Prática de construção de fábricas inteligentes

Design-de nível superior: centrado na rota do processo

O sucesso ou o fracasso da construção de uma fábrica inteligente depende de o planejamento-de nível superior realmente estar alinhado com os processos de negócios da fábrica. O Projeto Inteligente Tianjin Yihong centra-se na rota do processo, usa o fluxo logístico como estrutura, é orientado por dados como seu núcleo e cobre todo o ciclo de vida, desde o armazenamento da matéria-prima até o envio do produto acabado.

A principal rota do processo é a seguinte: Os rolos de papel são cortados em folhas por uma máquina de corte de papel, depois transportados pela AGV para a máquina de corte para corte e depois transportados para a máquina de impressão para impressão multicolorida; após a impressão, os materiais descansam por 4 a 6 horas e depois são transferidos por um corredor para a oficina de tratamento de superfície, onde um ou vários processos, como laminação, gravação em relevo, estampagem a quente e{2}}corte, são concluídos em sequência; finalmente, os rolos são colados com o papel facial por uma máquina de laminação, dobrados em caixas e embalados para embalagem para formar o produto acabado (caixas de papelão ondulado) ou o papel facial é transportado escada acima por um elevador de carga até a oficina de caixas premium, onde o cartão cinza é entalhado e -cortado, depois combinado com o papel facial da caixa colorida para formar uma caixa premium acabada, processada na máquina de caixa superior e inferior no produto de caixa premium final.

As caixas coladas acabadas podem ser enviadas diretamente da área de armazenamento do primeiro-andar ou transportadas por AGV para o elevador de carga, entrando no armazenamento plano do quarto-andar. Eles são programados para carregamento de saída assim que a ordem de remessa for acionada. Todo o percurso do processo abrange vários andares e áreas funcionais, com longas linhas logísticas e muitos pontos de transferência. O plano do projeto está centrado no conceito central de 'permitir que o fluxo de dados conduza o fluxo de material e permitir que a programação do sistema substitua a coordenação manual', usando isso como ponto de partida para construir um sistema digital-inteligente integrado de 'integração suave e rígida'.

Reconstrução de hardware: sistema de tratamento-automatizado de processo completo

01/ Workshop de Impressão: Área Central de Transformação da Automação

A oficina gráfica é a área com maior transformação neste projeto. Por meio de atualizações padronizadas de três processos-folhadoras de papel, cortadoras e máquinas de impressão-combinadas com linhas transportadoras e AGVs do tipo-empilhadeira, foi estabelecido um circuito-fechado completo para circulação automática de paletes.

A laminadora de papel adota um modo de operação em formato de U-de 'palete superior → desembalagem automática → enchimento do palete → transporte AGV', com duas máquinas dispostas simetricamente norte e sul, alcançando uma conexão perfeita desde o corte do papel até a transferência. No processo de corte, os AGVs-do tipo empilhadeira lidam com carga e descarga automática de material; os paletes vazios produzidos por corte são empilhados centralmente por uma empilhadeira de paletes e depois retornados via AGV para a laminadora de papel ou para as aberturas de alimentação do cortador, realizando a alocação automática de recursos de paletes.

A modificação das máquinas de impressão é a parte tecnicamente mais complexa do projeto. Tomando a impressora UV como exemplo: no lado de carregamento, os AGVs do tipo{1}}empilhadeira entregam paletes totalmente carregados com papel na porta de carregamento da máquina, onde o dispositivo de transferência-de elevação superior os move automaticamente para a posição de alimentação, e o mecanismo do alimentador coleta automaticamente o papel; no lado de descarga, os paletes vazios circulam pela esteira lateral, recebendo o papel impresso; paletes completos viajam automaticamente até o final do transportador, onde um AGV os transporta para a área de descanso ou área de inspeção. Todo o caminho forma um circuito fechado-automático em formato de 'S', substituindo completamente as operações anteriores de empilhadeira-de trabalho intensivo.

02/ Logística-cruzada: automação de transporte vertical

Para o projeto inteligente, dois elevadores de carga nos lados norte e sul foram especialmente modernizados. Roletes foram instalados dentro das cabines e linhas transportadoras de acoplamento foram instaladas na entrada do elevador de cada andar, tornando o elevador de carga uma extensão vertical do sistema-AGV no nível do solo.

Após a reforma, no primeiro andar, empilhadeiras-tipo AGV transportam materiais até a entrada do elevador de carga. Os materiais são transportados automaticamente para a cabine do elevador, depois sobem até o piso alvo e são descarregados na linha transportadora do piso através dos rolos da cabine. O transporte subsequente é completado pelo AGV de piso ou empilhador manual.

