西安技師學(xué)院

國家級高技能人才基地


西安技師學(xué)院隸屬?lài)鴦?wù)院國資委管理的中央企業(yè)--中國西電集團,是一所面向社會(huì )以培養高級工和預備技師層次高技能人才的技工院校,每年為中國西電集團、陜汽集團、陜鼓集團、陜西法士特集團、西門(mén)子公司、ABB公司等百余家企業(yè)輸送專(zhuān)業(yè)人才。


西安技師學(xué)院是全國首批國家中等職業(yè)教育改革發(fā)展示范學(xué)校、首批國家高技能人才培養示范基地、人社部職教師資培訓基地。



培養智能制造領(lǐng)域“灰領(lǐng)”人才


隨著(zhù)“中國制造2025”的提出,智能制造成為我國在新一輪技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)變革中取得世界領(lǐng)先地位的突破口和主攻方向。西安技師學(xué)院面對智能制造快速發(fā)展的大量人才需求,致力于建立新型綜合性、體驗式智能制造應用人才培訓基地,打破傳統“藍領(lǐng)”(技能型)與“白領(lǐng)”(技術(shù)型)人才劃分界限,為制造企業(yè)培養智能制造領(lǐng)域一線(xiàn)應用型“灰領(lǐng)”人才(技術(shù)技能型)。


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▲智能制造產(chǎn)教結合



智能制造人才培訓基地以人才培養為主要目標,同時(shí)結合生產(chǎn)和教學(xué),構建一條能夠生產(chǎn)真實(shí)產(chǎn)品的典型智能化生產(chǎn)線(xiàn),以配套軟件、硬件系統部署為核心,同時(shí)充分考慮精益思想的教學(xué)培訓需求,希望能夠幫助師生更快、更好的進(jìn)行智能制造的學(xué)習和研究,建立智能產(chǎn)線(xiàn)、智能制造管理平臺、教學(xué)研究融合的“產(chǎn)學(xué)研”培訓基地。


面向教學(xué)精益智能制造培訓平臺


西電技師學(xué)院智能制造人才培訓基地通過(guò)建立一條可以實(shí)際制造產(chǎn)品的生產(chǎn)線(xiàn),搭建面向教學(xué)培訓的智能制造體系平臺,通過(guò)該平臺使培訓的在崗操作員和管理人員能迅速掌握并駕馭智能制造相關(guān)軟、硬件系統的操作和管理能力,快速熟悉智能制造場(chǎng)景下的業(yè)務(wù)銜接和軟硬件操作,并加深對精益生產(chǎn)理論的理解,快速提高業(yè)務(wù)操作和管理水平以適應智能制造發(fā)展的需要,智能制造體系平臺將實(shí)現以下的目標:


● 模擬智能工廠(chǎng)現場(chǎng)實(shí)際運營(yíng)模式

● 相對完整覆蓋智能制造各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節

● 充分融合精益思想和智能制造,精益管理落地

● 充分考慮實(shí)際和教學(xué)培訓的有機融合

● 具備智能制造參觀(guān)、展示、實(shí)習功能

● 為學(xué)員提供智能制造課程設計和課程實(shí)驗的場(chǎng)所

● 形成智能制造長(cháng)效的培訓體系



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▲精益化智能制造平臺



攜手佰思杰共建培訓平臺


西安技師學(xué)院通過(guò)層層篩選和綜合考量,最終選擇攜手武漢佰思杰科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“佰思杰”)共同構建智能制造培訓基地。佰思杰是一家致力于提供智能制造整體解決方案提供商,佰思杰智能制造體系架構可以同時(shí)提供信息管理系統和智能硬件解決方案,具有豐富的智能制造應用精益管理研究經(jīng)驗,非常符合西安技師學(xué)院智能制造培訓基地建設的要求。


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 ▲智能制造培訓平臺框架

如上圖所示,西安技師學(xué)院智能制造平臺框架設計過(guò)程中,佰思杰項目團隊通過(guò)和西安技師學(xué)院領(lǐng)導和相關(guān)人員的充分溝通和調研,形成智能制造培訓基地整體規劃為“一個(gè)平臺、一條產(chǎn)線(xiàn)、八個(gè)訓練、體驗中心”,其主要含義是:


