部件主要采用車床、銑床、鏜床、鉆床、磨床、插床、線切割機等設備、多次裝卡分工序地加工零件,加工效率低、輔助時間長,質量不穩定,對按期交貨影響較大,具體問題如下:
●工序冗長,造成輔助時間及轉運物流成本加大;
●機床校調時間花費較多;
●零件品種多,需使用眾多工裝,裝卡找正麻煩;
●同一系列零件工藝不統一,工序變化較大,不利于生產管理;
●零件精度、質量、穩定性人為影響較大;
●零件種類繁多,需操作及管理人員眾多;
●因多規格,小批量,每個規格啟動成本較大(工裝,夾具,設備,刀具等的準備工作)。
2.企業未來發展可能遇到的瓶頸
上海凱泉目前已上了PDM、 CAPP、 ERP、 CRM、SRM、OA與手機客戶端等系統,目前,除CAPP用的比較理想外,其余用的不太理想,特別是ERP系統換了3家公司的ERP軟件及其服務商。實事求是地說我們的基礎工作與管理工作的流程和標準化工作沒做好,現正在改進。即或是這些系統都用好了,也各自是信息化孤島。
因此,本人預計凱泉未來還要上MES,QIS等系統,凱泉要邁進數字化工廠,未來可能遇到的瓶頸是這些軟件集成時的數據信息通信接口、數據唯一性、不同系統重疊模塊的功能劃分等問題。
計劃如何改變現在的加工狀況?過程中又遇到了哪些問題?
為提高凱泉工藝制造技術水平,提高產品的產量和質量,提高勞動生產率,降低成本,提高訂單的響應速率,保證及時交貨,盡早實現凱泉集團跨進泵行業世界前5強的目標,擬先采用自動化線(FMS柔性制造系統技術)對制造技術、生產管理體系、刀具管理系統、夾具制造及管理系統、質量檢測系統、設備監控管理系統、物流控制等系統進行技術改造。先選取第五廠(共9個工廠)做技改試點,然后再向其他工廠推廣;再上MES制造執行系統、QIS等系統;再與PDM、 CAPP、 ERP、 CRM、SRM、OA與手機客戶端等系統集成后,最終向數字化工廠與智能化集團邁進。
1.五廠的FMS系統計劃
五廠新上FMS系統主要包含加工系統、物流系統、控制與管理系統。加工系統(實為柔性制造系統執行單元,它包含機床、清洗機、測量儀等)主要完成零件加工、清洗、測量工作;物流系統(實為柔性制造系統零件配送單元)執行控制命令,將零件運送到各個執行單元;控制與管理系統(實為柔性制造系統大腦)完成所有設備監控、計劃管理、零件調度,控制面向下層對運輸系統和加工系統,管理面向零件換裝、混流、混工序以及向上層MES系統進行交換等。我們準備分以下三個階段進行。
●第一階段:用FMS生產線加工回轉直徑小于?950的D、DG、MD6-25~280-43型,DL、DW40-10~200-30型33種吸入段、32種吐出段;LC/X100-20~250-32型5種空間導葉;5LDTN、6.5LTDN型2種導流殼等零件。
第一階段分三期實施:
①第一期組建一條FMS生產線,到2016年年產量達22063件;
②第二期在原有FMS生產線上增加一臺車銑加工中心、1個裝載站、20個托盤,到2020年年產量達33095件;
③第三期在上述FMS生產線上再增加一臺車銑加工中心、1個裝載站、20個托盤,到2023年年產量達44126件。
注:由于公司內部的原因,該計劃延緩。
●第二階段:增加3臺立式車銑加工中心加工導葉及回轉直徑大于?950的D、DG、MD85-120~800-70型,1DG、2DG型吸入段、吐出段共20種;LC/X100-20~300-25型5種出水彎管;5LDTN、6.5LTDN型2種出水彎管等零件。其中導葉可在具有雙托盤、1個擺動臺的立式車銑加工中心上加工。
注:由于公司內部的原因,該計劃延緩。
●第三階段:改造組建加工葉輪、軸、軸套、平衡盤、平衡鼓、平衡板等回轉體零件智能化制造系統FMS。
五廠現有數控車床、數控立車、數控銑床、加工中心等數控機床五十幾臺,還有普通設備有四十幾臺。這些數控機床的數控系統有西門子880T、西門子840M、FANUC15TM、FANUC0T與多種國產數控系統等;大部分數控機床有RS232C異步通信接口,個別的還有USB接口,少量數控機床沒有數據接口;裝卡工件的有各種卡爪、各種回轉工作臺(圓形、方形工作臺)上有不同尺寸和布局的T型槽等;多種刀柄形式(ST30、ST40、ST50,BT30、BT40、BT50,JT30、JT40、JT50等)的刀庫,機床上連接刀具的形式也不一樣等。這都給改造組建加工葉輪、軸、軸套、平衡盤、平衡鼓、平衡板、軸承體、軸承體蓋等零件智能化制造系統FMS帶來很多困難,具體如下:
