讓學(xué)生自己建 讓學(xué)生自己用 與眾不同智能制造教學(xué)解決方案
西馬特智能制造產(chǎn)線解決方案的教學(xué)設(shè)計(jì)理念是:讓學(xué)生自己建,讓學(xué)生自己用。強(qiáng)調(diào)學(xué)生的參與和實(shí)踐,是創(chuàng)新且實(shí)用的教學(xué)思想,使智能制造產(chǎn)線真正服務(wù)于院校教學(xué)使用,是與眾不同的智能制造生產(chǎn)線教學(xué)解決方案。
從工業(yè)1.0-工業(yè)4.0,每一個(gè)階段的技術(shù)革命,都是為了更好的服務(wù)制造業(yè),也帶來了不同的生產(chǎn)方式?,F(xiàn)階段,我們正處于人工智能和制造業(yè)相結(jié)合——智能制造的前沿,制造業(yè)正在往智能化的方向去發(fā)展。智能制造的載體是智能產(chǎn)線,學(xué)?;谥悄墚a(chǎn)線去培養(yǎng)智能制造領(lǐng)域人才,培養(yǎng)未來工程師。
假如學(xué)生是一個(gè)工廠的老板,需要利用智能制造的方式去生產(chǎn)產(chǎn)品,那么如何去建智能制造產(chǎn)線?建一條智能產(chǎn)線需要考慮什么因素?
制造的本質(zhì)是生產(chǎn),智能制造的方式也是為了降本增效,提高效率和質(zhì)量的同時(shí),能夠降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。這里要確定一個(gè)生產(chǎn)加工產(chǎn)品,比如這個(gè)產(chǎn)品:搖擺氣缸。
生產(chǎn)產(chǎn)品之一:搖擺氣缸
既然采用了智能制造的方式,那么我們不妨多想一想,產(chǎn)線的投資比較大,后期智能產(chǎn)線除了生產(chǎn)上面的搖擺氣缸產(chǎn)品,還能不能加入更多產(chǎn)品,一條智能產(chǎn)線上生產(chǎn)2個(gè)甚至更多產(chǎn)品系列。
這里再加入一個(gè)款新產(chǎn)品:國(guó)際象棋。
生產(chǎn)產(chǎn)品之二:國(guó)際象棋一套
產(chǎn)品選型好了,學(xué)生老板這個(gè)工廠是研發(fā)生產(chǎn)銷售搖擺氣缸、國(guó)際象棋產(chǎn)品的公司。
對(duì)生產(chǎn)的兩款產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)工藝分析。
搖擺氣缸的工藝卡片如下: 國(guó)際象棋的工藝卡片如下:
通過工藝卡片,可以得出產(chǎn)品的加工工藝,以及得到它們總裝件、分裝件、組件、部件、零件、直到原材料之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系,以及所需的數(shù)量。
根據(jù)兩款產(chǎn)品生產(chǎn)的物料清單,結(jié)合公司場(chǎng)地、投資資金情況、生產(chǎn)加工工藝,選出生產(chǎn)設(shè)備??紤]生產(chǎn)節(jié)拍和流程,選出物流設(shè)備。再一一選出倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備、質(zhì)檢設(shè)備等……
到這一步,建智能制造產(chǎn)線已經(jīng)考慮一些需求和因素,初步規(guī)劃已經(jīng)有了。那么在實(shí)際工廠或制造業(yè),是如何去實(shí)施搭建產(chǎn)線的。
制造業(yè)的做法是,通過西門子PDPS對(duì)制造過程進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)、仿真和優(yōu)化。通過數(shù)字孿生手段,提高生產(chǎn)效率、降低成本,確保工藝可靠。
