作为世界领先的制造企业之一,博世致力于成为工业4.0技术的领先供应商和领先用户。在全球范围内,该公司拥有70多个物联网项目,运行于各种行业和应用程序中。

博世力士乐,该公司的驱动和控制技术业务,工程师许多工业4.0技术使用博世的制造设施,包括自己的。这使得博世力士乐能够在将产品推向市场之前,在现实世界的应用中测试新技术,确保只有最高质量的技术进步才能销售出去。力士乐在全球50家工厂生产的产品将技术付诸实践,包括液压马达和泵、电力驱动和控制,以及直线运动和组装技术。

博世力士乐位于宾夕法尼亚州伯利恒的工业液压工厂是最复杂的运营之一。伯利恒工厂是力士乐在全球范围内使用力士乐快速增长的工业4.0技术组合实施全规模生产线的首批工厂之一。新的多产品线(MPL)将自动和手动系统与连接操作员、机械和零件的技术相结合,制造出34500种不同的产品变体。其结果是生产力显著提高,加上在部署这些前瞻性技术方面获得的宝贵经验。在MPL中,有各种各样的组件协同工作,为伯利恒提供工具,以满足第四次工业革命的需求。

制造执行系统

工厂的制造执行系统(MES)负责收集、过滤和实时显示生产数据。由于MES是持续运行的,它在管理MPL方面发挥着至关重要的作用,为运营商和管理人员提供来自线路各个区域的即时状态更新。MPL使用博世力士乐的ActiveCockpit软件,在工厂中心的一个65英寸屏幕上可视化工厂每个角落的生产数据。

不在显示屏附近的力士乐员工仍然可以通过移动设备、笔记本电脑或平板电脑访问信息,这是力士乐实现无纸化、消除日常楼层管理的行政工作的一部分。由于操作人员和管理人员可以从工厂的任何地方访问信息,ActiveCockpit可以在问题出现时向他们发出警报,允许他们在工厂的任何地方采取纠正措施,减少停机时间并将错误减少到最小。在伯利恒,员工在每班开始时使用ActiveCockpit开会15分钟,回顾前一天的数据,并据此制定当天的计划。ActiveCockpit的内置功能包括运行会议的能力,包括出席、记录和存储会议记录,以及将笔记发送给缺席的与会者。使ActiveCockpit及其Industry 4.0相关产品具有灵活性的是,它完全可以针对独特的应用程序进行配置。

射频识别标签

力士乐的工业4.0是关于使用自动化技术来支持工人的日常工作。做到这一点的关键是定制。

MPL上的每个工人都有一个姓名标签,上面有一个嵌入式无线射频识别(RFID)标签。MPL的各个工作站都被编程来读取RFID标签,并根据他们的技能和偏好调整工作场所。这包括人体工程学的举措,如自动调整工作台的高度,并提供基于经验的指导。RFID标签可以与工作站连接,代表工人发起材料请求或组装指令,让员工专注于创造高质量的产品。使用RFID标签,力士乐确保每个员工可以在专门为他们的需求设计的空间工作,提高工人的生产力和舒适度。

定制员工工作流程的相同技术有助于在产品上线时识别产品变体。MPL上生产的所有产品都有一个唯一的识别标签。当产品沿着生产线向下移动时,生产控制系统会密切监视产品的RFID标签,以便在必要时触发零部件的补充。此外,产品手推车通过RFID标签进行识别,自动引导车辆(AGV)会自动发出警报,以便为下一个生产周期提取材料。

灯光引导系统

一旦工作站识别出工人的个性化RFID标签,当前产品的组装指令就会通过光引导系统(LGS)传送到工作站。由于工作站是针对个人定制的,LGS以适合工人经验级别的详细级别显示指令。

当执行一个需要装配的任务时,从质量的角度来看,最高的风险是正确的组件是否会在装配的正确时刻到达正确的位置。为了应对这一挑战,LGS配备了摄像头和传感器,以确保操作人员按照标准进行作业。如果摄像机检测到操作者将以错误的顺序使用错误的部件,LGS禁止在说明中进一步移动,直到错误被纠正。通过其内置的扫描仪,LGS有能力读取产品的RFID标签,激活该产品被显示的指示。

生产绩效经理

与MES不同的是,MES主要用于管理文档,生产性能经理(PPM)——由博世软件创新公司开发的软件——安装在MPL中,以监控制造过程。PPM可以帮助工程师实时可视化数据,并能够跟踪集成在MPL中的多个传感器,从而测量温度、流量、压力、振动、扭矩、声音和其他操作特性。

与MES一样,PPM可根据工厂的独特应用定制。使用PPM,用户可以对数据应用预先确定的阈值或“规则”,以确保工厂高效运行。如果违反规则,PPM可以自动发出通知单,并提醒具有适当资格和责任的适当员工处理受影响的机器,以便立即解决问题。例如,如果PPM感测到液压滤清器堵塞,并且数据显示性能水平低于正常工作的滤清器的阈值,则会自动发出警报,以确保对此问题采取快速行动。

最终目标是提前进行维护过程,尽量减少停机时间,并确保设备始终处于最佳状态。与维护支持系统相结合,PPM还可以提供诊断,并从其知识库中推荐理想的维修策略,以保持连续运行。

底线

在使用MPL的同时,伯利恒工厂在其生产过程中经历了令人印象深刻的改进。MPL的整体投资回报率为2.8年,使工厂受益,周期时间减少了27%,停机相关维护减少了50%,占地面积减少了50%。更重要的是,MPL上使用的大部分技术都是由博世公司提供的,并可出售给制造商。

博世力士乐副总裁兼技术工厂经理曼弗雷德•哈恩(manfredhahn)表示:“我们希望实现质量改进和提高生产率。”我们为我们的多产品线添加的技术这正是我们实现这些目标所需要的。

通过其多产品线,博世在连接技术能力方面获得了宝贵的第一手经验,以提高组装作业、零部件供应、工人指导和质量控制的生产率和效率。要了解更多关于MPL的知识,并了解不同的组件的实际作用,请观看我们最近的视频:https://tinyurl.com/y6ou4a5m