①現在的FMS中央控制與管理系統(總控系統)完全能對一家的數控系統進行無縫連接,控制與通信;但要能與各種數控系統做到無縫連接,控制、過程監視與通信,目前好像還沒有一家能做到;
②現在的托盤與隨行夾具能做到在一家的機床上連接,并在每一個托板上裝載一個可讀寫芯片,在每一次對托板進行轉運中(包含手動、自動方式),都會進行比對芯片記錄托板號與軟件記錄托板號是否一致,從而來解決一些非正常狀態造成記錄托板位置不正確問題;但要能在不同家的數控機床上連接,將工件坐標系與機床坐標系聯系起來,并將實際誤差(工件坐標系與機床坐標系零點之間的誤差)控制到0.01?mm級,目前好像還沒有一家能做到;
③柔性制造系統加工各種不同尺寸的零件工藝方案:毛坯上線、工件下線采用人工還是自動方式,定位粗基準的確定;是否考慮工件下線后的清洗等有一定難度;
④物流系統及其控制:物流系統在執行調度指令后,由于要對不同零件與不同調度的設備進行安全確認,并對其進行動作鎖定,防止設備在執行動作時再執行其他動作而造成機械碰撞,提高整個系統安全性有一定難度;
⑤對不同類型與規格的刀具管理與刀具監視系統:要對刀具組裝與對刀、刀具數據庫(刀具種類與尺寸、刀具壽命等)管理、刀具破損檢測、刀具模擬、刀具雙向數據傳輸等管理與監視有一定難度;
⑥要在現有的各種不同的數控機床上安裝零件質量檢測系統,對工件進行在線質量檢測等有一定難度;
⑦對不同種類與尺寸的工件進行車間排產、生產工單管理等有一定難度;
⑧對現有的設備進行管控、故障檢測、預防性維護建議提示等有一定難度;
⑨與PDM、CAPP、ERP、MES等系統集成與接口問題。
注:由于公司內部的原因,該計劃延緩
2.數字化工廠與智能化集團
展望未來,上海凱泉將從銷售、研發、設計、工藝、采購、生產、質量檢驗、售后服務等產品全壽命周期的全過程實現無紙化的數字化控制與管理,邁向數字化工廠與智能化集團的行業。
以高壓鍋爐給水泵為例的泵主要零部件有泵筒體、泵蓋、吸入段、吐出段、中段、葉輪、導葉、軸、平衡盤、平衡鼓、葉輪擋套、導葉套、密封環、軸承體、軸承體蓋等;主要制造工藝有:鑄造、鍛造、熱處理、焊接、機械加工、葉輪靜平衡、轉子動平衡、水壓試驗、清潔、裝配、性能試驗、涂漆、包裝等工序。
加工中面臨的問題以及企業未來發展遇到的瓶頸
1.加工中面臨的問題
目前上海凱泉水泵產品的特點是多品種、小批量,根據訂單安排生產,工藝流程復雜。就加工工藝而言,除重大產品的關鍵零部件采用加工中心與車銑中心等關鍵設備加工外,其余產品的零部件主要采用車床、銑床、鏜床、鉆床、磨床、插床、線切割機等設備、多次裝卡分工序地加工零件,加工效率低、輔助時間長,質量不穩定,對按期交貨影響較大,具體問題如下:
●工序冗長,造成輔助時間及轉運物流成本加大;
●機床校調時間花費較多;
●零件品種多,需使用眾多工裝,裝卡找正麻煩;
●同一系列零件工藝不統一,工序變化較大,不利于生產管理;
●零件精度、質量、穩定性人為影響較大;
●零件種類繁多,需操作及管理人員眾多;
●因多規格,小批量,每個規格啟動成本較大(工裝,夾具,設備,刀具等的準備工作)。
2.企業未來發展可能遇到的瓶頸
上海凱泉目前已上了PDM、 CAPP、 ERP、 CRM、SRM、OA與手機客戶端等系統,目前,除CAPP用的比較理想外,其余用的不太理想,特別是ERP系統換了3家公司的ERP軟件及其服務商。實事求是地說我們的基礎工作與管理工作的流程和標準化工作沒做好,現正在改進。即或是這些系統都用好了,也各自是信息化孤島。
因此,本人預計凱泉未來還要上MES,QIS等系統,凱泉要邁進數字化工廠,未來可能遇到的瓶頸是這些軟件集成時的數據信息通信接口、數據唯一性、不同系統重疊模塊的功能劃分等問題。
計劃如何改變現在的加工狀況?過程中又遇到了哪些問題?
