開啟三菱電機(jī)名古屋制作所可兒工廠探秘之旅
2018-7-18 來源： 三菱電機(jī) 作者：--
今天，要帶大家認(rèn)識一位久聞其聲，難見其形的超級“制造大咖”——三菱電機(jī)名古屋制作所可兒工廠！
可兒工廠有簡潔的外貌、內(nèi)斂的品性，是業(yè)內(nèi)最早將機(jī)器人引入單元化生產(chǎn)體制的自動化工廠，也是最早把e-F@ctory智能制造方案付諸實(shí)踐的數(shù)字化工廠，更是采用大數(shù)據(jù)、AI、云計算等前沿科技助推生產(chǎn)制造的智能化工廠。
究竟是怎樣的基因，才造就了可兒工廠如此強(qiáng)悍的“進(jìn)化”能力？
先定位：日本岐阜縣可兒市
貼標(biāo)簽：三菱電機(jī)電磁開關(guān)的制造基地，該廠生產(chǎn)的電磁開關(guān)主要用于馬達(dá)負(fù)載等啟動、停止以及過負(fù)載保護(hù)（燒壞保護(hù)）用途。
劃重點(diǎn)：
1.通過單元化生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)可靈活換產(chǎn)的多批次小批量生產(chǎn)；
2.通過機(jī)器人的應(yīng)用，提高質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)高運(yùn)轉(zhuǎn)率；
3.利用三菱FA總解決方案實(shí)現(xiàn)制造的靈活適應(yīng)。
解密：如何實(shí)現(xiàn)少量多樣產(chǎn)線的快速更換？
步驟1：全自動生產(chǎn)線保證生產(chǎn)效率
眾所周知，電磁開關(guān)是一種需要大量生產(chǎn)的產(chǎn)品，為了實(shí)現(xiàn)大量生產(chǎn)，可兒工廠建成了全自動的生產(chǎn)線。但是，全自動的生產(chǎn)線雖然能夠通過持續(xù)流出同一產(chǎn)品，提高生產(chǎn)率，但它的缺點(diǎn)是換產(chǎn)需要花費(fèi)大量時間，若要生產(chǎn)多種品種，生產(chǎn)效率反而會下降。那么，電磁開關(guān)因線圈種類等不同而產(chǎn)生很多品種，有沒有能夠根據(jù)交貨期隨時切換生產(chǎn)品種的靈活生產(chǎn)方式？
步驟2：人工單元化生產(chǎn)方式實(shí)現(xiàn)少量換產(chǎn)
以少量換產(chǎn)實(shí)現(xiàn)多品種生產(chǎn)的方法之一是人工單元化生產(chǎn)方式。但是，客戶對低壓電磁開關(guān)產(chǎn)品的訂購特別大，依賴人工作業(yè)的單元化生產(chǎn)恐怕無法確保充分的生產(chǎn)量。那么，對于電磁開關(guān)的生產(chǎn)而言，有沒有一種即使重復(fù)換產(chǎn)也能夠維持與全自動生產(chǎn)線相匹配生產(chǎn)能力的設(shè)備？
步驟3：建立“機(jī)器人單元化生產(chǎn)系統(tǒng)”
可兒工廠在電磁開關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)中引進(jìn)了“機(jī)器人單元化生產(chǎn)系統(tǒng)”，機(jī)器人和單元化生產(chǎn)組合所帶來的巨大效果之一就是可以有效提高交貨期遵守率。在插入活動觸頭、插入固定觸頭、組裝后蓋板、緊固端子螺絲、插入端子罩、試驗(yàn)這6道工序中，使用機(jī)器人和各種FA設(shè)備。“由于換產(chǎn)幾乎不需要花費(fèi)時間和人力，因此不僅可以輕松實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)，而且還能夠根據(jù)交貨期靈活地生產(chǎn)”(可兒工廠工作課長市原正博)。由于組裝本身已利用機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了自動化，因此單元化生產(chǎn)弱點(diǎn)的生產(chǎn)效率問題也得到了解決。
解密：如何發(fā)揮機(jī)器人的最大效用？
步驟1：從自動化終端向智能終端進(jìn)階
機(jī)器人采用了工業(yè)機(jī)器人“MELFA”的最新機(jī)型類“MELFA FR系列”。該機(jī)器人不僅在追蹤功能、精度功能、垂直柔順功能等方面進(jìn)行了強(qiáng)化，還提高了與力覺傳感器、三維視覺傳感器、二維視覺傳感器、干涉回避、協(xié)調(diào)控制和多功能抓手等智能化技術(shù)的結(jié)合力度。
在機(jī)器人控制器中增設(shè)的MELFA Smart Plus卡，能夠提供機(jī)器人機(jī)構(gòu)溫度補(bǔ)償功能、校準(zhǔn)支持功能以及附加軸協(xié)調(diào)控制功能，可進(jìn)行離線示教、單元復(fù)制，從而實(shí)現(xiàn)主單元與各單元間的協(xié)調(diào)運(yùn)用。
步驟2：從機(jī)器替代到人機(jī)協(xié)作
調(diào)試更加便捷。在傳統(tǒng)的全自動生產(chǎn)線中，設(shè)備停止時維護(hù)人員需要前往現(xiàn)場，使用示教盒進(jìn)行機(jī)器人的動作確認(rèn)和恢復(fù)操作。與此相對，機(jī)器人單元可以通過現(xiàn)場的GOT (圖形操作終端)進(jìn)行恢復(fù)作業(yè)。在設(shè)備“驟停”時可以減輕從停止?fàn)顟B(tài)到重新開始作業(yè)所花費(fèi)的時間和人力，進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率。
