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案例研究

汽車行業的精確性和效率

智慧自動化設計並實施 BRUSS 模組化生產線。先進的自動化系統以一系列西門子解決方案為基礎,無論生產部件的變體為何,都能維持一致的性能。

BRUSS 是全球領先的汽車產品供應商,在密封技術和動力總成控制領域。在製造其解決方案中,它還使用了塑料射出成型工藝。增加生產能力的需求以及對更高的製造精度的需求增加,導致該公司的波蘭工廠建造了一條新的模塊化生產線。

除了提升生產之外,我們的目標還是改善最終產品的質量參數。使用我們 Mrągowo 設施的現有生產線,其性能低於當時的需求,這是無法實現的。」
召回 BRUSS Sp. z o.o. 的啟動和流程經理達米安·羅溫斯基。

因此,我們決定建立並啟用第二條線,旨在實現精確的組件生產,同時顯著提高製造效率。設計和交付模塊化生產線,用於三缸和四缸汽油引擎蓋的自動化組裝,標記和質量檢查的任務被委託給 Smart Automation,這是一家專門從事工業流程自動化和機器人化的公司。

「已經在設計階段,我們對技術解決方案進行了詳細的驗證,與舊生產線相比,進行了許多改進。在新的安裝中,我們選擇了全面的方法,並完全整合西門子技術,確保整個系統的一致性和最大效率。」
強調了智能自動化項目經理拉多斯瓦夫·西曼斯基。

實施於 2023 年 6 月開始,概念開發階段,在該階段設計了站和模塊的佈局,注塑機的配置和操作員工作站。在下一個階段,建立了整個生產線的 3D 模型,包括技術流程的視覺化。文檔階段(在項目訂單啟動後完成)包括完整的 3D 模型、電氣和氣動圖以及材料表。線路的初始預先調試是在 Smart Automation 的工廠進行,是完全部部署之前測試的關鍵步驟。隨後,完整的生產線在 BRUSS 現場測試,最終於 2024 年 12 月正式接受申請。

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智慧自動化建立的生產線可實現精確的元件製造,並顯著提高生產效率

生產過程從頭到尾

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該線由十四個車站組成,零組件以閉迴路系統在托盤上運輸。

引擎蓋組裝在由 14 個工作站組成的模組化生產線上進行。零組件以封閉迴路系統在托盤上運輸。該過程從操縱器從注塑模中挑選新的零件,進行稱重以進行質量控制,然後將其放在轉移托盤上。然後零件通過熱穩定系統進行控制冷卻,並用唯一的 DMC 代碼標記。系統持續監控線路性能。如果緩衝區已滿,則會儲存零件,而其他部分則會繼續進行其他階段。

「在下一步中,兩個配備操控系統的工作站使用感應加熱技術進行插件組裝。然後該過程移至手動自動工作站,操作員在其中預先安裝流量控制插件,並將零件放置在激光焊接裝置中。循環結束後,元件會返回到托盤運輸系統,」
解釋了智能自動化自動化部主管拉多斯瓦夫·科科納奇。

在下一階段,視覺系統以 0.02 mm 的精確度驗證插件組件的正確性,檢查開口的存在和流動以及任何鑄造缺陷,並根據定義的參數進行篩選測量。然後,操作員將自攻螺絲插入孔中,並安裝壓力控制閥。最後,螺絲被自動緊緊,並以 0.01 mm 的精度測量蓋面的平坦度。在這些步驟之後,產品幾乎完成 — 只剩下密封的安裝。但是,這還沒有生產過程的結束。

在下一個階段,另一個工作站會自動清潔蓋板的上下表面。之後,在下面的工作站,操作員使用模具安裝密封件。最後,進行七次壓力測試,以驗證密度,流量,滲透性和閥門運行。然後,專用工作站會檢查壓力閥的位置、螺絲和插件的存在,並貼上安全標籤。最終工作站會將成品的零件釋放給操作員、儲存有缺陷的元件、處理緩衝區、需要重新加工的零件、參考樣本,以及重新裝載托盤。

在全容量下,該生產線同時生產兩種不同類型的蓋子,確保持續的工作流程,週期時間為 33.5 秒
達米安·羅溫斯基 , 啟動和流程管理器, 刷子

智能線

最終產品的質量對 BRUSS 至關重要,這就是為什麼 Smart Automation 實施全面的生產參數控制系統至關重要的原因。

「我們確保每個製造零件的完全可追溯性。收集的資料 (例如個別站台的週期時間、進出時間戳記以及測試結果) 可以精確計算和監控 OEE 指標。品質驗證包括使用先進的視覺系統進行壓力測試、幾何檢測,以及工藝檢查以及螺絲、閥門和警告標籤等元件的存在。」
拉多斯瓦夫·科科納奇說。

