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電子行業實現數字化智能工廠的升級思路

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發表時間:2019-12-23 09:41作者:德誠智能制造網址:http://www.danobokj.com

電子行業數字化智能工廠的建設過程中遇到的最大難點就是產品身份的數字化問題。智能工廠內,整個生產過程中,無論元件、半成品還是待交付的產品,均有各自編碼,在制品一旦在自動化生產線啟動生產之后,可全程自動確定每道工序。


生產的每個流程,包括焊接、裝配測試或物流包裝等,一切過程數據和質量數據都被系統自動采集記錄,以供追溯和數字化集成。更重要的是,在柔性裝配測試流水線上,根據工單信息,可自動裝配不同元件,流水生產出各具特性的產品,這一切都依賴于所有信息的數字化,這是智能工廠建設的基礎。


為了準確收集生產過程的數據,可編程控制器系列每一個產品都有自己的“身份證”。為此,需要在產品生產加工的第一道工序就為每一個產品的PCB電路板鐳刻條碼。


由于有大量各種各樣的老產品,其PCB電路板內條碼粘貼的位置只有一個,且在PCB內完全是隨機的,有的位于Top面,有的位于Bottom面,位置均不固定,這樣就導致產品在生產過程中的自動識別將會非常困難。產品識別困難對后續所有生產工序都會造成致命影響,并將嚴重影響生產的效率,甚至對智能工廠整個建設造成嚴重阻礙。


為解決上述問題,并與ERP系統和現有產品體系保持兼容,通過增加另一種條碼,即PCB模板上刻印兩種規格的DM碼:


(1)一種是PCB板內的4mm×4mm DM碼,稱為板內SN碼。這個條碼在現有條碼的基礎上進行改進,一方面與原有條碼保持兼容性,另一方面將原來的一維碼改為現在的二維碼,提高條碼的可識別性。


(2)新增一種:工藝邊上的6mm×3mm DM碼,稱為板邊SN碼。因此,解決的思路是修改PCB設計規范,完善產品設計準則,使之滿足智能工廠產品識別的要求。


電子行業智能工廠經過“精益化、自動化、數字化、智能化”的智能制造綜合建設,覆蓋了產品從研發設計到生產制造的全過程,優化了產品制造過程信息的傳遞過程,實現了ERP系統、PDM系統、MES系統、WMS系統、SCADA系統、PCBA柔性生產線系統、自動柔性裝配測試生產線系統、物流控制系統等縱向層次之間的數字化信息集成,形成制造決策、執行和控制等信息流的閉環。


提高了生產線的智能化水平和生產過程管控與優化的能力,提高了產品質量的管控能力,及時發現并處理質量問題,杜絕因質量缺陷流入下道工縮短了制造周期,降低了生產成本,實現了多品種、小批量、多批次的用戶定制化制造。


電子行業智能工廠的組成主要包括以下內容:

(1)PLC自動化柔性生產線。主要由PCBA自動化生產線、自動化裝配測試線、智能電子看板和自動化物流倉儲系統等四部分組成。


自動化PCBA生產線。主要包括自動上/下板機、焊膏印刷機、高速貼片、回流焊、AOI、波峰焊機等標準的電子產品SMT和THT生產工藝設備,這部分設備具備網絡數據通訊接口,具備設備運行參數遠程整定的能力,可以接受來自產品數據平臺的生產數據,同時具備設備運行狀態采集功能,可以向SCADA系統提供實時運行數據。


自動化柔性裝配測試線。采用PLC、MC、智能傳感器等智能化生產設備實現PLC產品生產過程的控制和檢測,正確、及時地執行來自生產執行層的控制指令,達成生產計劃目標;同時獲取制造裝備狀態、生產過程進度以及質量參數控制的第一手信息,并傳遞給生產執行層,實現制造過程透明化,為敏捷決策提供依據。


智能電子看板。采用可視化技術,實現對生產狀態的實時掌控,快速處理生產過程中常見的延期交貨、物料短缺、設備故障、人員缺勤等各種異常情形,解決制造過程中的各類異常,保證生產有序進行。


自動化物流倉儲系統。主要包括物料識別系統、貨位管理系統、自動分揀系統、物料傳輸系統,以及立體倉庫和AGV系統等部分。


(2)車間制造執行系統MES。主要包括生產過程管理、計劃管理、質量管理、設備管理、能源管控等功能。這是車間執行業務邏輯的關鍵環節,承上啟下打通ERP到操作層的業務邏輯處理,實現智能化管理。


(3)企業資源計劃ERP。ERP系統是一個基于客戶機/服務機架構的開放的、集成的企業資源計劃系統。其功能覆蓋與PLC生產制造和銷售相關的供應鏈管理、訂單管理、生產計劃、庫存管理等方面。


(4)產品數據平臺:采用配置管理數據庫系統管理電子CAD系統生成的BOM與PCBA數據、機械CAD生成的三維產品信息和裝配數據等,實現版本控制并按照生產計劃的要求及時、準確地向生產線發放生產數據。


智能制造是制造業發展的趨勢,也是中國未來的產業升級之路。以自動控制系統產品為代表的智能裝備是我國制造業升級的關鍵設備,通過“智能工廠”的建設,不但可以有效降低和利時自主產品的制造成本,穩定產品質量,降低庫存,提高國產控制系統產品的市場競爭力。而且可以作為制造業智能工廠解決方案的典型案例在中國制造業推廣應用,推進中國制造強國戰略的落地實施,提升中國制造業的國際競爭力。


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