 以MOM(MES)為依托,建立一個(gè)智能化、精益化制造的信息系統平臺

 以立體庫、CNC設備、AGV、機器人等智能裝備為基礎,通過(guò)IOT物聯(lián)網(wǎng)模塊形成一條可以生產(chǎn)產(chǎn)品的典型智能化產(chǎn)線(xiàn)

 智能制造技術(shù)領(lǐng)域八大模塊為主線(xiàn),為師生提供豐富的教學(xué)培訓和體驗中心



制造全流程智能產(chǎn)線(xiàn)


針對西安技師學(xué)院對智能制造培訓平臺的要求和規劃,佰思杰項目團隊和西安技師學(xué)院團隊共同致力于培訓平臺的建設,佰思杰按照要求設計并提供機器人、AGV、自動(dòng)檢測設備等智能化裝備方案,通過(guò)IOT完成裝備數據采集和監控,同時(shí)在佰思杰制造運行管理系統(MOM)平臺下,形成從計劃、生產(chǎn)、質(zhì)量、倉儲物流、設備管理、異常等制造過(guò)程全流程管理的智能化產(chǎn)線(xiàn)。


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▲智能制造培訓平臺模塊設計


如上圖所示,根據智能制造培訓平臺模塊設計,為實(shí)現培訓平臺的搭建,建立一條智能產(chǎn)線(xiàn),我們需要進(jìn)行的工作包括以下內容:


  充分考慮教學(xué)的適應性,對生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行設計,融合實(shí)際生產(chǎn)線(xiàn)和教學(xué)培訓的特點(diǎn);

●  以典型的電力裝備產(chǎn)品(接地開(kāi)關(guān))為載體,構建完整、真實(shí)的智能化產(chǎn)線(xiàn),具備良好的實(shí)際操作和控制能力;

●  智能制造培訓平臺覆蓋采購、計劃、生產(chǎn)、質(zhì)量、物流、倉儲等生產(chǎn)全過(guò)程業(yè)務(wù)閉環(huán);

●  智能制造培訓平臺充分融合精益管理思想,以MOM(MES)系統為支撐,實(shí)現精益管理的落地。



結合工藝的柔性生產(chǎn)線(xiàn)設計


西安技師學(xué)院智能制造培訓基地的生產(chǎn)線(xiàn)需要模擬真實(shí)制造過(guò)程,同時(shí)具備教學(xué)參觀(guān)和生產(chǎn)制造的功能,項目團隊根據產(chǎn)品生產(chǎn)工藝和實(shí)際場(chǎng)地情況,結合當前典型的成熟制造工藝,設計符合實(shí)際情況和要求的智能化柔性生產(chǎn)線(xiàn)方案,并提供產(chǎn)線(xiàn)中相應的智能化裝備。


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▲產(chǎn)線(xiàn)三維場(chǎng)景示意圖


如上圖所示,產(chǎn)線(xiàn)整體包括五大模塊,分別是:


● 智能化立體倉庫

● 智能化物流配送系統

 自動(dòng)化機加工單元

● 接地開(kāi)關(guān)總裝線(xiàn)

● 自動(dòng)包裝線(xiàn)


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▲佰思杰提供的產(chǎn)線(xiàn)裝備


充分融合精益管理思想


在西安技師學(xué)院智能制造培訓平臺建設過(guò)程中,西安技師學(xué)院和佰思杰聯(lián)合團隊密切溝通,將精益管理思想充分融合到產(chǎn)線(xiàn)設計和制造過(guò)程中。


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▲全面融合精益管理思想


如上圖所示,我們將精益管理思想充分融合到倉庫管理、物流配送、加工制造、裝配過(guò)程、質(zhì)量檢測和產(chǎn)品包裝等多個(gè)制造過(guò)程中,在西安技師學(xué)院智能制造培訓平臺建設中運用了許多精益管理措施,其中包括:


● 看板管理,拉動(dòng)式生產(chǎn)模式

● 智能化產(chǎn)線(xiàn)設計按“一個(gè)流”型布局

● ECRS(取消、合并、重排、簡(jiǎn)化)原則減少八大浪費

● 實(shí)現單件流生產(chǎn)

