羅克韋爾自動化控制系統(tǒng)在汽車生產(chǎn)線中的應(yīng)用

羅克韋爾自動化控制系統(tǒng)提高了汽車生產(chǎn)線的效率，而同時又將停工時間減少了10％——并且將整體生產(chǎn)成本降低2％。
背景：
某汽車有限公司是國內(nèi)知名的合資企業(yè)。2001年5月開始，生產(chǎn)在中國最受歡迎的兩種卡車。該公司擁有中國日益增長的SUV市場10%的份額，年總收入達(dá)7，000萬美元。
該公司34,000平方米的廠房具有車體組裝、噴漆以及一般裝配車間。工廠采用最先進(jìn)的工業(yè)體系和過程控制，如精益生產(chǎn)。工廠年產(chǎn)量可達(dá)30,000輛。

挑戰(zhàn)：
汽車工業(yè)面臨著巨大的競爭壓力，所以，必須不斷提高生產(chǎn)效率，而同時還要降低生產(chǎn)成本。要實現(xiàn)上述目標(biāo)，必須對大規(guī)模的復(fù)雜工藝進(jìn)行有效的管理和控制。在整個工廠，大量的生產(chǎn)、原料處理以及質(zhì)量信息必須及時有效的進(jìn)行傳輸和共享。

為了提高生產(chǎn)效率，必須減少生產(chǎn)線的停工時間。一般的汽車裝配線包括40到60個順序的工作站。如果其中的任何一個工作站發(fā)生故障，操作員必須停止整條生產(chǎn)線。為了提高日產(chǎn)量，必須立即排除上述故障，并且將故障發(fā)生的次數(shù)降到最低。然而，管理員通常很難確定故障的原因和根源。

同時，原料后勤也必須加強管理。任何原料處理系統(tǒng)必須能夠適應(yīng)多種車型，并且要盡量避免容易導(dǎo)致生產(chǎn)線停工的原料短缺。要確保生產(chǎn)線順利運行，原料中心和生產(chǎn)車間必須具有清晰的通信設(shè)施。對每個工作站上的原料狀態(tài)必須進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，以確保對原料短缺有快速的響應(yīng)措施。

要降低成本，必須對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行密切監(jiān)測和控制。在整個生產(chǎn)過程中，都必須對產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行收集。這樣可以確保在上游解決質(zhì)量問題，消除昂貴的原料浪費和對已經(jīng)完工的產(chǎn)品進(jìn)行重新裝配現(xiàn)象。

公司需要一套能夠降低生產(chǎn)成本，同時又能夠提高生產(chǎn)質(zhì)量的自動化控制系統(tǒng)。自動化控制系統(tǒng)使工作人員能夠收集和分析生產(chǎn)數(shù)據(jù)，以便于更好地管理生產(chǎn)過程、分清責(zé)任以及不斷提高產(chǎn)品的性能。

解決方案：
旨在增加利潤和降低運營成本，該公司求助于羅克韋爾自動化來為其汽車裝配線提供一套控制系統(tǒng)。該公司認(rèn)為，羅克韋爾自動化名聲雀起，是優(yōu)質(zhì)自動化產(chǎn)品和工程解決方案的提供商。同時，公司還表明深信羅克韋爾自動化有能力提供優(yōu)越的當(dāng)?shù)丶夹g(shù)支持和現(xiàn)場服務(wù)。羅克韋爾自動化為汽車工業(yè)提供了一系列解決方案。

公司生產(chǎn)的核心是Andon系統(tǒng) —— 一套專門為汽車裝配線設(shè)計的綜合性信息管理和控制系統(tǒng)。Andon系統(tǒng)最初源于豐田汽車，現(xiàn)已成為了汽車行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。實踐已經(jīng)表明，該系統(tǒng)能夠提高產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量。羅克韋爾自動化為系統(tǒng)提供設(shè)計、規(guī)劃以及項目管理，同時還有系統(tǒng)的試運行、啟動、測試和人員培訓(xùn)。

同時，羅克韋爾自動化提供一名工程師在該公司生產(chǎn)現(xiàn)場工作兩年，以確保系統(tǒng)的順利實施。為了降低項目成本，硬件集成和安裝都以非常低廉的價格在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行外包。

Andon系統(tǒng)是汽車生產(chǎn)線完整的一部分。系統(tǒng)能夠收集生產(chǎn)線上有關(guān)設(shè)備、生產(chǎn)以及管理的信息。在對這些信息進(jìn)行處理之后，Andon系統(tǒng)控制分布在整個車間的指示燈和聲音報警系統(tǒng)。

系統(tǒng)的核心部分是Andon現(xiàn)場控制柜。Andon系統(tǒng)PLC通過網(wǎng)絡(luò)與車體組裝、噴漆以及一般裝配車間的Allen-Bradley PLC-5 進(jìn)行通信。

