钣金制造业的未来-智慧工厂

随着“复工潮”的到来，那些提前布局打造了智慧工厂并配备了相应的自动化装备的制造企业，得以在疫情防控的基础上，率先恢复生产经营。还有更多的制造企业在抗击新冠肺炎疫情的过程中，开始思考智慧工厂和自动化的意义，如何帮助企业减少劳动力需求，增强对抗风险能力。为此我们进行一次专题分享，为广大钣金制造企业深入介绍瑞士百超的智能制造理念和解决方案。

目前，绝大多数国内钣金制造工厂仍属于劳动力密集型，自动化、信息化和智能化水平较低，生产管理系统相对孤立，数据分散而不透明。随着劳动力供给不足和各项成本上升，生产的成本和效率面临巨大挑战，已经无法满足小批量定制化的趋势要求。相比之下，智慧工厂强调在企业内部统一的信息管理体系基础之上，集成MES系统，计划、调度、生产，达到人和设备的高度匹配，能够对整个生产过程进行实时监控与数据采集，通过数据分析并组织生产，更合理的分配闲置生产资源，提高生产效率，以较低的成本实现大规模定制化生产。

百超拥有丰富的专业经验，能够满足特定的自动化需求，开发并交付整条生产线。百超的钣金智慧工厂项目依据客户需要而设计开发，可以实现全自动的智能仓储（板料自动入库、自动出库、激光切割单元供料）、激光切割（自动上下料和分拣）、折弯、物流输送以及系统控制。通过构建智能化生产系统、网络化分布生产设施，实现激光切割和折弯生产全过程的数字化和智能化。以百超为国内某客户提供的智慧工厂方案为例，主要包括大容量料库、激光切割单元、机器人折弯单元、AGV运送系统、软件以及控制系统等主要组成部分。具备智能制造的关键特点：自动化生产、过程受控、自适应排产以及预防性维护。数字化和自动化贯穿从报价、离线编程、订单排产到切割、折弯、焊接、仓储和物流运送的整个工艺流程。与用户的生产管理软件平台对接，对生产调度和计划提供有力支持，极大提高生产效率和设备利用率。

大容量料库

自动化料库是激光切割、折弯、冲床等相关钣金加工系统的强大扩充，是智慧工厂无人值守生产必不可少的。百超能够为客户提供单料塔、多料塔、双排多料塔等各种配置形式，立式料库容量最大可达30层以上，单层承载5吨板材，确保最理想的库存周转率：

倍增生产效率：板材和工件的自动化料库延长了所连接生产设备的每日开机时间。对于尚未实现全天24小时自动生产的工厂，自动化料库按照计划需求，定时为上下料系统补充工件，减少独立单元的生产节拍，确保无人值守连续生产。

灵活安排生产计划：即使您的工厂已经全天24小时自动运作，自动化料库也能灵活管理生产计划，改变工单优先顺序，响应紧急的生产需求变更。我们很多的客户能够立即处理一定批次的交货而不影响生产设施的整体效率。

节省占地面积：自动化料库在竖直方向上扩展，更有效的利用占地，有时甚至可以建造在设备上方。同时容许最优的库存量和毛坯材料追溯，确保生产使用正确的物料。

激光切割单元

激光自动化解决方案涵盖从简单的材料搬运直至全自动运行的各种需求，可以优化物流，改善激光切割机床的利用率并提高工作及过程可靠性。各部分以模块形式设计安装，因此可以在以后逐步调整自动化程度。百超开发的自动上下料单元， 可完美集成到我们的激光切割机中，有一系列不同尺寸整板上下料的方案，确保不同类型和规格的机床的不间断运行和无人操作，降低劳动强度。由于采用了模块化的设计，因此自动化程度可以在日后根据需求进一步扩展，解决方案从自动上下料、集成料库到包括分拣的全自动操作。

