在2013年4月的汉诺威工业博览会上,德国政府正式推出“工业4.0”策略,以应对智能制造带来的变革。而作为工业4.0的先行者,博世与工业4.0的渊源也要追溯到2013年,这一年德国研究所及一些先进制造企业共同发起了德国工业4.0的概念,而博世正是此次的参与者之一。可见,早在工业4.0萌芽初期,博世已经预见性地预知了未来智能制造的大势所趋!
目前,博世已在全球超过250 家工厂开展了100多个工业4.0试点项目,包括在中国的9个生产基地开展的13个工业4.0项目,这些城市包含:上海、苏州、无锡、南京、西安、滁州、长沙、珠海及常州。此次,我刊记者有幸参观了博世在长沙基地的工业4.0试点项目,在传统生产线与全新工业4.0生产线的强烈对比中,真实感受到了智能制造带来的工业变革!
成立于2004年的博世汽车部件(长沙)公司是博世电子驱动事业部在中国最大的投资项目,主要业务涉及汽车动力驱动电机系统、雨刮系统、热力系统及舒适应用驱动电机系统,为博世汽车与智能交通技术业务研发、生产和销售各类汽车零部件。同时,博世长沙工厂还专门设有装配系统和专用设备事业部来研发更加智能化的生产设备,主要业务包括装配系统、测试系统、专用工艺设备及技术服务,覆盖了从博世工厂的产品开发计划至生产装备的建立及对生产系统的售后服务等整套环节。
博世长沙工厂也是博世全球工业4.0项目运用智能化模块最多的生产基地之一,自2014年开始其已经在智能制造和工业4.0方面做了大量的准备和应用工作,并于2016年年初正式启动了工业4.0示范基地建设,该项目建设内容包括完全按照工业4.0理念投入一条全新第九代汽车防抱死制动系统(ABS9)电机示范生产线,对现有生产线进行第一期智能化升级改造以及建设一间面积为150m2的培训展示室。伴随博世长沙工业4.0高级经理谢舸先生的讲解,我们一起见证了博世长沙工厂在工业4.0下“万物互联”的成果。
全新ABS9电机示范生产线与传统生产线对比图
在汽车防抱死制动系统电机装配车间,一条不足2m宽的过道将传统生产线与全新工业4.0生产线分开,左边是全新的工业4.0生产线,2名工人、5台机器人,7.5s可以下线一台ABS电机。右边是传统流水线,12名工人,12.5s下线一台ABS电机,而这两条生产线的生产的产品规格和质量是一模一样的,但一小时内的产量却分别是288台和480台。相比传统生产线相比,全新工业4.0生产线的生产效率提高了30%,质量损失减少了30%,操作人员减少80%,换型时间也减少了30%。
机器手正抓取零件转运至其他工站
全新ABS9电机生产线的34道工序均采取U形工站闭合式排列,有效地利用了空间,提高单位面积产值。此外,该生产线还应用了博世长沙自主研发的可穿戴设备,操作员穿上这些特制的穿戴设备后,一旦靠近正在工作的机械手臂,机器人便自动降低生产节拍直至完全停止,从而保障操作员安全,如需让机器人再次工作,操作员只需再一次在电脑上发号施令,智能化流水线接收到信号后就能按部就班地生产出所需产品。此外,该生产线还配备了15套照相系统,通过相机采集的数据将自动上传到博世的数据存储平台,实现真正意义上的“万物网联”。
此外,对现有生产线进行智能化升级改造也是此次工业4.0项目的重点工程,博世长沙对近20条原有的手动和半自动化生产线进行了升级改造,在缩短生产周期的同时,劳动效率和产品质量也会提升20%以上。
流水线上的智能化生产
“智能物流”也是工业4.0的一个重要主题,在博世长沙,从资源管理系统到生产执行系统,从设备维护到智能物流,有一套整体的智能方案。基于全新生产线上无处不在的智能传感器、视觉系统、RFID无线射频识别等数据采集技术,博世长沙实现了产品全生命周期可追溯性以及智能化物流。记者发现,在博世长沙生产线上的电机都标有有一个二维码,产品的物联号、生产状态及性能参数等所有产品信息都能通过扫描这个二维码而清楚显示在平板电脑上。在物流中心,系统会自动显示,什么时间把物料送到生产线上最合适,也能自动提醒供货商下一批货物需要什么时候运达,物流中心管理人员每天完全可以从手机上获知工厂的物流情况,从而在最短的时间内做出决策。
工程师通过可视化看板查看产线实时运行状态
相比传统的生产线,博世长沙工业4.0项目基地还有一个重要的特点,即实现了车间无纸化和数字化办公。谢舸先生说道:“以往生产车间无论是开会还是现场记录数据,都需要人工记录,而工业4.0生产线完全实现了无纸化办公,而我们工程师需要做的是在办公司处理数据,分析数据,从而有效预防可能发生的故障以及及时解决已经出现的故障问题,完全把人从简单的重复劳动中解放出来,把人带到更加聪明的脑力劳动。”同时,在设备维护和保养方面,由信息化和智能化技术作支撑的维护支持系统(MSS)也将被引入生产环节,使设备的维护和保养更精准、有效,彻底改变了传统的设备维护模式。
值得一提的是,博世长沙不仅是工业4.0领先的践行者,还是工业4.0解决方案卓越的供应商。凭借在跨业务领域的生产制造经验和工业4.0实践,博世为国内不同行业、不同规模的制造型企业提供集软硬件一体化的工业4.0解决方案,此前,博世集团为秦川机床公司提供的工业4.0解决方案项目,已于2016年成功下线,博世长沙也深度参与了该项目建设。“我们有很多的传感技术及自动化生产线的制造技术,还有软件大数据平台等,这些技术及平台除了满足博世自身的工业4.0建设外,我们还和许多外部企业合作,帮他们搭建工业4.0的生产线。所以,我们既是实践者,也是供应商。” 博世(中国)投资有限公司执行副总裁徐大全博士表示。
在博世长沙工业4.0的中长期规划中:今年,博世长沙要实现将13条生产线接入工业4.0系统并新建5条全新工业4.0生产线,2019~2020年要实现全业务单元内的互联, 2020~2015要打造加入物联网生态系统、数据存储到云平台和大数据分析的智能工厂。博世长沙致力助力中国制造业转型升级,全面应对工业制造的“万物互联” ,未来以来,智造未来!
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