A área de armazenamento plana do quarto{0}}andar da empresa pode armazenar mais de 700 paletes de produtos acabados. Durante o armazenamento, os produtos acabados são levantados pelo elevador de carga e, em seguida, recolhidos pelas empilhadeiras AGV ocultas do quarto{3}}andar e colocados automaticamente no armazenamento de acordo com os locais-atribuídos pelo WMS. Ao retirar, o operador do armazém emite um comando no sistema, e o AGV transporta automaticamente a mercadoria até a entrada do elevador de carga, desce ao primeiro andar para aguardar o carregamento. Paletes vazios gerados por pedidos de saída são levantados de volta pelo elevador de carga para reutilização. Ao longo de todo o processo de entrada e saída, o envolvimento humano limita-se à operação do sistema, com intensidade de trabalho físico próxima de zero.

03/ Capacitação RFID: a base digital-inteligente para rastreamento de materiais

Os paletes usam etiquetas integradas de “chip de código de barras RFID”, com códigos de barras visíveis na parte externa e chips incorporados que armazenam informações do material. Os AGVs-do tipo empilhadeira são equipados com leitores RFID; cada vez que uma tarefa de movimentação é executada, o sistema verifica automaticamente se o número do palete corresponde ao número da tarefa, conseguindo um mapeamento preciso entre materiais e tarefas. Isso evita os riscos operacionais de “retirar as mercadorias erradas ou colocá-las no local errado” desde a origem e garante que o registro de materiais no sistema digital permaneça sincronizado em tempo real com os itens físicos no local. Esse também é um dos principais pontos de entrada de dados para alcançar "operações digitais-inteligentes" em toda a fábrica.

Capacitação de software: controle colaborativo em quatro plataformas

As atualizações de hardware estabelecem a base física; a colaboração de software é o verdadeiro mecanismo para liberar valor-digital inteligente. O Projeto Inteligente Tianjin Yihong implanta quatro plataformas principais: MES, WMS, WCS e LES, construindo um sistema de controle inteligente-digital-de cadeia completa que abrange execução de produção, gerenciamento de armazém, controle de equipamentos e programação de logística.

01/ Sistema de Execução de Fabricação MES

Permite chamadas automáticas de materiais e relatórios de trabalho automáticos. Ao carregar linhas transportadoras em máquinas ociosas, o sistema emite automaticamente tarefas de reabastecimento para AGVs; após a conclusão da impressão, o sistema registra automaticamente a quantidade de ordens de serviço concluídas com base na coleta de dados-em tempo real. As informações de produção fluem on-line durante todo o processo, reduzindo significativamente o tempo de entrada manual pelos funcionários.

02/ Sistema de gerenciamento de armazém WMS

Esse sistema é a principal ferramenta para resolver o problema-de longa data das "discrepâncias contábeis". Após o lançamento do sistema, todas as operações de entrada e saída de matéria-prima devem ser registradas no sistema, com cada registro mostrando um carimbo de data/hora claro e uma pessoa responsável. O sistema também fornece relatórios sincronizados de alertas de inventário; o estoque baixo aciona automaticamente lembretes, atualizando as decisões de compras de "estimativa-baseada em experiência" para "tomada de decisão-baseada em dados-.

03/ Sistema de controle de equipamentos WCS

Responsável pela programação unificada de todos os AGVs da fábrica, linhas transportadoras, elevadores, transferências e elevadores de carga, ele serve como o "centro nervoso" conectando a lógica de negócios da camada-superior com a execução-do equipamento da camada inferior, garantindo que cada instrução logística seja convertida de forma precisa e imediata em ações de equipamento.

04/ Sistema de Execução Logística LES

Realize filas unificadas e gerenciamento de prioridade de várias tarefas logísticas, como chamada de materiais, reabastecimento de materiais, transferência e retorno ao armazém para evitar conflitos de recursos quando múltiplas tarefas ocorrem simultaneamente e garantir o ritmo logístico tranquilo e ordenado de toda a planta.

Compartilhamento-de dados em tempo real entre as quatro plataformas e, ao mesmo tempo, integração com o aviso de entrega do ERP de fábrica, realizando a penetração-de{2}}dados de ponta a ponta, desde os pedidos dos clientes até a entrega do produto acabado, para que o conceito de "impulsionado pela inteligência digital" possa ser verdadeiramente implementado em todos os nós de negócios.

