羅克韋爾自動化控制系統在汽車生產線中的應用

羅克韋爾自動化控制系統提高了汽車生產線的效率，而同時又將停工時間減少了10％——并且將整體生產成本降低2％。
背景：
某汽車有限公司是國內知名的合資企業。2001年5月開始，生產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。工廠采用最先進的工業體系和過程控制，如精益生產。工廠年產量可達30,000輛。

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

為了提高生產效率，必須減少生產線的停工時間。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生故障，操作員必須停止整條生產線。為了提高日產量，必須立即排除上述故障，并且將故障發生的次數降到最低。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。任何原料處理系統必須能夠適應多種車型，并且要盡量避免容易導致生產線停工的原料短缺。要確保生產線順利運行，原料中心和生產車間必須具有清晰的通信設施。對每個工作站上的原料狀態必須進行連續監測，以確保對原料短缺有快速的響應措施。

要降低成本，必須對產品質量進行密切監測和控制。在整個生產過程中，都必須對產品質量數據進行收集。這樣可以確保在上游解決質量問題，消除昂貴的原料浪費和對已經完工的產品進行重新裝配現象。

公司需要一套能夠降低生產成本，同時又能夠提高生產質量的自動化控制系統。自動化控制系統使工作人員能夠收集和分析生產數據，以便于更好地管理生產過程、分清責任以及不斷提高產品的性能。

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。該公司認為，羅克韋爾自動化名聲雀起，是優質自動化產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越的當地技術支持和現場服務。羅克韋爾自動化為汽車工業提供了一系列解決方案。

公司生產的核心是Andon系統 —— 一套專門為汽車裝配線設計的綜合性信息管理和控制系統。Andon系統最初源于豐田汽車，現已成為了汽車行業的標準。實踐已經表明，該系統能夠提高產量和產品質量。羅克韋爾自動化為系統提供設計、規劃以及項目管理，同時還有系統的試運行、啟動、測試和人員培訓。

同時，羅克韋爾自動化提供一名工程師在該公司生產現場工作兩年，以確保系統的順利實施。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地進行外包。

Andon系統是汽車生產線完整的一部分。系統能夠收集生產線上有關設備、生產以及管理的信息。在對這些信息進行處理之后，Andon系統控制分布在整個車間的指示燈和聲音報警系統。

系統的核心部分是Andon現場控制柜。Andon系統PLC通過網絡與車體組裝、噴漆以及一般裝配車間的Allen-Bradley PLC-5 進行通信。

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

Andon系統最大的優點就是能夠為操作員停止生產線提供一套新的、更加有效的途徑。在傳統的汽車生產線上，如果發生故障，整條生產線立即停止。采用了Andon系統之后，一旦發生問題，操作員可以在工作站拉一下繩索或者按一下按鈕，觸發相應的聲音和點亮相應的指示燈，提示監督人員立即找出發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效率。

Andon系統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備。顯示屏幕由Flex I/O 驅動，并且能夠通過遠程I/O與PLC進行通信，因而易于維護和系統擴展。
每個顯示面板都能夠提供關于單個生產線的信息，包括生產狀態、原料狀態、質量狀況以及設備狀況。顯示器同時還可以顯示實時數據，如目標輸出、實際輸出、停工時間以及生產效率。
根據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督人員清楚了解到其轄區內發生了什么問題。隊長或者組長也可以根據顯示器上顯示的信息識別并且消除生產過程中的瓶頸問題。
同時，隊長或者組長還可以從控制室或者遠程監測站監測生產狀態、原料處理以及設備運行狀況。采用Andon監測軟件，管理人員可以設置系統參數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。根據這些信息，工程人員和監督人員能夠識別工藝可以改進的區域或者操作員需要進行進一步培訓的地方。
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品和解決方案提供理想到工作平臺。憑借長期的行業工作經驗和強有力的當地技術支持，羅克韋爾自動化能夠為該公司提供費用低廉的系統，并且能夠在比同類產品更短的時間內投入使用。
“根據終端用戶的要求進行Andon系統的設計和開發非常困難，”公司項目經理說，“但是，羅克韋爾自動化與承包產品供應商有一系列的協調會議，一切都進展順利。在系統設計和開發階段，我只從其他的承包商處聽到積極的反饋，并且系統的試用和全部買下銷路也非常好。”
通過提供Andon系統設計、開發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效率。工廠的日產量已經提高了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品和Andon系統，該公司能夠更好的對故障做出響應、識別和解決生產過程中的瓶頸問題以及改進工藝流程。另外，原料處理和質量控制則更加高效。由于減少了操作失誤和生產線停工時間，該公司已經將停工時間減少了10％，生產成本降低了2％，因而該公司對Andon系統和羅克韋爾自動化產品感到非常滿意。“我強烈建議羅克韋爾自動化作為控制系統或者Andon系統的供應商，”項目經理說，“他們的硬件（例如，系統的顯示屏）質量非常好。還有，他們的工程師非常優秀，在系統試運行期間的故障排除和確保系統整合到我們的設備過程中，他們做了大量的工作。”