数字化无人化智能制造钣金行业解决方案

新基建开启新赛道，智能化重塑新生态。后疫情时代给制造业企业快速发展带来了转型压力，同时也面临着诸多“新基建”带来的新机遇，智能技术推动智能制造迈向更高台阶，为企业的高质量发展提供“直道竞赛”的机会。

伴随着智能制造、工业4.0的普及与推广，行业与客户对智能化工厂及自动化生产线的要求也越来越高，如今要求新工厂、新设备具备数字化和信息化能力已经成为基本选项。

制造企业中钣金工厂包含常见的下料车间、备料车间、冲压车间、冲剪产线、折弯产线、焊接产线等，一个工艺环节就是一个生产单元，具有多品种、小批量的离散制造行业的典型特征。而对于钣金工厂的信息化建设来说，其信息化应该具备计划管理、生产管理、物料管理、质量管理、设备管理等常规功能，结合钣金工艺本身的一些特性，在信息化层面也体现出一些较为独特的个性化需求。因此，在钣金行业信息化系统规划时，除了常规标准功能外，还应该重点针对以下特点进行需求分析和功能设计。

智能化钣金工厂需求

当前一些典型的智能化钣金工厂的需求主要有以下几个方面：

(1)多工艺、多工序的生产管理。包括下料、折弯、焊接、抛光、运输、仓储、质检等环节。

(2)多系统、多设备的集成整合。像ERP、MES、WMS、PLM、CAM、CNC、PLC、条码系统等。

(3)多品种、小批量钣金工件的自动排版及自动分拣。其中包括自动关联订单、套料版图等等。

(4)智能仓储及物流配送的管理。不仅仅是原材料料库，还包括成品、半成品的出入库及线边仓管理等。

(5)条码管理及品质追溯。工件及原材料的喷码、贴码、扫码和追溯等。

(6)产线看板及管理可视化。生产状况、设备状况、工作效率等数据的实时展现等等。

(7)数据分析及应用。如预测性维护、故障报警分析等。

(8)培训及虚拟化展示。如操作培训、数字孪生展示、虚拟化模型驱动、参观及销售演示等等。

沃森智能钣金工厂解决方案

1.智能化钣金工厂顶层设计

       沃森智能钣金行业解决方案提供了从计划、生产、物流、品质、仓储物流等几大业务模块，全面开展了业务现状流程梳理、痛点分析、未来流程和业务变革、高阶方案等工作，同时针对钣金工厂长期存在的的几大痛点，实施全价值链拉通的钣金行业信息化解决方案。

       钣金工厂向智能化转变，主要有四个步骤：第一，明确向智能化发展的课题。描述理想的工厂状态，从而明确需改善的问题。第二，从简单的问题开始做起。不要制定复杂的管理基准，避免从繁琐的运用开始。第三，确定企业智能化发展的推进人员。面对公司的各种反对，该人员需具备不屈服的精神，同时经营人员也要参与。第四，验证智能化推进的效果。经常验证管理的功效，及时停止没有效果的管理。

2.自动化设备取代人工提升效率

      钣金工厂原材料种类多、规格多，一般采取堆叠的方式来存放，使得查找物料和转运物料变得很慢，降低了生产效率。使用自动化物流设备可有效解决这类问题。常见的解决方案有三种，专机的独立原材料仓库物流系统，这种解决方案大多是单列的，而且和设备直接相连，能够服务于配套的设备，实现半自动化或自动化生产。

       大型的通用型金属材料库物流系统，这类自动化料库解决方案能够提供充足的储存空间，能大大改善板材的提取速度，但需要搭配强大的控制系统与之配合。

钣金自动料库自动化物料存储+自动装卸+ CNC冲床/激光切割机图2显示了配备有自动存储与自动装卸装置的CNC冲床.在生产过程中，自动存储可以与装卸机无缝连接.减少手工更换原材料的操作；在人机界面上，可以一次安排多个规格不同的板的打孔程序，并且在处理不同的半成品后，可以将它们堆叠起来并返回仓库.工人负责将配料送入仓库并切断微连接，而无需人工干预.此配置方法也适用于激光切割机，

