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产品与机器通信?德国西门子的智能制造实践

2016-03-07 15:57:36来源:互联网

[摘要] 想知道今后几年制造业将发生什么样的变化?那就来看看位于德国安贝格的西门子电子工厂吧。在这里,产品已经在与生产机器进行通信,IT系统负责控制和优化所有工艺流程,以保证尽可能降低缺陷率。

  想知道今后几年制造业将发生什么样的变化?那就来看看位于德国安贝格的西门子电子工厂吧。在这里,产品已经在与生产机器进行通信,IT系统负责控制和优化所有工艺流程,以保证尽可能降低缺陷率。

    西门子电子工厂是一个清洁、无菌的环境。要在这里找到一粒灰尘,无异于大海捞针。员工身着蓝色工服,悄然无息地走在一尘不染的蓝白相间大理石花纹的PVC地板上。齐胸高的灰蓝色机柜排成一行。安置其间的显示器上,数据洪流仿佛瀑布一般倾泻而下。指示灯闪烁着红光和绿光,整个车间沉浸在长长的一排排卤素灯发出的明亮而又冰冷的光芒中。透过几扇上接天花板、下连地板的缝隙状窗户,照进缕缕阳光。这阳光宣告着春天终于姗姗来临。装配线上传来劈啪声,叉车发出嗡嗡声,空气控制阀嘶嘶作响。这个乍看之下如同医院手术室一样整洁的地方,其实是西门子安贝格电子工厂(德文缩写:EWA)的生产车间。西门子创建于1989年的这座工厂并不治疗患者,而是生产Simatic可编程逻辑控制器(PLC)。这种器件可用于自动化机器和设备,以节省时间和金钱,同时提高产品质量。它们可以控制上山吊椅和邮轮的船载系统,以及从汽车制造业到制药业等各行各业的工业生产过程。西门子是全球领先的PLC供应商,EWA是西门子堪称典范的PLC生产厂。其生产合格率高达99.9988%,一系列测试台可以检测出所发生的为数不多的缺陷。EWA负责人Karl-Heinz Büttner教授表示:“据我所知,世界上还没有哪家同类工厂具备如此之低的缺陷率。”这座工厂每年可生产1200万件Simatic产品。按每年230个工作日计算,这意味着EWA每秒钟可生产出一个控制单元。生产自动化程度很高。整个生产过程中,机器和计算机自行处理75%的工作量;其余部分则由工人来完成。只有生产过程的开头部分,即员工将初始组件(裸电路板)放置到生产线上的环节,是人工执行的。此后的一切操作都是自动进行。值得一提的是,正是Simatic单元在控制Simatic单元的生产。从开始生产一直到发运,整个生产过程总共使用了1000个这样的控制装置。每天,上千台扫描仪将从单件产品上采集约5000万条生产过程数据。全球逾6万客户。在生产过程的起点,传送带将裸电路板输送至印刷机,后者采用照相平版印刷术,涂上无铅焊膏。接下来,贴装头将诸如电阻器、电容器和微芯片等单个元件贴装到电路板上。速度最快的生产线每小时可以贴装25万颗元件——这个过程是由Simatic单元控制的。当焊装过程完成后,印刷电路板将被送至一个光学测试系统,在这里,一个摄像头将检查所焊接元件的位置,同时,一台X光机则检查焊接点的质量。接着,每一张印刷电路板都被安装到一个外壳中。然后,再次执行测试,并运送至位于纽伦堡的交付中心。从这里,这些PLC将被发运给遍布全球的超过6万客户。其中20%左右是运往中国;其余则主要销售给德国、美国和意大利的客户。尽管安贝格工厂的生产过程实现了高度自动化,但最终的决策者依然是人。譬如,现年26岁的Johannes Zenger负责监管对贴装完毕的电路板进行检测的测试台,尽管他并不亲自对元件和电路进行测试。他说:“我在计算机上工作。”与他的同事一样,Zenger可以在他的工作台上监视整个生产过程。这是因为每一张电路板都有其独一无二的条码,通过这个条码,它们可以与生产机器进行通信。1000多台扫描仪将实时记录每一道生产工序以及诸如焊接温度、贴装数据和测试结果等详细产品信息。在此过程中,Simatic IT生产执行系统每天将生成并储存约5000万条生产过程信息。Büttner解释道:“简而言之,我们可以细致入微地观察每一件产品的生命周期。”软件定义了所有生产过程和指令,因此可以从始至终记录和控制生产。这个系统也与研发部门紧密联网。NX和Teamcenter——二者均为西门子PLM软件解决方案——直接为生产过程提供最新Simatic更新软件。由于安贝格工厂生产了上千种不同产品,因此与工厂的研发部门密切合作至关重要。现在,西门子安贝格工厂的产品质量比25年前提高了40倍还多。

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[责任编辑:黄文凤]

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