Op het gebied van automatisering van consumentenproducten, worden automatische kartonnen machines, als belangrijke apparatuur, aan het einde van de productielijn, momenteel geconfronteerd met twee belangrijke tegenstrijdigheden: enerzijds worden bestellingen aan de ene kant, vanwege de snelle veranderingen in de marktvraag, steeds meer verspreid en worden de soorten productspecificaties die moeten worden verpakt ook sterk. Een farmaceutisch bedrijf had bijvoorbeeld oorspronkelijk slechts 5 soorten verpakkingsdozen, maar moet nu omgaan met 32 verschillende specificaties, wat resulteert in een toename van meer dan vijf keer in de werklast van omschakeling en aanpassing van apparatuur; Aan de andere kant is de efficiëntie van de operatie van apparatuur niet aan de verwachtingen en de algehele efficiëntie van traditionele modellen is meestal slechts 65% tot 75%, waarvan onverwachte downtime ongeveer 20% van de totale werkuren kan uitmaken, wat een directe invloed heeft op de productiekosten. Volgens statistieken van voedselbedrijven zal elk uur downtime van apparatuur een verlies van ongeveer 10, 000 yuan veroorzaken, en elke toename van 1 procentpunt in productdefectpercentage zal de jaarlijkse winst met bijna 10%verminderen.
Als reactie op deze pijnpunten moet apparatuuroptimalisatie een systematische verbetering in drie belangrijke indicatoren bereiken: ten eerste moet het effectieve gebruikssnelheid van apparatuur worden verhoogd tot meer dan 95%, en niet -geplande downtime moet binnen 5%worden geregeld; Ten tweede moet de soepelheid van de werking snelheidsverliezen elimineren, zoals stationaire transportbanden of nutteloze werk van robotachtige armen; Ten slotte moet het productcompliantiepercentage worden verlaagd van de oorspronkelijke 3%-5%tot minder dan 0. 5%. Het gehele verbeteringsraamwerk kan worden opgevat als een gesloten lus van drie links: het opzetten van een voorbehoudsonderhoudsmechanisme om de kans op falen te verminderen, vervolgens het aanpassen van parameters in realtime aan te passen aan de huidige werkomstandigheden en uiteindelijk het combineren van personeelsbewerkingen om de responstijd van noodsituaties te verkorten. Kortom, het is noodzakelijk om problemen te voorkomen, dynamisch aan te passen en samen te werken tussen mensen en machines.
2. Verbetering van de mechanische structuur: verbetering van de stabiliteit en snelheid van de werking
Uit het daadwerkelijke toepassingsscenario zijn er duidelijke verliezen in het transmissiesysteem van veel apparaten tijdens de werking. Er is bijvoorbeeld een opening tussen de versnellingen, dus het foutbereik dat wordt gegenereerd tijdens het transmissieproces is ongeveer {{0}}. 2 tot 0,5 mm. Een ander voorbeeld is het probleem van riemslippen, dat vaak snelheidsschommelingen van meer dan 5%veroorzaakt. In termen van modulair ontwerp vereist elke verandering van de traditionele mechanische structuur 6 tot 8 uur debuggen. Een dergelijke lange voorbereidingstijd zal ertoe leiden dat de apparatuurcapaciteit niet volledig wordt gebruikt.
Bij de selectie van verbeteringsplannen is Material Upgrade een meer directe doorbraak. Nadat een dagelijkse chemische fabriek bijvoorbeeld het materiaal van de transmissieas had vervangen door aluminiumlegering, werd het gewicht verminderd met ongeveer 4 0% vergeleken met het origineel, en de responssnelheid werd met een kwart verhoogd. Nu zijn er ook bedrijven die composietmaterialen van koolstofvezel proberen te gebruiken voor robotarmverbindingen, en de grijpnauwkeurigheid kan worden gecontroleerd binnen het bereik van ± 0. 1 mm. In termen van dynamische belastingaanpassing is de oplossing van de servomotor met elastische koppeling relatief typisch. Simpel gezegd, de belastingsconditie wordt op elk moment door de koppelsensor bewaakt en het uitgangsvermogen wordt dynamisch aangepast, zodat de impactkracht kan worden verminderd met 6 {0%. Na een fabriek die elektronische producten maakt die magnetische lagers worden gebruikt, werd de trillingswaarde van de apparatuur met hoge snelheid verlaagd van 0,8 mm per seconde tot 0,2 mm per seconde.