钣金自动料库自动化物料仓库的运行速度由总线直接设置，提高了控制的与时性，定位精度高达±2mm.由Gutaico开发的中央控制调度系统可以通过开放式通信协议与Siemens与Mitsubishi PLC连接.这些协议具有高度的行业兼容性与集成性，并可以与Amata，Primabao，TRUMPF，Mitsubishi Electric，Docking以与主机制造商的设备（例如Murata Machinery与Bystronic Dineng）对接.钣金柔性生产系统随着社会的进步，人们对产品功能与质量的要求越来越高.多样化产品与小订单的生产变得越来越普遍.传统的单一批量生产模式已成为越来越严峻的挑战.在保证质量的前提下，为了缩短产品的生产周期并降低生产成本，使小批量生产能够与批量生产竞争，形成了灵活的生产体系. Goodtec为电梯公司设计与制造了激光切割柔性生产系统.该系统主要由GTC中央控制与管理系统，两塔式智能三维仓库（自动物料存储与运输），激光切割机，自动装卸机械手，产品分类单元，产品输送线，弯曲机器人，折弯机钣金自动料库

钣金自动料库激光切割柔性生产系统的拓扑图.该生产线配备了上级监控管理系统与仓库管理系统WMS，可以与企业ERP系统连接.生产订单任务是通过工厂MES系统发出的.中央控制综合分析各设备的状态后，通过网络传输，向各处理设备发送正确，正确的加工图纸与程序.仓库按任务计划完成物料分配，按订单生产，确保了产品合格率，实现了无人值守生产.同时，该系统具有电子信息显示，智能故障诊断，维护预警与自动记录，自动生产报告生成，历史数据查询，远程终端监视与远程故障诊断等功能.该生产线可以与随后的电梯轿厢壁自动胶合，手动/自动罗纹，自动轧制，无铆钉连接，手动打钉以与成品盒的自动脱机无缝连接，或者根据制造任务生产品种的变化可以快速调整生产，最大程度地减少人员参与物料管理的速度，并提高生产效率.

3.软件让设备具备灵魂

钣金内部多级工单、流程工序交错，价值流前后断点匹配困难；工序间单件流管理，工艺路线有差异，难以通过工单管理单件。

另一方面，同一条码多工段多工单，工艺路线复杂；库存信息不透明，人工运料次数多。

因此，钣金工厂信息化的生产排程和设备管控成为最大的难点和关键点。

华工赛百钣金工厂信息化解决方案，集成全球顶尖的套料算法引擎，基于自主可控智能制造运营管理平台进行知识提炼、算力提升，实现高效化生产、可视化管控、精细化作业、集约化管理、系统化集成、平台化扩展，为钣金工厂高质量发展助力赋能。

4.控制系统于应用软件之间的高效协同

钣金加工中，冲压和切割加工原材料通常是金属板料或卷料，为了提高原材料的利用率、减少废料和预料，很多钣金加工中就用到了套料（排料）软件，通过软件系统自动将钣金件在板材上进行模拟排布，并将套料结果提供给钣金设备执行操作。

在这个过程中，控制软件要实现对钣金作业的调度和监控，就需要与套料软件进行集成。通过集成，控制软件与套料软件共同制订生产计划，提高生产节拍，减少材料浪费。

5.基于物料标识实现的智能分拣

对于中小型零件的钣金作业，一个原材料板材经过加工后通常将产出多个零件，需要将零件进行分拣、归类、汇总和标识。因此，在智能分拣系统需要对分拣作业和分拣零件的标识进行管理。

可以通过容器或料框进行物料的标识和管理：根据分拣清单按零件种类分拣到不同料框中，对料框进行二维码/条码或者RFID标识，零件数量和规格信息与料框信息进行关联，从而实现对钣金件的物料管理。

总结

      作为数字化钣金车间建设的首创者，我们沿着多个标杆工厂的建设足迹，在为客户提供服务的过程中不断优化迭代方案以及产品，想方设法践行我们的核心价值观：为客户创造普惠的解决方案。