在所有钣金加工的主要工序中，分拣是所有生产工序中从自动化系统中受益最大的，一直以来，由于工件差异大，分拣一般是人工进行的。百超自动化系统可以自动下料及堆码大多数的激光切割件，全部一次性自动操作。这些创新的系统经过实际验证，可以从激光切割机读取工件排版，抓取到托盘或其他工位上，留下废料。

机器人折弯单元

折弯自动化方案加速折弯工作流程，提升加工质量，充分发挥折弯机的最大潜力。百超自动化方案根据实际需求，凭借全自动折弯操作、智能化材料搬运以及自动化刀具更换来支持折弯过程，还可以将全自动折弯流程无缝接入前道和后道工序。

自动折弯单元的优势绝不仅限于高效率生产，机器人的使用可以极大降低操作人员的安全隐患，而标准的工序流程也确保了产品质量的一致性。百超的自动化折弯解决方案包括一台或多台关节机器人，根据工艺要求配备真空吸盘、电磁铁或机械夹爪等各类抓具。其重要特点之一在于柔性，机器人自动更换抓具并搭配多台折弯机，灵活的管理加工顺序，同时降低了生产辅助时间，即使对于小批量产品的加工也能显著提高生产效率。机器人可安装在折弯机前的地轨或天轨上，当需要人工折弯时不受影响。

百超的机器人折弯单元完全匹配全线折弯机型，支持百超折弯机特有的动态挠度补偿功能，在折弯过程中实时修正且带有最先进的传感器。即使加工长于 3 米的工件， 用户也可以获得准确恒定的折弯结果。

系统软件解决方案

智慧工厂的运作离不开系统软件的支持，为客户量身定制的MES系统提供了一整套完整的解决方案，在上层的ERP系统和底层的车间机联网之间搭建起一座桥梁，帮助客户管理和优化生产流程，实时控制车间现场的各种生产活动：

监控制造流程：系统具备各种先进的功能以管控生产计划，按照机床、材料、厚度、交期、销售订单、客户等各种参数对工单分组。用户可以实时检查工件生产阶段，待加工、排版、在制、成品等状态都以易于理解的图形方式显示。

优化节拍和成本：系统可以综合考虑不同的类型的制造要求，根据机床负荷自适应排产，创建CAD／CAM工单。

车间管理：MES软件能够监控产能和整个工序流程，优化调配员工、设备和供应商等资源，在办公室为特定的工单保留物料或优先安排其他生产计划。还能接入第三方生产管理系统，记录每种排版和生产工序的时间和真实物料损耗。

数据分析：强大的商业分析工具赋予管理人员所需要的信息，基于机床配置功能提供数据，持续不断的提高生产工艺，这些工具涵盖生产订单、费用、产能、工单切换等。

在智慧工厂的车间管理层级，百超的一系列高效软件为切割、折弯和自动化这些工艺步骤的整个信息和数据流提供强有力的支持。借助 BySoft 7 和 Plant Manager，百超所提供的解决方案能构建起数字化联网的加工环境，让用户快速高效地执行从接到订单到板件加工完成的各个环节。

总结

智慧工厂将彻底改变钣金工厂的设计、制造、运营、产品服务和生产系统，零件、设备和人之间的互联互动，将大幅提高生产效率，大规模定制水平也将提升到一个新的高度。钣金制造业将从孤立的自动化单元转化为整合的自动化设施，并且能够相互联通，从而提升制造系统的灵活性、生产力和质量。尽管向工业4.0的完全转型还需要一段时间，但在未来的5到10年内，智慧工厂的一些关键优势将逐渐确立。这场变革将为创新的钣金制造企业带来巨大机遇，也会对迟迟不愿行动的落后者带来威胁。

百超是全球领先的钣金加工解决方案提供商，专注于切割和折弯工艺链物料及信息流的自动化整合，业务范围涵盖激光切割、折弯、自动化及软件，全方位服务使得各项产品更臻完善。我们致力于提供源自瑞士高端技术的一流产品和服务，帮助客户成为世界级制造商。

审核编辑 黄昊宇