Автоматизация

Современное производство требует не только высокой производительности, но и способности быстро адаптироваться к изменениям рынка, ассортименту и объемам выпуска продукции. Автоматизация позволяет одновременно повышать эффективность операций, оптимизировать внутреннюю логистику и создавать единую цифровую среду для управления предприятием. Поэтому автоматизацию производственных процессов и логистики необходимо рассматривать неотрывно от цифровизации предприятия.

АО «Балтийская промышленная компания» имеет большой опыт в автоматизации и роботизации производств. В числе реализованных проектов — кейсы различной степени сложности. От автоматизации существующего производства (за счет внедрения быстрой роботизации — автономных систем загрузки/ выгрузки деталей), до проектирования и запуска полностью автоматизированных производств «под ключ».

Мы предлагаем полностью проработанные технические решения по автоматизации промышленных процессов. Решения разрабатываются под конкретную продукцию и требуемый такт выпуска.

Инжиниринг полного цикла: сквозная интеграция

1. Проведение технологического аудита (посещение предприятия):
Обследование производственных процессов;
Хронометраж и выявление "узких мест";
Аудит парка обордования

2. Составление концепции автоматизации предприятия в целом и проектов автоматизации по участкам в частности.

3. Предоставление технико-технологического и технико-экономического обоснования.

4. Предоставление коммерческого предложения.

5. Реализация проекта автоматизации.

«Балтийская Промышленная Компания» самостоятельно производит полный цикл разработки и реализации проектов: от первичного анализа до вывода объекта на проектную мощность:

• Подбор металлообрабатывающего оборудования под заданную номенклатуру;
• Разработка технологического процесса обработки;
• Проектирование планировки цеха с учетом логистики и автоматизации;
• Пусконаладочные работы, программирование и обучение персонала;
• Гарантийное и постгарантийное сервисное обслуживание.

   

Распространенные направления автоматизации и цифровизации:

1. Роботизированная загрузка оборудования
Готовые и индивидуальные решения на базе промышленных роботов:

• Мобильные роботизированные ячейки, готовые к интеграции с любым оборудованием.
• Индивидуальные решения на базе 6-ти осевых манипуляторов, роботов на линейном или портальном треке, декартовых роботов.

2. Автоматизация контроля продукции
Бесконтактный контроль геометрии и качества:

• 3D лазерные сканеры — высокоточный контроль сложных поверхностей.
• Системы технического зрения на базе 3D камер — контроль размеров, наличия дефектов, соответствия чертежу в потоке.

3. Внутрицеховая логистика
Организация внутрицеховой и межоперационной транспортировки:

• Подбор и поставка AMR/AGV транспортных роботов и конвейерных систем.
• Разработка специализированной оснастки.
• Разработка системы управления и интеграция в заводскую сеть (MES/ERP). 

4. Автоматизированные склады

• Возможность интеграции с транспортными роботами для безлюдного процесса.
• Полноценная WMS-складская система с возможностью интеграции с существующей ERP-системой предприятия.
  

5. Цифровой двойник предприятия

• Внедрение системы планирования производства (система APS), включая перепланирование при внештатных ситуациях, а также работу с многономенклатурным производством.
• Внедрение системы управления флотом логистических роботов (система RMS), включая распределенные задания на автоматическую смену деталей, а также автоматическую смену инструмента.
• Внедрение системы цехового диспетчирования (система MES), включая оптимизацию загрузки оборудования для повышения OEE.
• Внедрение системы мониторинга станков (система MDC), включая оповещения и статусы работы оборудования.

   

Автоматизация процессов

Функционально автоматизация процессов делится на несколько типов, при этом каждый из процессов может применяться на различных уровнях автоматизации:

• Системы загрузки-выгрузки изделий;

• Сварочные операции;

• Вспомогательные и доделочные операции;

• Сборочные операции;

• Контрольные операции;

• Механическая обработка;

• Нанесение покрытий (аддитивные технологии, покраска).

Автоматизированные линии

Автоматизированная линия объединяет различное технологическое оборудование, роботизированные комплексы, системы управления и средства контроля в единый непрерывный производственный цикл и позволяет выстроить такт выпускаемой продукции. Полная автоматизация процессов позволяет минимизировать или в принципе исключить ручные операции, обеспечить стабильность и качество технологических операций и, как следствие, повысить общую производительность. Использование автоматизированных линий особенно эффективно для серийного и массового производства.

Гибкая автоматизация

В условиях меняющегося спроса производству важно сохранять возможность быстро переходить с одного продукта или технологической операции на другую. Гибкая автоматизация позволяет адаптировать оборудование под различные задачи без необходимости полной перестройки производственного участка. Основой таких проектов становятся модульные решения на основе роботизированных ячеек. Они могут использоваться для загрузки и выгрузки деталей в станки, сборки, сортировки, контроля, упаковки и других операций. Гибкая автоматизация помогает эффективнее использовать производственные мощности и постепенно расширять уровень автоматизации по мере развития предприятия, позволяя автоматизировать, в том числе, уже существующее производство.

Автоматизация логистики

Производственная эффективность зависит не только от скорости выполнения технологических операций, но и от того, насколько быстро и организованно перемещаются материалы и готовая продукции, а также насколько рационально используется пространство для их хранения. Автоматизация внутренней логистики позволяет сократить количество ручных перемещений, уменьшить время транспортировки и снизить вероятность ошибок, сделав движение материалов более прозрачным и управляемым.