Voor situaties waarin frequente modelwijzigingen vereist zijn, is gestandaardiseerd interface -ontwerp een haalbaar idee. Via pneumatische Quick-Connect-connectoren en vooraf verbonden elektrische modules kan de modelveranderingstijd worden gecomprimeerd tot minder dan twee uur. Nu zullen sommige bedrijven eerst een virtueel model in de computer bouwen om parameters te debuggen en vervolgens de configuratieparameters direct in de echte machine te importeren voor gebruik. Er is een geval van een farmaceutisch bedrijf dat als referentie kan worden gebruikt. Ze hebben de traditionele versnellingsbak vervangen door een Direct Drive -methode van de SERVO -motor, waardoor de tussenliggende transmissieverkoping wordt geëlimineerd. Als gevolg hiervan nam de laadsnelheid van het doos toe van 120 dozen per minuut tot 156 dozen, en het aantal versnellingsbakstoringen daalde van 18 keer per jaar tot 3 keer.
3. Optimalisatie van het laadproces van het doos: het verminderen van materiaalblokkering en doosjamfout
Bij het analyseren van specifieke problemen werd vastgesteld dat de meer gebruikelijke situatie is dat er defecten zijn bij het ontwerp van het materiaaltransmissiepad. Als de draairadius van de verpakkingsdoos bijvoorbeeld te klein is (bijvoorbeeld minder dan 3 keer de lengte van het materiaal), zal de mogelijkheid van jammen aanzienlijk toenemen. Een ander ding om op te letten is de hoekregeling van het vouwproces. Wanneer de afwijking ongeveer 2 graden overschrijdt, zal deze in principe leiden tot het probleem van losse afdichting.
Voor deze situaties kan het idee van gesegmenteerde verwerking worden gebruikt: eerst is een bufferstructuur geïnstalleerd in het gebied van de transportband. Een gesegmenteerd transportbandontwerp dat door een snackfabriek is aangenomen, is bijvoorbeeld elk transportsectie uitgerust met een onafhankelijke motoraandrijving. Deze oplossing kan de kans op materiaalaccumulatie verminderen tot minder dan 2%. De tweede is de verbetering van de kwaliteitsinspectielink, zoals het gebruik van een camera om te detecteren met een pneumatisch apparaat. Wanneer de papieren doos is gebleken, wordt deze onmiddellijk opgeblazen met een nauwkeurigheid van meer dan 99%.
In termen van parameteraanpassing is het noodzakelijk om aandacht te schenken aan de coördinatie tussen apparatuur, zoals de snelheidscoördinatieoplossing, dat wil zeggen dat de transmissiesnelheid automatisch wordt aangepast via het PLC -besturingssysteem om ervoor te zorgen dat het tijdsverschil tussen het ontvouwen van de papieren doos en het materiaal duwen niet groter is dan 0. 1 seconden. Er is ook een automatische correctiefunctie voor de vouwhoek, die in realtime wordt aangepast aan de gegevens van de druksensor, zodat het gekwalificeerde tarief kan worden verhoogd van ongeveer 90% naar bijna 99%.
In de werkelijke toepassing bleek uit een zuivelfabriek dat na het optimaliseren van de boog van het transmissiepad en het installeren van een kwaliteitsinspectiesysteem dat het scherm bewaakt, de storingen van de kaartbox met meer dan 80%werden verminderd en de productie-efficiëntie werd verhoogd met ongeveer één fift
4. Parameter Precisie-aanpassing: van ervaringen aangedreven naar gegevensgestuurd
Ten eerste moeten we uitzoeken welke parameters bijzonder kritisch zijn. De parameter van de hardloopsnelheid van de transportband bijvoorbeeld. Experimentele gegevens tonen aan dat wanneer de snelheid fluctueert met meer dan 5%, de kans op materiaalafwijking zal verdrievoudigen. Een ander voorbeeld is de kracht van de robotarm om dingen te pakken. Als de sterkte -fout groter is dan 10%, kan deze het pakket mogelijk niet pakken, of integendeel, het kan markeringen op het oppervlak van het product drukken.
