丰田冲压车间传输系统延长了正常运行时间

Toyota 更换早期控制系统

解决方案

成果

  • 延长正常运行时间
  • 及时且不超预算
  • 极其可靠
  • 更清晰的升级路径
  • 开放式通信网络

背景
丰田是最早提出精益制造和即时生产(在确切需要时才生产组件和车身板件)理念的公司。虽然这在时间、库存和房地产方面是一种极其有效的做法,但它给下游流程带来了巨大的负担,因为即时 (JIT) 供应链的效果取决于其最薄弱的环节。JIT 与不间断制造相结合,也给维护部门带来了艰巨的挑战。夏季两个星期的停产期是丰田唯一较为宽松的停机时间;因此,所有重大工程项目都必须在全面制造再次启动之前的一个很小的时间窗口内完成。在位于德比郡伯纳斯顿的丰田汽车工厂,一个重大的工程项目(改造在生产线启动时对冲压机进行维护的 AGV)被确定为一旦出现问题就可能产生严重影响的项目。

该工程最初归类为改造项目,但由于 Auris 和 Avensis 新车型的投产,制造优先级方面的突然变化立时将其提高到了关键级别,并且其机会时间相当短。但得益于 Rockwell Automation 解决方案合作伙伴 AND Automation 的横向思维,再加上丰田愿意接受替代技术,该问题得到了迅速解决。此外,基于 Rockwell Automation 的解决方案还提供了更简单、更有效的升级途径。

挑战
AGV 需要在四个不同位置之间来回移动:冲压机两侧以及码垛机和卸垛机之间。丰田冲压与焊接部门冲压工程师 Stuart Cope 解释说:“该 AGV 系统最初包含 8 辆导引车,多年来经过数次升级,部件和控制系统有的已删除,有的进行了更新。去年,我们只剩下一辆可用的导引车。由于基础设施是针对 8 台导引车系统设计的,而且十分复杂,难以管理;这逐渐成了我们的一种负担。”“由于冲压机不需要一直运行,我们最初决定进行一次改造就足够了。”Cope 继续说道,“但随着销售量的节节攀升,我们对于冲压机的需求也与日俱增。事实上,第二台冲压机也马上就要上线了。

因此,改造已无法满足我们的需求。我们必须在夏季停工期间迅速开发并安装一套全新的系统。”丰田必须找到能够在原始预算范围内提供新系统的合作伙伴。随后,丰田与多家 AGV/RGV 制造商及众多的自动化和控制系统专家取得了联系。这其中,就包括曾与丰田合作过的专业制造商 AND Automation。AND Automation 提出了一个建造导轨系统的建议,这不仅可靠、简单,而且同样重要的是,这套系统能够在有限的预算和时间内完成设计和安装作业。“AND Automation 带我们参观了提供这种硬件的公司。”Cope 解释道,“我们对其可靠性产生了深刻的印象。冲压车间里的一切机器都必须足够坚固,因为它们需要承受极大的压力。”

解决方案
AND Automation 销售总监 Tony Brooks 这样介绍其公司开发的解决方案:“现有的控制基础设施由 Allen-Bradley® PLC-5® 驱动,这意味着它在集成 Rockwell Automation 的更新解决方案时会非常地容易。丰田也对其 Allen-Bradley® 设备感到满意,因此学习曲线也更平缓。”

部署用于驱动导轨电车的新型控制解决方案的核心是 Allen-Bradley CompactGuardLogix® 可编程自动化控制器 (PAC)。与所有主设备和各种 I/O 点(包括安全和非安全 Point I/O™)的通信是在 EtherNet/IP 上进行的。每辆电车都有远程控制、I/O、安全 I/O 和车载智能功能,能够看到墙壁和机器上的非自航目标并做出反应。

主板包含所有三辆电车的 PAC、配电和 I/O、馈送远程面板(包含用于定位控制的 Allen-Bradley PowerFlex® 变频器)、安全 I/O 和 I/O。PowerFlex 753 用于对主驱动器进行精确的位置控制,PowerFlex 4 负责控制电车上的滚道传送带。在 EtherNet/IP 上运行的变频器还部署了安全断开扭矩板卡。位于主面板门上的 Allen-Bradley PanelView™ HMI 可提供全面的诊断、设置、配置和报警功能,是对主要组件的进一步补充。该安全解决方案还包括具有多个出入口的围栏。这些出入口用于与其他机器上的安全解决方案对接,并可根据操作员的进入点创建多个不断变化的区域。GuardLogix PAC 允许丰田部署通过编程而不是硬接线实现的功能安全。因此,对电车位置的智能监控创建了多个动态安全区域,给客户提供了更高的灵活性。

成果
“除了这个以外,我们没有任何其他的导轨解决方案,所以这对我们来说是一次全新的尝试。这套系统带来了显著的成果。我们遇到过一些磨合方面的小问题,主要是它跟我们的旧通信方式配合得不太好,AND Automation 模拟出了我们的旧通信系统,但是在非常新的硬件上完成的。正常运行时间延长了很多,远远优于旧系统。”丰田采购部经理 Jenny Brosnan 从采购角度对该项目做出了如下评价:“作为一项业务惯例,当我们需要采购设备时,我们通常会先跟生产部门联手制定一份规范,然后才到市场上寻找这种产品。这个项目也是以这种方式开始的 - 我们知道我们想要升级或更换设备。但最重要的是,我们乐意接受替代建议;我们对其他想法持欢迎态度。”“AND Automation 在回复我们时并没有恪守规范。”Brosnan 继续说道,“但我们很快意识到,他们可能有了能够获得相同结果的不同技术。

对我们来说,尝试和测试新方法是一种令人耳目一新的体验。我们没有对比项,但这在商业上是行得通的,我们需要让冲压车间接受这一想法。”“我们继续与 AND Automation 保持开诚布公的合作,”她总结道,“他们跟我们真诚探讨了实现这一解决方案的方法,并与其供应商开会组建了项目团队。项目开始后,我们需要改进这一新的规范。在 AND Automation 的领导下,我们与他们一起采购组件,而不仅仅是在开始和结束时露一下面。

我们一路走来 - 我们参与了整个决策过程。从采购的角度来看,您经常会听到有公司说‘这是实践,这是规范’,‘这家公司不符合规范,所以我们不用它。’我们跟他们不一样,我们乐意接受替代方案。”

上述结果是丰田将 Rockwell Automation 产品和服务与其他产品配合使用实现的。具体结果可能因客户而异。

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