● 機器小型化

● 減少在制品庫存

● 作業(yè)標準化(SOP

● 人員多技能培訓

● 制定作業(yè)改善制度


通過(guò)精益管理思想和相應措施對制造過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化,不但提高了產(chǎn)品制造的質(zhì)量,提高了產(chǎn)線(xiàn)加工的柔性,同時(shí)明顯縮短了產(chǎn)品制造周期,例如在經(jīng)過(guò)精益化產(chǎn)線(xiàn)設計和優(yōu)化后,縮短了工位節拍的工時(shí),進(jìn)而明顯縮短了產(chǎn)品加工的周期。


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▲工位節拍精益化效果對比



軟硬一體化方案和服務(wù)


為建立西安技師學(xué)院智能制造培訓平臺,在產(chǎn)線(xiàn)設計和建設中,按照場(chǎng)地和需求設計并使用包括立體貨架、AGV、CNC設備、工業(yè)機器人、自動(dòng)檢測裝備等硬件裝備,同時(shí)通過(guò)佰思杰MOMMES)平臺內置的IOT模塊實(shí)現智能裝備的互聯(lián)互通,完成硬件裝備的監控和數據采集。


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 ▲智能產(chǎn)線(xiàn)軟硬一體化框架


如上圖所示,在智能產(chǎn)線(xiàn)軟硬一體化框架中,MES系統通過(guò)PLC實(shí)現CNC設備、機器人、自動(dòng)檢測裝備的監控,同時(shí)可以直接通過(guò)OPC、Modbus等行業(yè)通用通訊協(xié)議實(shí)現和硬件裝備的互聯(lián)互通,從而形成以業(yè)務(wù)驅動(dòng),軟件系統為支撐,硬件裝備為基礎的軟硬一體化智能制造產(chǎn)線(xiàn)。


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▲佰思杰MOM(MES)系統



制造業(yè)務(wù)場(chǎng)景智能化


按照西安技師學(xué)院智能制造培訓平臺的要求,產(chǎn)線(xiàn)完全按照實(shí)際生產(chǎn)制造過(guò)程設計,貫穿倉庫、物流配送、機加、裝配、包裝等一系列制造業(yè)務(wù)場(chǎng)景,佰思杰智能制造平臺通過(guò)和智能設備的對接,結合精益管理思想,實(shí)現制造過(guò)程中計劃管理、生產(chǎn)執行、倉儲管理、物流配送、質(zhì)量檢測、異常過(guò)程、設備管控等多個(gè)業(yè)務(wù)場(chǎng)景的智能化,從而實(shí)現各個(gè)流程的監控、管理和流程閉環(huán)。


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▲產(chǎn)線(xiàn)業(yè)務(wù)流程圖


如上圖所示,產(chǎn)線(xiàn)制造業(yè)務(wù)場(chǎng)景智能化包括:


● MES系統接收生產(chǎn)訂單后自動(dòng)根據工藝展開(kāi)并進(jìn)行計劃排產(chǎn),按照生產(chǎn)計劃上線(xiàn)隊列驅動(dòng)智能立體倉庫進(jìn)行物料出庫和備料;

● 備料完成后自動(dòng)調度AGV到對應位置配送物料到工位上;

● 自動(dòng)加工工位,系統將加工執行程序和工藝參數通過(guò)控制系統下發(fā)到智能裝備上,指導自動(dòng)執行和過(guò)程數據采集;

● 人工執行工位,通過(guò)系統將對應加工任務(wù)推送到工位終端設備上,接收任務(wù)并通過(guò)燈光引導系統指導人工按工步引導作業(yè),并進(jìn)行過(guò)程生產(chǎn)要素的采集;

● 系統監控每個(gè)工位的執行狀態(tài),工位執行完成后系統驅動(dòng)AGV或產(chǎn)線(xiàn)輸送裝置自動(dòng)將在制品搬運到下一個(gè)加工工位;

● 加工完成后產(chǎn)品通過(guò)輸送線(xiàn)到在線(xiàn)自動(dòng)檢測工位,智能化檢測設備通過(guò)視覺(jué)識別自動(dòng)識別產(chǎn)品并進(jìn)行相關(guān)質(zhì)量因素的檢測和信息采集,自動(dòng)判定并生成合格憑證;

