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均胜电子智能化升级改造实践

2019/1/17    来源:e-works    作者:e-works整理      
关键字:智能车间案例  e-works年度盘点  智能制造  均胜电子  
本文为“2018年度中国两化融合暨智能制造应用领先暨最佳实践奖”参评案例。本次活动将评选出2018年度,为中国两化融合暨智能制造领域带来突出效益的最佳实践工程,全面介绍企业推进两化融合或者智能制造的步骤、重点与难点、获得效益等,分享建设过程中的经验,供广大制造业行业企业学习供鉴。

一、企业简介

    宁波均胜电子股份有限公司(下称:均胜电子)是一家全球化的汽车零部件优秀供应商,主要致力于智能驾驶系统、汽车安全系统、新能源汽车动力管理系统以及高端汽车功能件总成等的研发与制造。

    均胜电子成立于2004年,是一家年轻的、志存高远的高科技公司,总部位处中国宁波,现有汽车安全、汽车电子和汽车功能件三大事业部,在全球30个国家拥有员工超过60000人。其前身是一家以汽车功能件为主业的零部件企业。2011年至今,公司先后收购了汽车电子公司德国PREH、德国机器人公司IMA、德国QUIN、汽车安全系统全球供应商美国KSS以及日本高田资产(PSAN业务除外)。通过企业创新升级和多次国际并购,公司实现了全球化和转型升级的战略目标。

    均胜电子的宗旨是成为全球优秀汽车生产商可信赖的合作伙伴、汽车安全和智能驾驶领域的创新者与引领者。凭靠先进的创新设计、生产制造、品质管理及优秀服务,均胜电子已成为宝马、奔驰、奥迪、大众、通用、福特、本田和丰田等全球汽车制造商的长期合作伙伴,并屡获保时捷、大众、通用等汽车制造商优秀供应商奖。

宁波均胜电子股份有限公司

图1 宁波均胜电子股份有限公司

二、企业在智能制造方面的现状

    近年来,在智能制造、工业4.0等战略大背景下,均胜电子作为全球化的制造企业,已率先完成了初步的传统制造向智能制造转型。截止2018年,公司已完成虚拟化、SRM、SCM、MES、AGV、立库、WCS、BI、WMS、OA、QAD、爬虫等各项建设,并完成大部分系统之间的有效集成,推动了公司智能化发展。

    在公司顶层设计下,公司IT团队与生产、研发、物流、财务等各大团队一起,合力打造了从订单采集、研发设计、材料采购、生产质检、仓储物流、销售结算、绩效考核的一体化、无缝连接的系统解决方案,打通了从客户管理、供应链与公司内部的全业务链摸索,并已成功的应用于企业中。

    另外,公司在推进智能化制造过程中,对车间及立体仓库进行了整体布局优化,同时成功研制了注塑机及卡扣自动化装配系统、自动装配检测装置、定量供给与自动防错装置、机器人测力及泄漏测试集成自动化装置、自动转盘装配检测装置、工装与设备智能互换装置、注塑机快速换模及模具条码识别监控装置,并配置立体仓库及AGV小车,对生产线及物流系统进行了自动化、智能化改造,极大的提升了工厂生产的自动化和智能化水平,优化了管理流程、减少产线工人和管理人员、同时效率与质量进一步突破,并获得市政府与国家工信部的高度认可,成为中国汽配行业的标杆企业。

三、参评智能制造项目详细情况介绍

    1.项目背景介绍

    传统制造业的价值链构成涉及太多的环节,大多流程结构为一环扣一环,有较长的上下游结构,涉及采购、研发、生产、销售、市场、物流,到售后等多个环节,仅以生产环节来看,就涉及到计划排产、备料、质检等相关环节,每个环节独立构成,自成体系,效率低下,良品率难以保证,且劳动密集,成本高,难以管理。因此,公司决定实施智能化生产改造。

均胜电子智能车间网络

图2 均胜电子智能车间网络

    2.项目实施与应用情况详细介绍

    整体项目涉及数10个分模块,主要在汽车功能件注塑车间、装配车间、烫印车间、仓库实施数字化改造,实现产品设计及开发的过程和数据、研发项目管理、工程变更管理的数字化、系统化,实现生产自动化,生产、质量、设备、环境参数实时反馈,以及供应商供货、生产、成品发运的信息联动;应用计算机辅助设计建立从产品、工艺、设备、检测、操作人员、用户、供应商全过程数字化管理平台;各设备间信息互联、故障及保养、维修智能提醒;厂区物流智能管理;产品质量自动检测及质量预警;各工站岗位自动化分派等。

    1、精益生产

    传统汽车功能件车间大多以手工装配为主,生产效率低;工装自动化程度低,缺少防错功能,测试数据无法存储,需要依赖纸质记录,所以公司从布局入手,采用一个流(OPF)的精益生产布局,实现均衡、准时化生产,减少在制品积压,降低浪费。

精益生产布局

图3 精益生产布局

    2、机器人集成

    对注塑机及卡扣装配工序进行自动化改造,注塑机壳体注塑后,机械手1直接将壳体从模具取出放入卡扣自动装配机,卡扣装配机自动检测到产品后自动将4个卡扣装入壳体,机械手2将装配完成的产品从卡扣装配机移到皮带传送带,实现注塑及卡扣装配一体化、自动化,减少物料搬运周转环节,提供了注塑装配的生产效率,提高了产品质量,并直接减少2名生产人工。

