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为智能工厂建设贡献“台达经验”

www.cechina.cn2021.09.13阅读 409

  
台达智能制造事业部营销总监杨应龙

  智能制造如燎原之火正在进行!
  广义而论,智能制造有一个宏大的概念,是先进制造技术与新一代信息技术深度融合,贯穿于产品设计、制造、服务全生命周期的各个环节,以及相应系统的优化集成。未来,无论是应对质量、能效、安全的挑战,还是满足大规模个性化定制的需求,都需要建立在智能制造的基础上。
  而在时下工业升级变革的强势导引下控制工程网版权所有中国制造业以建设智能工厂,满足未来人们的个性化生产需求CONTROL ENGINEERING China版权所有,来推行智能制造。
  那究竟要如何建设智能工厂呢?这并非有统一的标准答案。当前,在众多企业的探索下,数字化工厂、无人工厂、黑灯工厂等概念不一而足。同时也涌现出更多的新技术,工业物联网、数字孪生、人工智能等。这些不断发展更迭的新概念、新技术都为工厂的智能化带来了帮助,但同时也让用户无所适从,不知道从何处着手。
  不过,从已经初步建成的智能工厂借鉴经验,或许能找到适合自己的答案。台达,正是这样一家已经在智能制造方向上探索数年,并在自身工厂中不断亲身实践的企业。近日,CONTROL ENGINEERING China专访了台达智能制造事业部营销总监杨应龙先生,就这几年来台达智能工厂建设的成果和经验进行了深入交流,为破解智能工厂建设难题提供“台达经验”。
  智能制造成为台达的DNA
  台达是世界级的工业自动化品牌,自身制造变频器、伺服、PLC人机界面工业机器人以及多种软件等自动化产品,还是知名的电源及元器件生产厂商。目前在全球有8万多名员工,20多个生产基地,是电子制造领域的重要厂商。
  “由于人口红利消失,出现招工难,用工荒,再加上新一轮工业革命来袭,全球产业竞争格局也发生重大调整,为此台达在2016年就启动了智能制造DSM (Delta Smart Manufacturing) 计划,从台达吴江及东莞工厂开始,智能设备、智能产线层层展开,再到智能生产、智能物流等,在2018年初步形成了智能工厂的雏形。”杨应龙介绍说。
  对于智能化升级后的效果,杨应龙以吴江工厂的可编程控制器(PLC)产线为例,完成全面智能化后,产量提升约70%,同时减少约35%的生产使用面积,更将直接人力人均产值提升3至5倍。而更为重要的是,产线的柔性制造能力大大提高。比如这条PLC产线的工单类型总共有200多种,每天需要换线7种以上,而每次换线时间不会超过10分钟,产线会根据不同工单自动调整设备、更换卡具等,部分产品甚至实现了少批量多品种的混线生产。台达吴江工厂也因为智能化的成功升级而成功入选了“2020年度中国标杆智能工厂百强榜”。
  在今年3月30日,台达的“起家厂”桃园一厂完成了产线升级。台达通过与远传、微软及PTC等公司合作,运用5G、工业云以及AR/ VR/ MR等技术,成功打造了变频器智能生产线。该产线共有203个机种,生产模式复杂,每日换线次数多达10次以上,过去造成产线人员非常大的负荷。智能化升级后,所有问题都迎刃而解,除了单线每月产能显著提高,人均产值提升了69%,单位面积产值提升了75%。
  “桃园一厂智能产线的成功,开启了台达智造的新篇章,现在,智能制造已是台达的DNA,将大大加速台达全球近20个厂区的智造升级与转型。”杨应龙对此充满信心。