Coleta de dados: A máquina está totalmente em rede

O projeto de inteligência digital da empresa concluiu a transformação da aquisição digital de 32 equipamentos principais de produção na oficina do primeiro andar, abrangendo todos os equipamentos principais, como máquinas de separação de papel, máquinas de impressão, máquinas de laminação, máquinas de laminação, máquinas de gravação em relevo, máquinas de estampagem a quente, máquinas de corte e vinco-e linhas de colagem de pastas.

O status operacional, quantidade de produção, alarme de falha e outros dados de cada máquina são importados para o MES em tempo real para formar um painel digital da oficina visual. A gestão pode obter dados de capacidade de produção, taxa de utilização de equipamentos e informações anormais sem depender de estatísticas manuais, fornecendo uma base sólida de inteligência digital para a promoção contínua da produção enxuta.

Mudança de gestão: da limpeza do local à padronização de processos

01/ A aparência do site foi amplamente melhorada

O AGV exige que os materiais sejam empilhados ordenadamente em paletes padrão de acordo com o local de armazenamento especificado, o que impõe-especificações de operação no local. No passado, o ambiente da oficina de empilhamento aleatório foi fundamentalmente alterado, e um local limpo e ordenado não é apenas o pré-requisito para a operação do sistema, mas também a garantia básica para uma produção segura.

02/ A colaboração logística é totalmente online

A utilização de matérias-primas anteriormente dependia da comunicação verbal offline entre o capitão e o gestor do armazém, e os atrasos nas informações e as responsabilidades pouco claras eram a norma. Após o lançamento do sistema, todas as solicitações de materiais são submetidas online através do MES, e a gestão do armazém realiza o armazém de acordo com as tarefas do sistema, e cada circulação de material possui um voucher eletrônico completo, realizando a transformação fundamental de "acordo verbal" para "controle do sistema".

03/ Tomada de decisão de aquisição-baseada em dados abrangentes-

Os dados de inventário-em tempo real e as tabelas de pré{1}}aviso do WMS permitem que o departamento de compras se despeça do histórico de compra de papel por sentimento, e o desperdício de compras repetidas e acúmulo de materiais é efetivamente reduzido, e a eficiência do giro de estoque é melhorada.

Valores fundamentais e inspiração da indústria

O valor do projeto inteligente Tianjin Yihong pode ser resumido nas quatro dimensões a seguir:

(1) Melhoria da eficiência e taxa de crescimento: todo o processo é atualizado automaticamente, eliminando gargalos de transferência manual, encurtando o ciclo de produção e tornando o ciclo de fluxo da linha de produção mais estável.

(2) Redução de custos e redução de consumo: a transferência automática de AGV reduz bastante a intensidade do trabalho físico dos trabalhadores-da linha de frente, economiza efetivamente custos de mão de obra e reduz o desperdício de matéria-prima por meio de relatórios automáticos.

(3) Gestão padronizada: O sistema AGV obriga o local a ser limpo e padronizado, criando uma oficina de inteligência digital padronizada e visual.

(4) Ligação à situação global: os dados MES, WMS, WCS, LES e ERP estão ligados, abrindo toda a ligação de produção, logística e armazenamento, e melhorando de forma abrangente as capacidades de gestão e controlo da cadeia de abastecimento.

Do ponto de vista da importância da indústria, o projeto de inteligência digital Tianjin Yihong prova que em uma fábrica complexa de impressão e embalagem com vários andares, múltiplos processos e múltiplas variedades, por meio de um design razoável-de alto nível e integração integrada de software e hardware, é possível realizar o agendamento automático de todo o processo logístico e o controle de inteligência digital refinado do armazenamento.

A fábrica inteligente construída por Tianjin Yihong é uma implementação completa do conceito de "inteligência digital-orientada" na indústria de impressão e embalagens. A fabricação inteligente não é uma simples atualização de equipamento, nem um software puro para a nuvem, mas um projeto geral de inteligência digital com fluxo de processo como esqueleto, coleta de dados como nervo, plataforma de software como cérebro e equipamentos de automação como membros, e integração orgânica e operação coordenada.

Para empresas pares que pretendem promover a transformação, formular planos a partir de pontos problemáticos e implementar design simultâneo de software e hardware é o caminho correto para fazer com que a inteligência digital passe de “conceito” para “valor”. Com a penetração contínua da tecnologia de inteligência artificial nas áreas de previsão de qualidade e otimização de processos, o processo de inteligência digital da indústria de impressão e embalagem será ainda mais aprofundado.