现代化刀具识别系统提高生产效率

寂静回声

物联网的基础是网络连接的系统及机器，一方面是数量和成本得以优化的自动化，另一方面是最小生产批量的灵活性，物联网的目的是在这两者间取得平衡并将两者结合。简单说来就是在最短的时间内高效生产出最具个性化的产品。

本文介绍的是2010年起源于德国门兴格拉德巴赫的SMS集团的完全现代化生产线，该项目具有迈向物联网的重大意义。生产过程中，最大的挑战往往是更短的生产周期以及客户的定制化需求。这需要生产设备或机床能够满足在短时间内的生产变化需求。“对于系统和设备制造商来说，其中一个最显著的挑战是尽可能的减少生产和运输时间。”SMS集团的Alexander Goebels解释说。回到2010年，兴格拉德巴赫工厂最重要的目标是实现整体生产的现代化。“我们想尽各种办法去迎合物联网，在生产线上实现最大化的灵活生产。”

在新的架构和自动化理念中，SMS现代化生产线关键的核心是刀具管理使用来自巴鲁夫的RFID用于刀具识别。“如果没有RFID的芯片，就不会有目前卓越的经济性，也不会有令我们满意的生产稳定性及错误的预防等。”机械生产的工厂经理Judith Schmitt补充道。在物联网概念盛行之前，SMS就开始策划现代化生产线的项目。该项目旨在提高生产率和减少交货时间。为了达到这个目标，SMS总共投入6,000万欧元，其中一半以上的资金都投入到高自动化生产的设备中。值得一提的是，在过去的三年中，所有机床都被更新，然而生产从未中断过。

在今天的SMS工厂中，可以看到由镗床、双镗铣床、龙门铣床、立式车床和台式车床组成的长达21米的生产线，其材质都是由钢制成，钢的总重量达200吨。所有机床都被并入到一个集成的框架结构中，利用主控制计算机来使机床得到最好的利用，与此同时，通过中央刀具对刀仪为所有机床供应刀具。对于大多数部件来说，刀具是自动提供给机床中心的，比如4台机床中心和工件托盘自动化系统的货架仓储。“在生产加工过程中每个设备的平均机加工时间为2小时，需要70-80把不同的刀具。”Goebels介绍道。而货架仓储是以全自动化为机床中心提供刀具而集成的穿梭系统。准备好的刀具被带入到机床加工中心的存储台，然后第二部穿梭车将刀具送到各个机床平台，机床的刀具处理器会让刀具类似于动态处理数据交换，然后刀具再以同样的方式返回。据Goebels介绍，仅仅在这一个区域，就有大约1,000个明确的刀具任务需要循环处理。
在工厂里，我们管理着大约10,000把不同的技术和几何特征的刀具，每把刀既可以作为单独个体，也可以作为复杂组合应用”，Peter Sosnitzka作为所有刀具设置的负责人介绍道。通过非接触的方式，所有刀具相关数据在测量的同时已传输到巴鲁夫的RFID芯片中。与此同时所有数据以精确自动编程工具和生产管理程序的方式处理整个工艺链，包括从刀具识别到管理实际生产情况。

这个系统确保了始终如一的流程，更大的透明度和更快的生产效率。巴鲁夫的刀具识别系统进一步确保所有需要的刀具数据包括刀具寿命是可用的、正确的及最新的，另外还有刀具在每个地方使用过的情况。通过RFID读写头这个可靠的和零失误的电气数据传输使得在手动传送刀具的生产区域更有价值。
整个项目中最大的挑战来自于使基础设施更现代化——对已存在和全线运行的生产线设立并启动新的机床系统”，兴格拉德巴赫工厂的电气维护主管Wilhelm Plabwilm解释说。在这阶段，手动工具管理必须要保持在较短的时间内，“而我们花了3倍以上的工作时间”，Schmitt回忆说。通过把固定的RFID数据芯片装在每把刀具上和更换每把刀具时无错误的传输参数来实现数据的安全可靠，这样能够节省更多时间。

“甚至用最少的键盘输入错误也可避免致命后果，”Schmitt解释说，很难想象由此造成的机床停机和昂贵零部件损坏的后果。巴鲁夫刀具管理的重要优势之一是刀具寿命长。即使在SMS节省的潜能不能完全量化，但是连续检查和回写数据载体的运行能够确保及时修磨或更换工具，从而防止过早丢弃。“巴鲁夫的刀具识别系统在很多方面都贡献了优势，如提高连续性的生产和减少运输时间。”Goebels总结道。