同時，Andon系統(tǒng)還連接到原料處理中心，以便對原料向整個生產(chǎn)線的交付提供更加有效的控制。另外，整個生產(chǎn)線上還設(shè)置有諸多質(zhì)量監(jiān)測站。在檢查員發(fā)生質(zhì)量問題之后，可以啟動Andon HMI上的開關(guān)，提醒相應(yīng)的人員立即反映所發(fā)生的問題。

Andon系統(tǒng)最大的優(yōu)點就是能夠為操作員停止生產(chǎn)線提供一套新的、更加有效的途徑。在傳統(tǒng)的汽車生產(chǎn)線上，如果發(fā)生故障，整條生產(chǎn)線立即停止。采用了Andon系統(tǒng)之后，一旦發(fā)生問題，操作員可以在工作站拉一下繩索或者按一下按鈕，觸發(fā)相應(yīng)的聲音和點亮相應(yīng)的指示燈，提示監(jiān)督人員立即找出發(fā)生故障的地方以及故障的原因。一般來說，不用停止整條生產(chǎn)線就可以解決問題，因而可以減少停工時間同時又提高了生產(chǎn)效率。

Andon系統(tǒng)的另一個主要部件是信息顯示屏。羅克韋爾自動化的最新型RSView32顯示屏分布在每個車間，懸掛在主要通道的上方或者靠近主要的處理設(shè)備。顯示屏幕由Flex I/O 驅(qū)動，并且能夠通過遠(yuǎn)程I/O與PLC進(jìn)行通信，因而易于維護(hù)和系統(tǒng)擴(kuò)展。
每個顯示面板都能夠提供關(guān)于單個生產(chǎn)線的信息，包括生產(chǎn)狀態(tài)、原料狀態(tài)、質(zhì)量狀況以及設(shè)備狀況。顯示器同時還可以顯示實時數(shù)據(jù)，如目標(biāo)輸出、實際輸出、停工時間以及生產(chǎn)效率。
根據(jù)顯示器上提供的信息，操作員可以更加有效的開展工作。另外，不同的音樂報警可以使操作員和監(jiān)督人員清楚了解到其轄區(qū)內(nèi)發(fā)生了什么問題。隊長或者組長也可以根據(jù)顯示器上顯示的信息識別并且消除生產(chǎn)過程中的瓶頸問題。
同時，隊長或者組長還可以從控制室或者遠(yuǎn)程監(jiān)測站監(jiān)測生產(chǎn)狀態(tài)、原料處理以及設(shè)備運行狀況。采用Andon監(jiān)測軟件，管理人員可以設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)以及生成綜合信息報告，包括停止請求對實際停止頻率、停止原因以及停止時間。根據(jù)這些信息，工程人員和監(jiān)督人員能夠識別工藝可以改進(jìn)的區(qū)域或者操作員需要進(jìn)行進(jìn)一步培訓(xùn)的地方。
成果：
Andon正在成為越來越受汽車制造商的歡迎的解決方案，并且能夠為羅克韋爾自動化產(chǎn)品和解決方案提供理想到工作平臺。憑借長期的行業(yè)工作經(jīng)驗和強有力的當(dāng)?shù)丶夹g(shù)支持，羅克韋爾自動化能夠為該公司提供費用低廉的系統(tǒng)，并且能夠在比同類產(chǎn)品更短的時間內(nèi)投入使用。
“根據(jù)終端用戶的要求進(jìn)行Andon系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)非常困難，”公司項目經(jīng)理說，“但是，羅克韋爾自動化與承包產(chǎn)品供應(yīng)商有一系列的協(xié)調(diào)會議，一切都進(jìn)展順利。在系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)階段，我只從其他的承包商處聽到積極的反饋，并且系統(tǒng)的試用和全部買下銷路也非常好。”
通過提供Andon系統(tǒng)設(shè)計、開發(fā)和安裝所需要的硬件和專門知識，羅克韋爾自動化能夠幫助該極大地提高生產(chǎn)效率。工廠的日產(chǎn)量已經(jīng)提高了10％，而年收入也增加了120萬美元。
通過采用羅克韋爾自動化產(chǎn)品和Andon系統(tǒng)，該公司能夠更好的對故障做出響應(yīng)、識別和解決生產(chǎn)過程中的瓶頸問題以及改進(jìn)工藝流程。另外，原料處理和質(zhì)量控制則更加高效。由于減少了操作失誤和生產(chǎn)線停工時間，該公司已經(jīng)將停工時間減少了10％，生產(chǎn)成本降低了2％，因而該公司對Andon系統(tǒng)和羅克韋爾自動化產(chǎn)品感到非常滿意。“我強烈建議羅克韋爾自動化作為控制系統(tǒng)或者Andon系統(tǒng)的供應(yīng)商，”項目經(jīng)理說，“他們的硬件（例如，系統(tǒng)的顯示屏）質(zhì)量非常好。還有，他們的工程師非常優(yōu)秀，在系統(tǒng)試運行期間的故障排除和確保系統(tǒng)整合到我們的設(shè)備過程中，他們做了大量的工作。”