In termen van foutopsporingsmethoden kunnen de meer effectieve kunnen worden onderverdeeld in twee categorieën. De eerste categorie is het gebruik van experimentele ontwerpmethode, zoals het gebruik van L9, een drie-niveaus orthogonale tabel met vier niveaus, om permutaties en combinaties te maken, en de verschillende versnellingen van parameters zoals transportbandsnelheid en robotarmsterkte te rangschikken. Een elektronische fabriek vond de optimale parametercombinatie via deze methode, zoals het beste effect wanneer de transportband wordt aangepast aan 1,2 m\/s en de robotarmsterkte wordt geregeld op 15 Newton. Het voordeel van deze methode is dat het de foutopsporingscyclus kan comprimeren die oorspronkelijk een maand tot ongeveer een week vereiste.
Het tweede type realtime besturingsmethode is voornamelijk afhankelijk van sensoren en algoritmen. Door bijvoorbeeld een druksensor op de mechanische klauw te installeren en te combineren met het PID -besturingsalgoritme, verminderde een farmaceutisch bedrijf de krachtfluctuatie van de oorspronkelijke 3 Newton -fout tot 0. 5 Newton. Een ander voorbeeld is het gebruik van een visueel systeem als een gids en het combineren van beeldherkenningstechnologie om de afwijking dynamisch te corrigeren. In werkelijke tests bleek dat de positioneringsnauwkeurigheid plus of min 0 kan bereiken. 3 mm.
Nu zijn veel bedrijven begonnen met het gebruik van virtuele simulatieplatforms om te helpen bij foutopsporing. Simpel gezegd, het is om een virtuele fabriek in de computer te bouwen en de veranderingen in de productie -efficiëntie te observeren door parameters te wijzigen. Een productiebedrijf gebruikte deze methode om de foutopsporingstijd met 60%te verminderen en de bijbehorende verificatiekosten werden ook met bijna de helft verlaagd. Wat vooral interessant is, is dat dit digitale model ook enkele extreme parametercombinaties kan simuleren die niet in werkelijkheid worden geprobeerd om nonchalant te worden geprobeerd, waardoor ingenieurs meer mogelijkheden bieden.
V. Preventief onderhoud: van passief onderhoud tot actief gezondheidsbeheer
1. Traditionele onderhoudspijnpunten
· Overmatig onderhoud is gebruikelijk: sommige fabrieken moeten bijvoorbeeld elke maand regelmatig onderhoud doen, waardoor ongeveer 30% van de lagers wordt vervangen voordat hun levensduur is verlopen. Dit kan meer dan 500, 000 yuan in afval veroorzaken;
· Plotselinge storingen veroorzaakt door gemiste inspecties: volgens statistieken wordt ongeveer 60% van de fouten van apparatuur daadwerkelijk veroorzaakt door vroege slijtage die niet in de tijd werd gedetecteerd. Dit is als een arts die niet de vroege tekenen van laesies op röntgenfoto's ziet, en wanneer de patiënt symptomen vertoont, is de beste tijd voor behandeling vaak gemist.
2. Upgrade van het onderhoudssysteem
· In termen van conditie -monitoringtechnologie: trillingssensoren worden nu voornamelijk gebruikt in combinatie met spectrumanalysetechnologie (dat wil zeggen FFT -analyse). Een dagelijks chemisch bedrijf heeft bijvoorbeeld deze methode gebruikt om de abnormale slijtagekarakteristieken van de versnellingsbak twee weken van tevoren te ontdekken; Er zijn ook methoden zoals infrarood thermische beeldvorming. Wanneer de motor wordt overbelast, gaat deze meestal gepaard met een abnormale temperatuurstijging van 8-12 graad en het systeem zal automatisch een onderhoudsalarm activeren.