為提高凱泉工藝制造技術水平,提高產品的產量和質量,提高勞動生產率,降低成本,提高訂單的響應速率,保證及時交貨,盡早實現凱泉集團跨進泵行業世界前5強的目標,擬先采用自動化線(FMS柔性制造系統技術)對制造技術、生產管理體系、刀具管理系統、夾具制造及管理系統、質量檢測系統、設備監控管理系統、物流控制等系統進行技術改造。先選取第五廠(共9個工廠)做技改試點,然后再向其他工廠推廣;再上MES制造執行系統、QIS等系統;再與PDM、 CAPP、 ERP、 CRM、SRM、OA與手機客戶端等系統集成后,最終向數字化工廠與智能化集團邁進。
1.五廠的FMS系統計劃
五廠新上FMS系統主要包含加工系統、物流系統、控制與管理系統。加工系統(實為柔性制造系統執行單元,它包含機床、清洗機、測量儀等)主要完成零件加工、清洗、測量工作;物流系統(實為柔性制造系統零件配送單元)執行控制命令,將零件運送到各個執行單元;控制與管理系統(實為柔性制造系統大腦)完成所有設備監控、計劃管理、零件調度,控制面向下層對運輸系統和加工系統,管理面向零件換裝、混流、混工序以及向上層MES系統進行交換等。我們準備分以下三個階段進行。
●第一階段:用FMS生產線加工回轉直徑小于?950的D、DG、MD6-25~280-43型,DL、DW40-10~200-30型33種吸入段、32種吐出段;LC/X100-20~250-32型5種空間導葉;5LDTN、6.5LTDN型2種導流殼等零件。
第一階段分三期實施:
①第一期組建一條FMS生產線,到2016年年產量達22063件;
②第二期在原有FMS生產線上增加一臺車銑加工中心、1個裝載站、20個托盤,到2020年年產量達33095件;
③第三期在上述FMS生產線上再增加一臺車銑加工中心、1個裝載站、20個托盤,到2023年年產量達44126件。
注:由于公司內部的原因,該計劃延緩。
●第二階段:增加3臺立式車銑加工中心加工導葉及回轉直徑大于?950的D、DG、MD85-120~800-70型,1DG、2DG型吸入段、吐出段共20種;LC/X100-20~300-25型5種出水彎管;5LDTN、6.5LTDN型2種出水彎管等零件。其中導葉可在具有雙托盤、1個擺動臺的立式車銑加工中心上加工。
注:由于公司內部的原因,該計劃延緩。
●第三階段:改造組建加工葉輪、軸、軸套、平衡盤、平衡鼓、平衡板等回轉體零件智能化制造系統FMS。
五廠現有數控車床、數控立車、數控銑床、加工中心等數控機床五十幾臺,還有普通設備有四十幾臺。這些數控機床的數控系統有西門子880T、西門子840M、FANUC15TM、FANUC0T與多種國產數控系統等;大部分數控機床有RS232C異步通信接口,個別的還有USB接口,少量數控機床沒有數據接口;裝卡工件的有各種卡爪、各種回轉工作臺(圓形、方形工作臺)上有不同尺寸和布局的T型槽等;多種刀柄形式(ST30、ST40、ST50,BT30、BT40、BT50,JT30、JT40、JT50等)的刀庫,機床上連接刀具的形式也不一樣等。這都給改造組建加工葉輪、軸、軸套、平衡盤、平衡鼓、平衡板、軸承體、軸承體蓋等零件智能化制造系統FMS帶來很多困難,具體如下:
①現在的FMS中央控制與管理系統(總控系統)完全能對一家的數控系統進行無縫連接,控制與通信;但要能與各種數控系統做到無縫連接,控制、過程監視與通信,目前好像還沒有一家能做到;
②現在的托盤與隨行夾具能做到在一家的機床上連接,并在每一個托板上裝載一個可讀寫芯片,在每一次對托板進行轉運中(包含手動、自動方式),都會進行比對芯片記錄托板號與軟件記錄托板號是否一致,從而來解決一些非正常狀態造成記錄托板位置不正確問題;但要能在不同家的數控機床上連接,將工件坐標系與機床坐標系聯系起來,并將實際誤差(工件坐標系與機床坐標系零點之間的誤差)控制到0.01?mm級,目前好像還沒有一家能做到;
③柔性制造系統加工各種不同尺寸的零件工藝方案:毛坯上線、工件下線采用人工還是自動方式,定位粗基準的確定;是否考慮工件下線后的清洗等有一定難度;
④物流系統及其控制:物流系統在執行調度指令后,由于要對不同零件與不同調度的設備進行安全確認,并對其進行動作鎖定,防止設備在執行動作時再執行其他動作而造成機械碰撞,提高整個系統安全性有一定難度;
⑤對不同類型與規格的刀具管理與刀具監視系統:要對刀具組裝與對刀、刀具數據庫(刀具種類與尺寸、刀具壽命等)管理、刀具破損檢測、刀具模擬、刀具雙向數據傳輸等管理與監視有一定難度;
⑥要在現有的各種不同的數控機床上安裝零件質量檢測系統,對工件進行在線質量檢測等有一定難度;
⑦對不同種類與尺寸的工件進行車間排產、生產工單管理等有一定難度;
⑧對現有的設備進行管控、故障檢測、預防性維護建議提示等有一定難度;
⑨與PDM、CAPP、ERP、MES等系統集成與接口問題。
注:由于公司內部的原因,該計劃延緩
2.數字化工廠與智能化集團
展望未來,上海凱泉將從銷售、研發、設計、工藝、采購、生產、質量檢驗、售后服務等產品全壽命周期的全過程實現無紙化的數字化控制與管理,邁向數字化工廠與智能化集團的行業。
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