如何实现电子智能工厂生产和物流的完全自动化?

来源: | 作者:PanYunKJ | 发布时间: 2022-08-17 | 657 次浏览 | 分享到:
在工艺自动化、物流自动化和信息自动化的基础上,创造了可追溯系统的先决条件,其目标是实现更低的错误率和更高的生产率,从而可以在总体上降低制造成本。

生产和物流的完全自动化

为了能在高工资国家生产有竞争力的电气组件,不可避免地要实现制造过程、物料流和信息流的完全自动化。

制造过程的高度自动化使大批量生产成为可能,也是生产率的重要驱动因素。同时,可以实现产品的高质量以及高质量再现性。

全自动物流具有运输平稳的优点,可不间歇地持续利用生产系统。因此,考虑到必要的换模柔性,必须建立平衡的流水作业基础,减少批量,并减少物料库存。信息自动化与工艺和运输的机械自动化相比,偏重于物料数据、工艺数据和产品数据,及其加工和透明度。

在工艺自动化、物流自动化和信息自动化的基础上,创造了可追溯系统的先决条件,其目标是实现更低的错误率和更高的生产率,从而可以在总体上降低制造成本。

在此基础上,电子产品生产可以转换为信息物理生产系统,通过实际生产的完整虚拟映射,实现所有生产和生产伴随工艺(可以对所有生产过程和与生产相关的过程进行仿真上的安全验证和优化。)的模拟保障和优化。

 

  工艺自动化和信息自动化

电子产品的特点是生产线无缝连接,生产工艺高度标准化和高度自动化。在下文中,关于完全填充和焊接的电路基板以及电子产品制造的电子模块生产被理解为将电气组件安装在外壳中( Cnyrim等2014)。世界上应用广泛的表面贴装技术(SurfaceMount Technology,SMT),这项技术利用了与插入式封装技术(Through Hole Technology,THT)、亚人技术或电子制造中其他工艺技术相同的方法。

表面贴装的工艺链主要包括焊膏涂敷、元件填充和回流焊接等步骤。之后是检测步骤和处理工艺,通常与高度自动化的物流工艺结合,使用EWA常用检测步骤的SMD(表面贴装器件)工艺链。

作为纯系列制造商,EWA在其产品组合中没有任何可重构产品。在这种形势下,全自动化生产的优点特别明显。通过这种方式,在EWA中,产品可以每分每秒地在传送带上运行。

以下电子生产的工艺、工具更换和程序变化以及物料供应和工件传输自身是高度自动化的,各个工艺步骤之间也是高度自动化的。通过传送带,SMD生产线根据内联原理连接在一起,结合相关的物料配送中心,依据拉动原理可实现全面自动化且自主的运输系统。

在EWA,物料运输基于85000个欧洲标准箱进行,可通过条形码的箱子编号确保识别。通过全自动且自主的物料供应系统,在15min内从中央仓库提供生产所需元件。它取代了任何手动的运输规划。

中央物料仓库通过地下室的传送带与生产车间的9个分散存储单元连接,从而大限度地节约了昂贵生产场地的物料储存和物料运输费用。

此外,生产中大约有300个物料卸载点和装载点直接终止于SMD和装配线的工位,从而实现点对点服务。这样能实现自主运输控制,运输中产品或运输箱使用循环工件载体中的条形码或RFID标签找到通过生产系统的路径。

在每个SMD流水线的开始和结界处月一T目动提供物料的物料工位。电路板在那里被转移到缓冲器。SMD元件经预先装配有进料称重器的送料机输送到安装器。

每个送料机和每个组件混子利用其独特的条形码来识别和明确分配,因此受到数字换模的控制。根据中央数据库准备的要求,通过无线的个人数字辅助(Personal DigitalAssistant,PDA)的独有ID来实现调整。

该采集是实时进行的,因此位置更改、维修和维护将记录在错误统计中。工具更换在装配过程中是自动进行的。所有必要的滴管都在安装器中,如有需要可独立配备。

目前尚无法在模板印刷工艺中实现模板的自主更换。在后续的检测过程中,可以通过测试设备用模块的条形码识别的方式,来实现全自动数控程序或检测程序的改变,以及加载检测程序。这是AOI检测中建立的独特标准。

平面电路板被传送到物料传输系统或直接传送到设备安装,并通过交付中心交付给客户,交付中心在通过超市仓库存储供货。因此,通过电子看板并根据拉动原理,控制从流经仓库和生产的货物接收到运输的物料流。

除了生产流程本身以及物流之外,现代电子产品生产中的信息流也是高度自动化的。被集中纳入Siemens Teamcenter中的已存储和已处理的记录数据构成了集成化可追溯系统和信息物理生产系统的建设基础。

信息自动化包括:

1 机器数据及企业数据的记录。

2 平面电路板上条形码的自动采集。

3 工作指示和程序的自主加载。

4 生产步骤的独立反馈。

5 检测结果的存储。

除了数据接收外,信息的直接提供也非常重要。这在工作指示部分作了很清楚的介绍,例如在统计过程控制(Statistical Process Control,SPC)工位上进行额外的人工视觉检测 FGB(印制电路板)。这里为了让工作人员可以使用增强现实技术在平面电路板上明确识别组件,待测元件在CAD文件中应突出显示。

另一个应用是为额外的人工装配过程提供信息支持。例如,Poka Yoke系统仅按照包含下一个需要安装的组件的顺序打开抽屉。

在自动装配中,自动显示物流控制和换模控制,还显示在何时、哪个送料器需要补给,由此自动地进行物料重新排序。此外,还能可视化输出、质量、周期时间、装配、当前组件库存的范围、下一个所需组件的存储位置或综合设备效率(Overall Equipment Effectiveness,OEE)。

基于电子的工作计划、订单和生产状态反馈的生产控制(例如 Simatic IT)也是自动的。

在规划和产品生产的实施过程中生产是结构化的,从链式的整体流水线到柔性连接的单个工作系统,根据零件数量和方差使用不同的系统配置。