西門子PDPS是一套復(fù)雜且強(qiáng)大的系統(tǒng),根據(jù)PDPS的理念,我們簡(jiǎn)化一下流程,利用西馬特SMES智能產(chǎn)線執(zhí)行系統(tǒng)中內(nèi)置的產(chǎn)線設(shè)施布局與規(guī)劃功能,搭建一條虛擬智能產(chǎn)線。
根據(jù)選型設(shè)備,搭建出我們需要的智能制造虛擬產(chǎn)線。
5.1設(shè)備庫(kù)中選擇設(shè)備模型
5.2根據(jù)選型設(shè)備一一放置到場(chǎng)景
5.3組成一條智能產(chǎn)線
搭建好的虛擬產(chǎn)線還需要驗(yàn)證,這個(gè)布局是不是最合理的?按照這個(gè)布局,生產(chǎn)加工節(jié)拍和最后結(jié)果是什么?在軟件環(huán)境下,內(nèi)置的引擎,產(chǎn)線進(jìn)行虛擬運(yùn)行,模擬生產(chǎn)。
6.1生產(chǎn)數(shù)據(jù)初始化
6.2選擇加工訂單
6.3選擇產(chǎn)線排程方式
6.4產(chǎn)線虛擬生產(chǎn)
6.5生成數(shù)據(jù)報(bào)表
經(jīng)過上述步驟,利用SMES軟件,學(xué)生老板學(xué)會(huì)了自己搭建一條虛擬智能產(chǎn)線的操作。同時(shí),產(chǎn)線數(shù)據(jù)的錄入,ERP信息的錄入,讓學(xué)生了解到產(chǎn)線的管理思想。
對(duì)虛擬產(chǎn)線運(yùn)行的結(jié)果數(shù)據(jù)滿意后,接下來就是買設(shè)備,按照虛擬產(chǎn)線的布局搭建實(shí)物產(chǎn)線了。
(實(shí)物產(chǎn)線的搭建簡(jiǎn)略,我們提供模塊化設(shè)備,設(shè)備底座帶輪子,可以移來移去,按照自己的想法隨性所欲的布局設(shè)備位置)
搭建好的智能產(chǎn)線,學(xué)生動(dòng)手實(shí)操,進(jìn)行單體設(shè)備調(diào)試,通電、試運(yùn)行,是否能正常工作。
對(duì)硬件物理設(shè)備進(jìn)行通訊,通過不同的通訊協(xié)議連接起來,實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的互相通信和數(shù)據(jù)交換。
在產(chǎn)線上直接進(jìn)行PLC聯(lián)調(diào),存在安全隱患,容易對(duì)設(shè)備造成損壞,對(duì)人身安全有危險(xiǎn)。
引入西門子MCD機(jī)電一體化聯(lián)調(diào)解決方案。
機(jī)電一體化概念設(shè)計(jì)解決方案(MCD)將機(jī)械自動(dòng)化與電氣和軟件結(jié)合起來,提供了機(jī)電設(shè)備設(shè)計(jì)過程中硬件在環(huán)境中仿真調(diào)試,通過虛擬設(shè)備與PLC連接,對(duì)產(chǎn)品可靠性進(jìn)行虛擬調(diào)試。
通過MCD軟件,在仿真環(huán)境下,進(jìn)行PLC編程。PLC程序可以直接驅(qū)動(dòng)仿真模型運(yùn)動(dòng),驗(yàn)證程序的正確性和可靠性。編制好的PLC程序,可以直接下發(fā)到真實(shí)設(shè)備進(jìn)行控制,解決教學(xué)安全隱患。
加工程序的編寫
機(jī)器人點(diǎn)位的示教程序
AGV小車的引導(dǎo)程序
編制PLC程序等……
所有工作完成后,將SMES覆蓋在智能產(chǎn)線上,對(duì)智能產(chǎn)線進(jìn)行運(yùn)行、調(diào)度、生產(chǎn)。
通過上述步驟,學(xué)生學(xué)會(huì)了自己用產(chǎn)線。
“讓學(xué)生自己建 讓學(xué)生自己用”的教學(xué)設(shè)計(jì)理念,提供一條智能產(chǎn)線,二套數(shù)字孿生軟件,覆蓋智能制造機(jī)、電兩個(gè)方向,可以顯著提升教學(xué)效果與實(shí)訓(xùn)效果,為學(xué)校提供未來工程師奠定基礎(chǔ)。