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台达智能工厂
台达是一家工业自动化生产商,自身制造台达变频器、台达伺服、台达PLC、台达触摸屏、台达工业机器人以及多种软件等自动化产品,还是知名的电源及元器件生产厂商。目前在全球有8万多名员工,20多个生产基地,是电子制造领域的重要厂商。
由于人口红利消失,出现招工难,用工荒,再加上新一轮工业革命来袭,全球产业竞争格局也发生重大调整,为此台达在2016年就启动了智能制造DSM (Delta Smart Manufacturing)计划,从台达吴江及东莞工厂开始,智能设备、智能产线层层展开,再到智能生产、智能物流等,在2018年初步形成了智能工厂的雏形。
对于智能化升级后的效果,杨应龙以吴江工厂的可编程控制器(PLC)产线为例,完成全面智能化后,产量提升约70%,同时减少约35%的生产使用面积,更将直接人力人均产值提升3至5倍。而更为重要的是,产线的柔性制造能力大大提高。比如这条PLC产线的工单类型总共有200多种,每天需要换线7种以上,而每次换线时间不会超过10分钟,产线会根据不同工单自动调整设备、更换卡具等,部分产品甚至实现了少批量多品种的混线生产。台达吴江工厂也因为智能化的成功升级而成功入选了“2020年度中国标杆智能工厂百强榜”。
在今年3月30日,台达的“起家厂”桃园一厂完成了产线升级。台达通过与远传、微软及PTC等公司合作,运用5G、工业云以及AR/ VR/ MR等技术,成功打造了变频器智能生产线。该产线共有203个机种,生产模式复杂,每日换线次数多达10次以上,过去造成产线人员非常大的负荷。智能化升级后,所有问题都迎刃而解,除了单线每月产能显著提高,人均产值提升了69%,单位面积产值提升了75%。
“桃园一厂智能产线的成功,开启了台达智造的新篇章,现在,智能制造已是台达的DNA,将大大加速台达全球近20个厂区的智造升级与转型。”
智能工厂成功关键:六大步骤与四大架构
现在看来,台达的智能制造DSM计划无疑是成功的。杨应龙认为,这一方面得益于台达自身就是全球自动化设备大厂,具有已臻成熟的技术和产品可以内部优先实践,而更重要的一方面是,台达以长期耕耘工业自动化的丰富经验,在智能制造实践历程中,探索出了实施智能工厂的通用理论,那就是智能工厂的六大步骤与四大架构。
“所谓的六大步骤,指的是在智能工厂建设时,要遵循简单化/合理化、标准化、模块化、数字化、虚拟化和自动化这六步,这是一个循序渐进的过程,只有做好了上一步的情况下才能做下一步。”
01、简单化/合理化是智能制造的一切基础。在产品设计之初,就要避免过度复杂,要考虑以适合自动化设备来生产。在产线工艺流程设计时,也要考虑换线是否容易,是否简单合理。
02、标准化是指在智能化的改造之初,要优先对产线的制程和产品进行群组化和标准化分类,而且产品要尽可能选用标准的零组件。
03、模块化是指要将产线上的非标设备拆成一个个标准化的模组,再由这些模组来组建不同的生产工艺流程,要确保所有设备功能都能被重复应用,避免过度开发。
04、数字化是需要将产品的参数、生产设备的参数进行数字化,并通过数据采集设备把这些数据采集上来,为后面的可视化管理和数据智能分析做准备。
05、虚拟化是指在产品设计和生产过程中融入数字孪生的概念,以虚实整合与建模的方式,仿真出产品规格与生产参数,不但减少错误的设计、降低对硬件环境的依赖与建构成本,同时也为系统间的数据交握打下基础,达到自动化导入与制程持续优化的目的。
06、这里的自动化并不是传统的机器换人的自动化,而是产线设备能够根据生产产品的参数进行自我监控、自我控制、自我调整、自我换线、自我维护和自我预防等功能。
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