應用領域 | 環保,化工,生物產業,電子/電池,電氣 |
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生產運營中數字化技術的應用 在經過了大量的模擬,規劃,生產準備的工作后,整個制造過程需要形成批量化生產才能有效攤銷掉之前的各類研發成本,最后通過銷售產生價值。
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更新時間:2023-08-14 12:54:04瀏覽次數:458
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西門子總線電纜6XV1840-2AH10
1 生產運營中數字化技術的應用在經過了大量的模擬,規劃,生產準備的工作后,整個制造過程需要形成批量化生產才能有效攤銷掉之前的各類研發成本,最后通過銷售產生價值。生產運營的過程中必然涉及大量周而復始的簡單且重復性的勞動(duplicated),并且在運營過程中也可以梳理出不少任務:它們或者對人體有害(dangerous),例如噴漆,熱處理,電焊,重物的搬運;或者工作環境比較臟亂(dirty),帶來招工和生產安全的諸多挑戰,例如:切削加工;甚至有的工作雖然不是簡單重復,但整個的執行過程無聊乏味(dull),容易造成精神松懈引發生產安全事故。而上述的4項挑戰(簡稱:4d),有一些是通過自動化技術可以解決的;而數字化技術為我們進一步解決這些問題提供了不少思路。在下面的介紹中,我們將列舉自動的生產計劃和排產,MES,自適應切削加工,圖像智能識別這幾個應用,看看數字化技術在其中的應用。
1.1 物料的規劃(Planning )和排產(Scheduling)工作(C)工廠從接到客戶訂單開始,物流,采購部門需要經常溝通生產進度,以便及時完資源(例如:原材料,設備、人工等)的調度, 保證在交貨期內能夠生產出需要交付給客戶的產品。按照職能需要劃分為兩項任務:產品和材料的計劃員(物流或采購部門),生產部門的調度員。而日常工作主要需要面對下面的這些問題 :某個訂單的大致交貨期是什么時候?è物流和業務部門關心制作機電類產品的BOM往往包含上千種零件,是否存在原材料短缺?工具(例如切削刀具,冷卻液,保護性氣體等耗材)短缺?何時會短缺?è物流,采購,財務部門關心產線和生產單元需要按照怎樣的順序執行作業可以實現的換型?è產線的工段長和工人關心計劃和排產的工作需要每天都根據訂單,物料,人員的新情況及時更新,這項工作是訂單部門和生產部門之間的樞紐,避免讓整個生產過程進入“黑盒子"狀態,因此起到的作用是“協作"(Collaboration)。西門子針對這些挑戰提供的解決方案是Opcenter APS(Advanced Planning & Scheduling),規劃和排產類的工作需要連通倉庫內的原材料信息(一般企業內的ERP系統可以作為的數據源) ,Teamcenter 中設定的BOR, BOP信息, 最后的結果還要跟生產部門的MES系統完成對接。將平時需要若干小時才能完成的操作層面的工作部署為Opcenter APS中的IT 邏輯。最終在運營層面帶來時間的節約在Opcenter APS中實現的自動排產,先預設好排產邏輯,然后可根據產品的制作流程,以時間的維度展示出每個工位按照怎樣的順序,在哪個時間段內完成哪種工作以保證是化的路徑。1.2 生產任務的下達,流轉,互鎖和監控 (C):在此我們正式介紹一個重要系統:制造執行系統 MES (Manufacturing Execution System),它是面向車間層的管理信息系統, 主要承擔著與“上層的計劃管理系統(ERP)與底層的工業控制之間"進行信息溝通的職責。它為“操作人員/管理人員提供計劃的執行、跟蹤",以及為“所有資源(人、設備、物料、客戶需求等)的當前狀態"提供清晰的可視化、可控化的數據流。雖然不同的企業或國際組織對于MES的定義都不盡相同,結合多方資料還是可以對MES的功能進行如下總結。 MES系統不是一個單一的系統,甚至也無法由單一供應商完成全部的搭建任務,而是由多個子系統相互協調,相互串聯而形成的一個復雜架構,包括了計劃,指令(Assign), 執行,反饋,分析等功能。不同的企業需要量身定制的MES系統,且需要不斷升級。生產任務可以通過廠內的IT系統下發到每一條產線,工人就可以根據派發的工單,執行生產任務,做好的產品在系統上統一報工,直到把給定的作業全部完成。如下圖所示,就是某條產線在一個固定的時間段內對應的生產任務,數據的輸入源頭來自于上一步的自動排產。
西門子總線電纜6XV1840-2AH10
緊湊型 CPU
特性 | CPU 1511C-1 PN | CPU 1512C-1 PN |
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程序用工作存儲器,集成 | 175 KB | 250 KB |
數據用工作存儲器,集成 | 1 MB | 1 MB |
裝載存儲器 | 通過 SIMATIC 存儲卡插入 | 通過 SIMATIC 存儲卡插入 |
顯示器對角尺寸 | 3.45 cm | 3.45 cm |
命令執行時間 | ||
| 0.06 µs | 0.048 µs |
| 0.072 µs | 0.058 µs |
| 0.096 µs | 0.077 µs |
| 0.384 µs | 0.307 µs |
位存儲器、定時器、計數器 | ||
S7 計數器/定時器 | 各 2048 | |
IEC 計數器 | 任何數量(僅受工作存儲器的限制) | |
IEC 定時器 | 任何數量(僅受工作存儲器的限制) | |
位存儲器 | 16 KB | |
I/O 地址范圍 | ||
輸入 | 32 KB(存儲在過程映像中的所有輸入) | |
輸出 | 32 KB(存儲在過程映像中的所有輸出) | |
集成輸入/輸出 | ||
數字量輸入(集成) | 16 | 32 |
數字量輸出(集成) | 16 | 32 |
模擬量輸入(集成) | 5(4 x U/I,1 x RTD) | 5(4 x U/I,1 x RTD) |
模擬量輸出(集成) | 2 | 2 |
運動控制 | ||
運動控制資源的數量 | 800 | 800 |
集成接口 | ||
PROFINET IO IRT | 1 x PN IO IRT | 1 x PN IO IRT |
PROFINET RT | - | - |
PROFINET | - | - |
PROFIBUS | - | - |
OPC UA DA(數據訪問)
| √(需要 RT 許可證) | √(需要 RT 許可證) |
Web 服務器 | √ | √ |
集成工藝功能 | ||
高速計數器 (HSC) | 6(最高 100 kHz) | 6(最高 100 kHz) |
頻率計 | 6(最高 100 kHz) | 6(最高 100 kHz) |
周期測量 | 6 通道 | 6 通道 |
PTO(步進電機控制), | 4 通道(最高 100 kHz) | 4 通道(最高 100 kHz) |