減少作業(yè)空間。在全自動生產(chǎn)線中，除了又大又長的生產(chǎn)線外，零部件的保管庫也占用了巨大的空間。而機(jī)器人單元是將設(shè)備集中在一個較小的空間內(nèi)，因此所需空間只占到原來的三分之一，使單位面積的生產(chǎn)效率得到了提高。
提升安全等級。MELFA FR系列機(jī)器人具備強(qiáng)烈“安全意識”，配備了安全I(xiàn)/O、安全監(jiān)視功能、位置監(jiān)視功能、速度監(jiān)視功能、安全邏輯編輯和沖突檢測等功能，能夠在運(yùn)行和示教中最大限度地保證人員安全。
解密：如何構(gòu)建e-F@ctory智能工廠從而實(shí)現(xiàn)智能制造？
要素1：實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備信息化的FA-IT信息協(xié)同
確保操作精確、產(chǎn)品質(zhì)量，并及時更換產(chǎn)線。在引進(jìn)了e-F@ctory的可兒工廠機(jī)器人單元中，作業(yè)員可利用與系統(tǒng)聯(lián)動的帶蓋貨架防止零部件錯誤，使用系統(tǒng)設(shè)定扭矩的螺絲刀以保證生產(chǎn)質(zhì)量，還通過收集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，排除人為失誤并發(fā)掘效率改善空間。
作業(yè)員還可以通過讀取印在生產(chǎn)指示書中的二維碼，便可將該信息存入各工序的可編程控制器中。之后會瞬間進(jìn)入換產(chǎn)，為下一品種的生產(chǎn)做準(zhǔn)備，同時還會通過MES接口將生產(chǎn)信息和質(zhì)量信息經(jīng)總可編程控制器實(shí)時匯集到管理服務(wù)器中。
要素2：運(yùn)用iQ Platform加強(qiáng)與FA產(chǎn)品的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的無縫結(jié)合。
iQ Platform與MELSECI iQ-R系列結(jié)合，能夠在設(shè)備CPU間高速通信，將PLC管理的大量信息實(shí)時傳送到機(jī)器人，在機(jī)器人CPU之間直接讀寫并共用內(nèi)存。整個生產(chǎn)設(shè)備都在iQ Platform上運(yùn)轉(zhuǎn)，采用CCLink IE Field/SLMP標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)從生產(chǎn)管理到設(shè)備層的無縫數(shù)據(jù)通信，結(jié)合GOT、保全功能，以及簡化機(jī)器人信息管理，提高生產(chǎn)效率和可維護(hù)性，降低總運(yùn)行成本。
要素3：工程軟件MELSOFT iQ Works整合了以系統(tǒng)管理軟件MELSOFT Navitator為核心的各工程軟件的產(chǎn)品，通過在整個控制系統(tǒng)中共享系統(tǒng)設(shè)計和編程等設(shè)計信息，提高系統(tǒng)設(shè)計和編程效率，從源頭控制成本。
要素4：可兒工廠利用e-F@ctory提出對各生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)線的細(xì)致管理，以及基于生產(chǎn)生命周期成本的節(jié)能計劃方案，通過對制造現(xiàn)場的可視化和對能源的“可視化管理”實(shí)現(xiàn)工廠的能源高效利用。
要素5：與合作伙伴協(xié)作，實(shí)現(xiàn)貫穿客戶的開發(fā)、生產(chǎn)、維護(hù)的“成本全面降低”，提出包括提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率、縮短開發(fā)周期、提高質(zhì)量、降低成本等各種解決方案，大力推進(jìn)生產(chǎn)現(xiàn)場的最優(yōu)化運(yùn)行。
e-F@ctory“授”益匪淺，為您打造智能工廠。
可兒工廠作為e-F@ctory智能制造方案的典范，通過實(shí)現(xiàn)“生產(chǎn)信息可視化”“能源可視化”“安全可視化”，大幅度削減了企業(yè)總運(yùn)行成本，價值遞增、魅力不減。
在這里，e-F@ctory繪制出了切實(shí)可行的智能化道路：靈活運(yùn)用FA技術(shù)和IT技術(shù)，由生產(chǎn)現(xiàn)場的可視化系統(tǒng)實(shí)時收集關(guān)鍵數(shù)據(jù)，通過FA收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行初級處理（邊緣計算）后無縫連接到IT系統(tǒng)，IT系統(tǒng)分析/解析結(jié)果并反饋到生產(chǎn)現(xiàn)場，最終形成生產(chǎn)制造+產(chǎn)品管理+企業(yè)能源管理+供應(yīng)鏈管理的多維度聯(lián)動，為您開啟智能制造的全新未來。
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