Предприятия мебельной промышленности все чаще внедряют модель «умного» производства, переходя от автономного изготовления мебельной продукции к созданию автоматизированных линий, интеллектуальных рабочих станций и производства в соответствии с критериями Industry 4.0.
Такой переход обусловлен растущей стоимостью рабочей силы, а также частыми изменениями рыночного спроса, жесткой конкуренцией и быстрым развитием цифровизации, включая внедрение элементов «интернета вещей». Внедрение интеллектуального производства позволяет мебельным компаниям адаптироваться к тенденциям рынка и получать конкурентное преимущество.
Создание «умной» фабрики подразумевает не просто автоматизацию всего технологического процесса, но и автоматизацию потока данных. Сама по себе автоматизация производства несложна. С помощью станков с числовым программным управлением (ЧПУ), роботов и необходимого аппаратного оборудования можно добиться полной автоматизации работы предприятия. Однако изготовление мебели включает в себя множество заказов, что в итоге усложняет управление полным циклом производства. Большинство предприятий предпочитают классифицировать и группировать различные продукты и компоненты в соответствии с определенными признаками и отдельно организовывать каждый этап выполнения заказов. Однако при таком подходе работу мебельной фабрики в целом трудно контролировать. Когда поступает большое количество заказов, сложно быстро и точно объединить похожие товары, что приводит к высокому уровню ошибок и увеличению нагрузки на сотрудников.
Чтобы решить эту проблему, при организации интеллектуального производства к любому оборудованию и линии подключаются датчики и устройства связи. Потоки данных интегрированы, согласованы с программным обеспечением, а все оборудование управляется по заранее заданным алгоритмам. Взаимосвязь людей, машин и материалов происходит при помощи информационного хранилища. Таким образом обеспечивается автоматизированный поток данных с программными технологиями Industry 4.0. Аналогичные технологии автоматизации потоков данных лежат в основе работы интеллектуальных рабочих станций.
Аппаратное обеспечение для организации «умного» производства на мебельном комбинате включает в себя оборудование с ЧПУ на базе персонального компьютера, автоматические производственные линии и интеллектуальные рабочие станции. Программное обеспечение включает в себя систему управления предприятием, которая состоит из системы управления заказами (Order management system, OMS), системы продвинутого планирования и составления графиков (Advanced planning and scheduling system, APS), системы управления производством (Manufacturing execution system, MES). Кроме того, автоматизированная система управления складом (Warehouse management system, WMS) помогает предприятиям работать с информацией, которая содержится в заказах клиентов, рассчитывать объем сырья, планировать расход материалов и работу производства, отслеживать выполнение заказов, доставку и даже установку конечного продукта у заказчика. Эти системы интегрируют и координируют поток данных, повышают эффективность управления мебельной фабрикой, снижают количество ошибок, что в конечном счете позволяет сократить затраты и улучшить качество работы.
В качестве примера можно привести автоматизацию участка раскроя плит на мебельном производстве. В этом случае решение будет включать в себя две линии раскроя с ЧПУ NCG3021L-PLUS с двумя порталами, разгрузочного робота с внешней осью и соединительным конвейером через систему автоматического управления FinChinaSoft, систему Supervisor, предназначенную для автоматической маркировки, загрузки, сверления, резки, сортировки и разгрузки. Каждый портальный станок имеет один шпиндель для смены инструмента Hiteco мощностью 12 кВт и один сверлильный блок с 21 сверлильной головкой. Оптимизированный алгоритм позволит двум порталам работать одновременно, а оператор при помощи системы MES будет видеть данные обработки. Получая поток данных планирования в реальном времени от системы APS, можно регулировать производительность оборудования, что делает производственную систему гибкой. Как отмечают в компании Nanxing, вся режущая рабочая станция может обрабатывать 120 больших досок за одну смену. Кроме того, на следующем этапе обработки – фрезеровании – отпадает необходимость в выравнивании доски. Это повышает качество обработки древесины и снижает количество ошибок. Благодаря оптимизированному программному обеспечению коэффициент использования плиты также повышается, что позволяет сократить расходы. Таким образом достигается интеллектуальное производственное решение, в котором программное обеспечение управляет оборудованием, а человек работает в гармонии с машиной.
Другой пример – организация потока данных на интеллектуальной рабочей станции с четырьмя наборами шестисторонних роботов для сверления и сортировки. В данном случае система Supervisor интегрирована с четырьмя комплектами шестистороннего сверлильного станка, двухслойными роликами и роботом для загрузки и разгрузки. Данные обработки от MES передаются на каждую машину и робота, автоматически получая и считывая информацию об обработке плит через сканирующее устройство. Робот, расположенный в средней зоне обработки, подает плиту на сверлильной станок. После окончания обработки плиты поступают на разгрузочно-сортировочную площадку, где сканирующее устройство считывает информацию о заказе. После этого робот, установленный на участке сортировки, распределяет плиты. Различные требования по сверлению и сортировке для разных плит могут выставляться автоматически, без вмешательства человека. Благодаря этому снижаются трудозатраты и уменьшается количество ошибок. Кроме того, робот способен функционировать безостановочно, что позволит компании наладить на производстве работу в три смены и реализовать автоматический интеллектуальный процесс сверления и сортировки мебели на заказ. А поскольку в середине секции сверления и сортировки находится стол загрузки с ручным сканированием, даже доски, не обработанные на шестистороннем сверлильном станке, могут быть отсканированы и переданы сортировочному роботу для автоматической сортировки.
В обоих случаях гибкое, рациональное управление производством имеет решающее значение для повышения эффективности работы предприятия. Наряду с автоматизированным оборудованием с ЧПУ, важную роль в организации потока данных играют программные системы OMS, APS и MES. Система OMS позволяет пользователям контролировать весь процесс исполнения заказа и анализировать данные в режиме реального времени.
Система APS компании FinChinaSoft включает в себя две функции: расширенное планирование и расширенное производство. С использованием интеллектуальных алгоритмов, многозадачности и множества ограничений в сочетании с собственными ресурсами предприятия автоматически генерируется оптимальная схема планирования и программа серийного производства, а поток данных отправляется в MES.
MES предоставляет различные функции, такие как распределение задач цеха, оптимизация производства, планирование, мониторинг, комплектация заказов и упаковка. Все производственные звенья взаимосвязаны, что обеспечивает точность передачи информации. Кроме того, таким образом осуществляется эффективный контроль над работой всего производства в режиме реального времени. Менеджеры могут распространять концепцию интегрированного управления на каждый процесс и сотрудника в цехе и более эффективно управлять производством в режиме реального времени.
Люди, машины и материалы – это три основных элемента производства предприятия. Благодаря «умному» производству, сочетающему аппаратное и программное обеспечение, производители могут наладить взаимосвязь и глубокую интеграцию обеспечения и цифровых информационных технологий. Это позволит снизить общие затраты на управление и оптимизировать структуру производства для увеличения его эффективности и повышения конкурентных преимуществ.
Комментарии