該產線配備了智能自動化開發的專有管理、報告和流程數據監控系統。此解決方案為 BRUSS 員工提供從任何地方安全的遠端存取即時生產狀態。使用者可以分析整體性能、詳細的工作站資料、帶有參數的製程歷史記錄,以及每小時、輪班和每天監控質量和效率指標。

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該產品線具有由 Smart Automation 開發的專有管理、報告和流程數據監控系統。

「BRUSS 使用的注塑機採用注塑技術生產塑膠蓋。我們建立的生產線會自動控制它們的品質,並整合螺絲和密封等元件。因此,切換產品類型需要最少的停機時間,確保生產靈活性,而不會對其他模組進行重大變更。」
拉多斯瓦夫·西曼斯基解釋。

不同產品系列的轉換過程是高度自動化的。密封工具的手動更換與生產線的進料計時同步,有效地消除此操作的停機時間。

最終客戶和機器製造商選擇西門子解決方案。我們提供的硬件元件和軟件已滿足智能自動化和 BRUSS 所設定的嚴苛目標。這證明了我們互補解決方案的高功能、多功能性和可靠性,這些解決方案實際上「驅動」我們國家的工業生產線
斯瓦沃米爾·卡利塔, 銷售經理, Siemens

該生產線基於各種西門子解決方案運作,包括工業電腦和控制器、驅動系統、電源供應器單元和 I/O 站,到 RFID 讀取器和人機介面板

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提供最高品質和生產效率的技術

在該項目中,承包機構 BRUSS 負責準確定自動化生產線的功能假設和質量要求。智能自動化作為系統整合商和承包商,負責處理整個工作範圍:從設計和配置到軟件開發,組裝,測試和線路調試,確保生產靈活性和高效率。

西門子支持該計劃作為關鍵自動化元件供應商,提供驅動生產線的技術,並在 Smart Automation 開發的自動化生產線上實現全面管理和控制引擎蓋組裝過程,」
— 斯拉沃米爾·卡利塔解釋。

在生產線的建造時,使用了具有擴展技術功能的 SIMATIC S7‑1500TF 控制器,藉由安全整合功能,實現先進的運動控制演算法,並符合最高的安全標準。控制器與 SINAMICS S210 和 V90 伺服驅動器整合,確保精確的軸控制。該線路的模組化架構基於分散式 ET200AL 和 ET200SP I/O 系統,可實現靈活的配置和快速切換。該系統配備了用於元件識別的 RFID 讀取器、工業網絡交換器、最新 SIMATIC HMI Unified 系列的操作面板,以及全面的交換設備,確保可靠的電源分配。

使用西門子技術為我們提供了統一的配置,診斷和操作,無需在不同的軟件環境之間切換
拉多斯瓦夫·西曼斯基, 智慧自動化
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左起站:羅·科科納奇、斯·卡利塔、羅·西曼斯基、德·羅溫斯基

「關鍵要素是在 TIA Portal 環境中集中管理整個流程,它將組態、診斷和模擬整合到一個工具中。在項目期間,Smart Automation 利用 TIA Portal 平台的許多功能,包括內置驅動器塊、整合式安全機制、可實現並行專案編輯的多用戶模式,以及 S7‑PLCSIM 進階工具,用於實體調試前進行控制邏輯模擬和測試。」
召回西門子的斯瓦沃米爾·卡利塔。

儘管在每個階段遇到技術挑戰,該項目的速度非常動態,反映在快速決策和持續進展中。

「我們的目標是建立一條生產線,確保在生產的每個階段的零件的高可重複性、精確度和完全可追溯性,同時提高製程效率和全面的生產管理。我們能夠完全實現這一目標,一部分是由於西門子的支持以及使用該製造商可靠的元件和軟件,」
強調拉多斯瓦夫·科科納奇。

「生產線具有高靈活性的特點。我們不斷引進參數調整和流程改進。在不久的將來,我們計劃進一步升級和擴展安裝,」
— 總結了 BRUSS sp. z o.o. 的啟動和流程經理達米安·羅溫斯基

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