Автоматизация логистики охватывает все этапы движения материальных потоков внутри предприятия: приемку и хранение сырья, подачу комплектующих на производство, перемещение заготовок между операциями, транспортировку готовой продукции и её передачу на склад или участок отгрузки. Для этого применяются автоматизированные системы транспортировки, а также автоматизированные системы хранения. 

Интеграция складской WMS-системы с ERP-системой предприятия дает сквозной контроль над запасами предприятия в реальном времени. Реализация RMS-системы (менеджер флота) дополняет этот комплекс, обеспечивая централизованное управление парком транспортных роботов, оптимизацию их маршрутов и координацию с работой складов. Примеры автоматизации логистики: автоматизированные системы транспортировки, хранения, а также гибкие производственные системы (ГПС).

Гибкая производственная система (ГПС)

Гибкая производственная система – это совокупность технологического оборудования, роботов и складов, объединенных единой системой управления.

Ключевая особенность ГПС – способность быстро переналаживать производство на выпуск различных изделий в пределах заданной номенклатуры без остановки всего производственного цикла.

Основа системы – гибкие производственные модули, способные автономно выполнять технологические операции. В связи с тем, что модули автономны – возможно поэтапное модульное расширение функционала производственной системы.

Модули ГПС:

• 5-ти осевые обрабатывающие центры;

•  Системы контроля инструмента;

• Автоматизированные склады;

• Системы брикетирования стружки;

• Системы автоматизированного контроля;

• Системы логистики между операциями.

Цифровизация

Неотъемлемым этапом развития автоматизированного производства является цифровизация. Современное оборудование способно не только выполнять операции, но и собирать большие объемы данных о работе производственных процессов. И если автоматизация берет на себя выполнение отдельных операций, то цифровизация объединяет все эти процессы в единую управляемую систему. 
Цифровые системы объединяют оборудование, производственные участки и информационные системы предприятия в единую среду. Данные о производительности, простоях, качестве продукции, состоянии оборудования и выполнении производственных заданий становятся доступны для оперативного анализа. Внедрение цифровых инструментов позволяет в реальном времени отслеживать состояние оборудования и ход технологических операций, выявлять причины отклонений, планировать техническое обслуживание и принимать корректирующие решения. Цифровизация производства не только повышает эффективность, но и позволяет предприятию становиться более гибким и предсказуемым в условиях быстро меняющегося рынка.

 
Система мониторинга и диспетчирования станков (MDC, MES, ТОиР)

Внедрение системы мониторинга оборудования позволяет производить детализацию фонда рабочего времени. Контроль состояния станков и причин простоя строго привязан к рабочему персоналу в реальном времени. Оповещение о внештатных и аварийных ситуациях происходит своевременно. Также доступна история работы оборудования.
Контролируемые параметры:

• Нагрузка на шпиндель;
• Подача;
• Скорость вращения шпинделя;
• Температура;
• Вибрация и т.п.

Кроме контроля и записи показателей работы оборудования, системы мониторинга контролируют актуальность файлов УП и фиксируют изменения текста, произведенные оператором, в специальном журнале, путем сравнения выполняемой УП с эталоном.

Одним из быстрых способов цифровизации, а в данном случае функционала «черного ящика», является внедрение автономных систем вибромониторинга. Эта система позволяет контролировать состояние узлов и предсказывать необходимость ремонта. При возникновении аварийных ситуаций – фиксируются данные сопутствующие возникновению ситуации. Основной функционал – предотвращение выхода из строя критически важных узлов оборудования. Этот функционал обеспечивается контроллером, который производит аварийную остановку станка за 1-3 миллисекунды, продлевая срок службы компонентов. Система вибромониторинга монтируется на уже установленное оборудование, поэтому долгосрочный монтаж не требуется. Еще одним преимуществом этой системы являются настраиваемые режимы работы, благодаря этому можно обрабатывать материалы на различных режимах резания без ложного срабатывания системы.

Системы мониторинга СОЖ 

Система мониторинга охлаждающей жидкости обеспечивает мониторинг ключевых параметров СОЖ, а также автоматически поддерживает концентрацию на необходимом уровне. При отсутствии активности на станке, возможен режим циркуляции СОЖ для предотвращения затухания.

Как начать автоматизацию

 
Для быстрого определения возможных сценариев автоматизации, предлагаем ознакомиться с небольшим опросным листом, позволяющим наметить шаги к конкретным роботизированным решениям. Основными критериями, влияющими на выбор варианта реализации роботизации, являются массогабаритные характеристики заготовки, номенклатура обрабатываемых деталей, а также их партионность. Кроме этого, при обработке труднообрабатываемых деталей, таких как титан или жаропрочные сплавы, также важна стойкость инструмента.

Важным критерием, влияющим на принятие решения о реализации роботизации производства, помимо стоимости, является срок его реализации. По этому признаку «коробочные решения» в виде роботизированных ячеек выгодно отличаются от индивидуальных проектов, разрабатываемых для решения узких конкретных задач. Средний срок запуска ячейки от заключения договора до полноценной работы, при наличии оборудования на складе, занимает не более 2 недель. При этом, оператору не требуется дополнительное обучение, а интерфейс программирования ячейки не сложнее управления смартфоном. При этом, роботизированные линии и полная автоматизация цехов, несмотря на длительный срок проектирования и внедрения, в среднем от 10 месяцев, позволят существенно повысить общую эффективность цеха или целиком производства.