  智能工厂成功关键:六大步骤与四大架构
  现在看来,台达的智能制造DSM计划无疑是成功的。杨应龙认为,这一方面得益于台达自身就是全球自动化设备大厂,具有已臻成熟的技术和产品可以内部优先实践,而更重要的一方面是,台达以长期耕耘工业自动化的丰富经验,在智能制造实践历程中,探索出了实施智能工厂的通用理论,那就是智能工厂的六大步骤与四大架构。
  “所谓的六大步骤,指的是在智能工厂建设时www.cechina.cn,要遵循简单化/合理化、标准化、模块化、数字化、虚拟化和自动化这六步,这是一个循序渐进的过程,只有做好了上一步的情况下才能做下一步。”杨应龙解释道。
  简单化/合理化是智能制造的一切基础。在产品设计之初,就要避免过度复杂,要考虑以适合自动化设备来生产。在产线工艺流程设计时,也要考虑换线是否容易,是否简单合理。
  标准化是指在智能化的改造之初,要优先对产线的制程和产品进行群组化和标准化分类,而且产品要尽可能选用标准的零组件。
  模块化是指要将产线上的非标设备拆成一个个标准化的模组,再由这些模组来组建不同的生产工艺流程,要确保所有设备功能都能被重复应用,避免过度开发。
  数字化是需要将产品的参数、生产设备的参数进行数字化,并通过数据采集设备把这些数据采集上来,为后面的可视化管理和数据智能分析做准备。
  虚拟化是指在产品设计和生产过程中融入数字孪生的概念,以虚实整合与建模的方式,仿真出最佳的产品规格与生产参数,不但减少错误的设计、降低对硬件环境的依赖与建构成本,同时也为系统间的数据交握打下基础,达到自动化导入与制程持续优化的目的。 
  这里的自动化并不是传统的机器换人的自动化,而是产线设备能够根据生产产品的参数进行自我监控、自我控制、自我调整、自我换线、自我维护和自我预防等功能。
  除了这六个步骤,杨应龙表示,智能工厂的另一成功关键在于智能设备、智能组装、智能物流与智能分析4大架构的整合。
  比如在台达桃园工厂,台达导入RTM设备 (Rapid Transformable Machine),产线可根据工艺流程需求机动更换功能模块,达到一机满足插件、锁螺丝等多重应用。同时也在产线导入虚拟现实(VR)与混合现实技术(MR),可模拟设备实际操作环境,节省实体训练资源与成本,此外,系统可动态指引人员设备保养与校正步骤,在设备异常时,专家可实时通过远程联机排除故障,大幅降低停机时间。另一方面,运用MR来实现智能组装,指引上料、夹具安装以及组装步骤,运用MR、虚拟眼镜、AGV小车等实现工厂里的物流智能化。
  “智造转型的最后一公里是智能分析”,杨应龙进一步说道,“在生产过程中被判定不良的在制品,以AI搭配机器深度学习,取代人眼进行二次复判,可达到近100%的不良筛出率”。此外,通过设备联网与机器视觉收集到的各种生产信息以及影像、图片等数据,可投入不同性质的智能分析,再将分析结果回溯到制程、拟定改善策略,提高产线制程平衡率并达到制程的持续优化。

  为智能工厂建设贡献“台达经验”
  作为工业自动化厂商,台达的产品一直以来在众多机械设备上有广泛应用,而近几年来,台达还整合自动化设备、机台连网、系统软件及大数据分析等控制工程网版权所有,提供自动化、可视化和智能化方案。如今,经过几年成功的自身工厂智能制造实践之后,台达开始将这些宝贵的“台达经验”对外输出。
  “我们也掉过很多坑,走过很多弯路,所以我们希望能把这些经验分享给业界的用户,从智能制造顾问服务开始,然后到设备研发、设备联网,到整个产线整个工厂的智能化,我们甚至可以提供精益生产的咨询顾问服务,这也是台达工厂做得很好的地方。”杨应龙由衷地说。
  事实上,台达从2019年9月提出智能制造服务后,已经陆续承接了一些智能工厂落地项目,包括和国内一大型家电生产企业的智能制造顾问服务,而且目前台达已经为此专门成立了庞大的智能制造团队。
  “不少人的工作都开始与智能制造接轨。杨应龙介绍说,他原来的工作是负责台达工厂的智能制造项目推进,现在则是智能制造事业部的营销总监。“在台达,智能制造团队已经达到1300多人,包括设备的设计工程师、软件开发工程师以及客户服务工程师等,这些人员一方面为台达全球工厂提供服务,一方面也对外提供定制服务。”
  在谈到台达做智能制造服务的优势时,杨应龙表示,台达有两方面的优势。一方面,台达自身有智能制造实践的工厂,客户可以在台达的制造工厂中亲身看到智能工厂究竟是如何建设的,能达到怎样的效果。而另一方面,台达拥有几十年积累下来的领域知识和生产经验,可以把这些知识经验注入到设备或者整个产线上,让这些设备有生命力,能够传承下去,而不是只是完成某个固定动作而已。
  “尽管智能制造对于台达也是一个新的事业www.cechina.cn,但台达还是秉承开放的思维,期许未来持续携手合作伙伴与客户,为智能工厂建设贡献台达经验,共创智能制造的美好愿景。”杨应龙对未来充满信心。
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