    3、自动装配与自动检测

    采用自动供料技术,实现锥齿轮和密封圈自动上料;应用激光传感器、CCD传感器,通过激光技术及图像处理技术,实现对质量的自动检测及防漏防错;应用智能工装技术,实现快速换线;实现锥齿轮、密封圈自动装配、自动识别风门对错、自动完成风门装配,工序效率提高41%,CT从60S减少到35秒。

    4、定量供给与自动防错

    应用定量供给技术,实现自动涂油;应用激光传感器,通过激光技术,实现对质量的自动检测及零件的防漏防错;实现拨钮与叶片的自动涂油、自动防错和装配,工序效率提高41%,CT从60秒到35秒。

    5、机器人测力及泄漏测试集成自动化单元

    应用压力传感器进行泄漏测试,应用力传感器进行测力,应用系统集成技术,将泄漏测试、测力、打标工序高度集成,通过系统控制,实现测试、打标的自动化,测试合格时系统会自动打印合格标签,同时自动将零件流转到包装工序;测试不合格时,系统会自动将不合格品流转到不良品区,自动将不良品与合格品进行隔离。同时所有测试数据自动存储到系统数据库中,自动生成报表。

    6、自动转盘装配检测单元

    传统的出风口装配采用流水线生产方式,场地占用面积大,场地使用率不高;自动化程度不高,人员众多;工人操作繁琐,生产效率低下,产品质量不稳定。

    通过改善,打破了一直以来传统的流水线作业方式,突破传统工艺,采用高精度转盘集成每个工位,形成集成的自动化装配单元,保证生产工装设备的稳定性,自动化装配检测单元的每个工位都同步工作,不同工位通过转盘连接,而操作员工只需要执行简单的放料动作,其他几道工序在转盘内自动完成,减少了操作员工的等待时间,操作人员也从4人减少到1人,同时也极大的提高了场地的利用效率。

    自动转盘装配检测单元通过网络与服务器联网,操作人员可通过电脑客户端或现场的HMI设备对工作站的参数进行调整,数据自动存储到数据库。

    7、智能工装与设备互换

    应用智能工装技术,不仅实现产品的自动检测,还实现产品的快速换线,同时实现了设备的通用化,降低了设备投资成本,提高了产线的柔性制造能力。

    8、机器人无人化洁净烫印车间

    机器人集成的烫印车间人员节省了一倍,并且由于通过外部传递窗口传递烫印前后产品,不再需要人工操作,车间真正实现了无人化,极大的保证了洁净度,进而提升产品的合格率。

机器人无人化洁净烫印车间

图4 机器人无人化洁净烫印车间

    10、工厂内部智慧物流

    厂区物流的智能化与否也是智能制造的一个重要因素,我司通过整合MES、WMS、QAD、立库、AGV、WCS等设备与系统,有效的将计划、生产、物流、仓储实现全自动化物流操作,规范运输过程方法,降低生产断料、缺料率,降低库存,提高40%的仓库利用率,实现智慧物流。

    11、监控大屏幕

    20组大屏集成的巨屏看板,集成了车间监控,各生产线数据,装配线实时数据,生产设备预警,实时动态参数,立库、AGV等全方位数据,真正做到一目了然。

3.效益分析

    通过本项目公司年新增169万件出风口产能,折合产值1.27亿元,预计年新增销售收入超过1.1亿元、利润1100万元、税收560万元,减少操作及管理人员120名,生产效率提高3%,产品质量PPM值18,原材料和产品库存减少7%,生产成本降低6%。

    项目通过对注塑车间、装配车间、烫印车间以及立体仓库进行整体布局优化,并通过研制了注塑机及卡扣自动化装配系统、自动装配检测装置、定量供给与自动防错装置、机器人测力及泄漏测试集成自动化装置、自动转盘装配检测装置、工装与设备智能互换装置、注塑机快速换模及模具条码识别监控装置,同时配置立体仓库及AGV小车,对生产线及物流系统进行了自动化、智能化改造,极大地提升了工厂生产的自动化和智能化水平,减少了操作人员,提高了生产效率;通过应用传感器及自动控制技术,保证了设备和工艺处于最优状态,实现了生产的防漏防错及产品质量的自动检测,并且产品生产全过程质量可追溯,提高了产品质量水平,降低了产品的不良率;通过精益生产、智能工装及快速换模技术的应用提升了自动化生产线的柔性,提高了设备的通用性,减少了设备的投资,提高了生产换线效率,缩短了生产周期;通过立体仓库、AGV以及仓储管理系统WMS的集成应用,实现了产品、物料的自动配送,提升了物流保障水平,提高了仓库单位面积利用率,实现了工厂内部智能仓储、智慧物流。

    项目通过CRM、PDM、ERP、MES、WMS、SRM等信息系统的集成应用,信息系统与自动化生产及物流系统的集成,传感器、控制器实时采集或通过HMI设备定期输入生产过程数据,建立了企业集成的信息管理平台,实现从订单、计划、物流、生产过程、成品发运到售后服务产品全生命周期全过程数字化管理,以及对从产品数据、工艺、设备、质量、人员到客户、供应商全要素数字化管理。基层作业人员可以通过集成系统进行电子化作业并获得所需的实时作业信息;中层管理人员可通过系统及其各种报表,获取管理所需的信息;高层管理人员可以通过BI商业智能系统获得决策支持信息。

    通过统一、稳定、高效、集成的信息管理平台,公司实现了企业全过程、全要素的信息化管理,通过公司管理流程不断优化、固化,提升了企业管理水平,提高了协同效率,减少重复劳动,提高效率、降低成本,提高公司的治理能力和核心竞争力。

责任编辑:程玥
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