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三、国内网络互连建设方面的情况

智能工厂,工业以太网把各智能设备连接起来协同工作。图:奥迪

如果说汽车智能制造的硬件是自动化设备(如工业机器人、AGV等)的投入数量的话,那么软件就是能让这些自动化设备的工作节拍、物料的投递根据生产的需求,进行联网化控制,协同工作,让工厂能根据市场变化而进行精确生产管理的工业级以太网布局。

在工业以太网和自动化设备之间,起到信息传输和控制作用的是PLC。1968年,PLC在通用汽车公司诞生。

长期以来,PLC 在汽车工业中得到了充分的应用,为各种各样的控制设中国地震网备提供了非常可靠的控制和完全可靠的整体解决方案,满足企业对自动控制的需求,可以方便灵活地进行现场设置监测,监控各种设备的生产参数,同时随着网络技术的发展,引发了控制领域深刻的技术变革,控制系统结构向网络化方向发展。

2001年11月,Profibus成为第一个进入中国的现场总线标准,此后,各种总线标准进入中国汽车制造业。

现场总线技术打破了传统工业自动化孤岛,以现场总线技术构建的工业以太网使整个厂区按生产节点有机地构成一个远程监控网络。

最先在工厂内部构建工业以太网的汽车企业还是合资企业。

如2002年,广汽本田采用罗克韦尔的工业以太网设备,根据厂区的实际能量需求实现自动控制和经济运行,达到节约能源和减轻工作人员的劳动程度的目的,并且提供历史数据、报警数据的管理和打印,通过厂区企业信息管理以太网,将现场数据及汇总数据接入到企业内部的ERP系统中。

自主品牌汽车企业在生产线上实施网络互连建设起步较晚,基本是在委托第三方进行自动化生产线建设时,由第三方选择工业网络互连方案和实施建设。

如2007年,奇瑞汽车在车身焊接生产线建设时,委托意大利柯马公司进行设计和制造,柯马公司采用Profibus总线构建了工业以太网,实现了车间管理系统主机和控制PLC之间的通讯。

近几年来,总线技术和工业以太网在整车生产厂得到了普及应用,各大整车企业的新建工厂都使用了工业以太网技术。

例如,广汽本田2014年新建第三工厂,实施CC-LINK IE总线,基本实现车间数据的互联互通。上汽通用凯迪拉克金桥工厂和武汉二期工厂都是通用全球体系中首批全面应用工业级全以太网络系统的智能工厂。

通过工业级以太网的控制,可以根据市场对凯迪拉克车型的订单,来决定每天对车身车间投递多少板材来冲压钣金件,AGC物流机器人则根据冲压件的数量来决定运输的速率和数量到焊接生产线,而焊接机器人则根据运送物料的多少来决定焊接的时间。

根据网络互联建设成熟度层级划分,目前国内汽车整车生产企业基本实现了第三层级,有部分企业实现了第四层级,从车间到企业基于网络互联实现了纵向集成。

表 网络互联建设水平成熟度层级

国内的合资和独资汽车零部件在网络互联建设方面比较重视,大体和国内整车水平相当,国内自主品牌零部件企业网络建设水平,较好的可达到第三层级,处于第二层级的为大多数,仍然有企业处在第一层级。

国内关键汽车零部件企业新建的工厂现场设备控制器、设备单元、人机界面、上位监控PC可通过以太网、现场总线构成完整的设备网络实现设备的监控及快速通讯。

例如,某国内大型柴油发动机生产企业,生产车间电气控制系统采用PLC+现场总线控制方式,整条线上分段设置总控制柜,通过PLC及PROFIBUS(或PROFINET)总线,集中控制线上的工位输送及转台回转。

发动机零部件生产线上配备RFID读写设备,通过总装一线的信息计算机与MES系统联网,将装配计划下达到总装一线,总装一线按生产计划及上线情况,以RFID为中间存储介质,执行上线、打印发动机编号,记录各发动机在总装一线上的生产、质量、产量等信息等。

主控PLC通过以太网与管理计算机建立连接,进行实时的数据交换,可实现机型、物流、生产质量状态的监控数据的上传。

在该企业的发动机总装工厂,采用一台工业控制计算机进行现场信息管理:通过以太网接收管理层(MES双赢7567网站手机版-国内轿车制作数字化开展状况(三)|AP轿车制作)下传的已分解的生产计划,指导上线,上传计划完成的情况,实行生产计划的管理。

主控PLC与信息PC实时通讯,信息PC与MES数据交换采用OPC SERVER模式,实现MES下传计划到主控PLC,主控PLC的装配信息上传到MES系统。

信息PC数据存储内容包括发动机数据双赢7567网站手机版-国内轿车制作数字化开展状况(三)|AP轿车制作:对每一工位,PLC都会向信息双赢7567网站手机版-国内轿车制作数字化开展状况(三)|AP轿车制作系统提供其所需的各类信息,信息系统收集所装配的每台发动机的数据,其基本参数有:发动机型号、发动机编号、开始装配时间、装配结束时间、每个工位的装配状态及返修记录。还记录所有的装配工艺数据:包括所有自动工位及半自动工位的过程数据、电动拧紧工具的数据。

由此可见,该企业的网络互联建设正在从第三层级向第四层级转变。这正反映了国内汽车零部件企业数字化制造发展的现状和趋势。

来源于微信公众号:汽车制造AP