· Over conditie-gebaseerd onderhoud (CBM): veel bedrijven bouwen nu apparatuur indexmodellen, die meer dan tien parameters kunnen integreren, zoals trillingsgegevens, temperatuurveranderingen, huidige fluctuaties, enz., En dynamisch berekenen welke apparatuur prioriteitsonderhoud nodig heeft. Tegelijkertijd zal het ook worden gekoppeld aan het inventarisatiesysteem van de reserveonderdelen. Volgens de voorspellingsresultaten kunnen de belangrijkste onderdelen bijvoorbeeld drie dagen van tevoren worden opgesteld, zodat de omzet van de reserveonderdelen voorraadomzet met ongeveer 40%wordt verhoogd.
Personeelsempowerment: van operators tot efficiëntieverbeteringspartners
1. Analyse van de huidige status van personeelsmogelijkheden
· Tekorting van vaardigheden: op dit moment blijven operators voornamelijk op het basisbedieningsniveau, zoals apparatuur Start en STOP, bijvoorbeeld, ze hebben geen diep inzicht in de operationele logica achter de parameters;
· Reactiemechanisme: bij het tegenkomen van abnormale situaties moeten ze vaak wachten tot ingenieurs ondersteuning op afstand bieden. In het bijzonder duurt het gemiddeld meer dan 40 minuten om het probleem op te lossen.
Capaciteitstrainingsplan
Vaardigheidstraining:
· VR Simulation Training System: door operators toe te staan herhaaldelijk te oefenen met het omgaan met verschillende scenario's voor het falen van apparatuur in een virtuele omgeving, zijn werknemers op de auto -assemblagelijn bijvoorbeeld op deze manier getraind, en de snelheid van het identificeren van transportbandjams is 3 keer toegenomen;
· Visualisatie van het werkproces: Na het omzetten van experimentele gegevens in werkinginstructies met pictogrammen, toont het toepassingsgeval van een chemische fabriek aan dat de nauwkeurigheid van operators die reactorparameters aanpassen, is toegenomen van meer dan 60% naar meer dan 90%.
Incentive mechanisme niveau:
· Prestatieverbeteringsprijs: bijvoorbeeld een elektronische fabriek heeft een maandelijkse bonuspool opgezet en het team wordt beloond 5, 000 yuan voor elke toename van 1 procentpunt in productielijnefficiëntie;
· Modus voor samenwerking op de samenwerking: wanneer operators AR -bril dragen om op afstand samen te werken met ingenieurs, werd de tijd om de laatste oververhittingfout op te lossen van twee uur tot 25 minuten ingekort.
Conclusie: het bouwen van een gesloten lus van full-link efficiëntie-optimalisatie
Over het algemeen vereist het vormen van een volledige gesloten lus van efficiëntieverbetering multidimensionale samenwerking. Wat de aanpassing van de apparatuur bijvoorbeeld betreft, kan het wijzigen van de transportbandenlagers de kans dat de apparatuur met 20% tot 30% stort, verminderen (ongeveer 20% -40% verlaging van het faalpercentage). Procesoptimalisatie verwijst voornamelijk naar realtime monitoring van de snelheid van de assemblagelijn en de dynamische aanpassing van de bedrijfsparameters, die ongeveer 15% kunnen besparen op een kwart van materiaalafval. In termen van personeelstraining is een typisch voorbeeld het organiseren van ervaring met het delen van ervaringen voor oude meesters om nieuwkomers te leiden. Door dit type training kan de operationele efficiëntie meestal worden verbeterd met meer dan 10 procentpunten. Drie belangrijke punten kunnen worden overwogen voor latere ontwikkelingsrichtingen: installeer eerst netwerkmodules op de apparatuur om intelligent beheer te bereiken. De verpakkingsmachine zal bijvoorbeeld automatisch de temperatuurparameters aanpassen op basis van de gegevens van de afgelopen drie maanden. De tweede is om Edge Computing Boxes naast de apparatuur te implementeren. Deze oplossing kan 90% van de fouten lokaal diagnosticeren en corrigeren, en de responssnelheid is verschillende orden van grootte sneller dan wolkenverwerking. Wat nog belangrijker is, het is om een zelf-evoluerend systeem op te zetten, waardoor machines werkparameters kunnen optimaliseren door continu leren, net zoals mensen ervaring ophopen en geleidelijk autonome besluitvorming bereiken, en evolueren naar een intelligent productiemodel van "zelf-perceratieproblemen, zelfaanpassingsinstellingen en zelfuitvoerende plannen."