● 總裝線(xiàn)完成最終總裝并通過(guò)自動(dòng)打包機器人完成自動(dòng)裝箱、打包過(guò)程;

● 打包完成的產(chǎn)品由AGV轉運,同時(shí)驅動(dòng)AGV回收空容器

● ……



生產(chǎn)線(xiàn)制造過(guò)程自動(dòng)化


為了建立一個(gè)具有先進(jìn)性的、符合實(shí)際制造模式的智能制造產(chǎn)線(xiàn),我們在西安技師學(xué)院智能制造應用人才培訓基地實(shí)現了生產(chǎn)線(xiàn)制造過(guò)程中多個(gè)流程的自動(dòng)化、智能化,包括機加單元自動(dòng)化加工、智能化倉儲物流、自動(dòng)化在線(xiàn)檢測、自動(dòng)化包裝等多個(gè)過(guò)程,真正實(shí)現了生產(chǎn)線(xiàn)的自動(dòng)化、智能化、精益化。


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 ▲制造過(guò)程自動(dòng)化


如上圖所示,在西安技師學(xué)院智能制造培訓平臺上,我們實(shí)現了自動(dòng)化加工、智能裝配、自動(dòng)化檢測、智能物流、自動(dòng)化包裝等自動(dòng)化、智能化管理。主要體現在以下幾個(gè)方面:


● CNC數控設備、自動(dòng)化上下料,多種類(lèi)型零件加工

● 快速換型、減少過(guò)剩生產(chǎn)

● 數字化工具,自動(dòng)化工作單元

● 工序合并、減少動(dòng)作、等待浪費

● 自動(dòng)化工裝,數字化智能檢測

● 提高檢測效率、直通率提升

● 全自動(dòng)打包設備

● 減少等待、搬運、動(dòng)作浪費



智能化、精益化倉儲物流


在設計和規劃倉庫物流管理模式時(shí),西安技師學(xué)院和佰思杰聯(lián)合項目團隊明確實(shí)現倉儲物流過(guò)程的信息自動(dòng)化、精細化管理的目標,通過(guò)自動(dòng)化裝備和精益管理手段,指導和規范倉庫管理、物流配送流程,完善倉庫管理,整合倉庫資源,通過(guò)短期投入帶來(lái)長(cháng)遠的價(jià)值回報。


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▲智能化立體庫


如上圖所示,通過(guò)建立智能化立體庫,實(shí)現倉庫數字化管理,物料出庫、入庫、物料庫存信息、物料盤(pán)點(diǎn)等倉庫日常管理業(yè)務(wù)可以實(shí)現智能化、自動(dòng)化、即時(shí)化管控。和傳統的倉庫相比,智能化立體庫具有更大的優(yōu)勢,可以帶來(lái)以下的價(jià)值:


● 顯著(zhù)提升倉庫貨位利用率

● 規范作業(yè)流程,提高效率和準確性

● 減少人員勞動(dòng)或無(wú)人員勞動(dòng)

● 降低倉儲SKU的庫存

● 減少倉儲作業(yè)相關(guān)資源

● 更好保證生產(chǎn)需求的供應

● 提高倉庫作業(yè)的靈活性


智能化立體庫進(jìn)行物料出庫和物料入庫時(shí),系統自動(dòng)驅動(dòng)AGV小車(chē)進(jìn)行物料搬運,AGV小車(chē)可以按照產(chǎn)線(xiàn)精益物流路線(xiàn)移動(dòng)到對應位置,將物料搬運至指定的位置。


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▲物流配送AGV小車(chē)



面向工業(yè)機器人的裝配制造


在西安技師學(xué)院智能制造培訓平臺智能產(chǎn)線(xiàn)的設計中,我們運用工業(yè)機器人來(lái)完成裝配加工過(guò)程,實(shí)現裝配工位的自動(dòng)化、智能化作業(yè),技術(shù)先進(jìn)的工業(yè)機器人集精密化、柔性化、智能化、軟件應用開(kāi)發(fā)等多種先進(jìn)制造技術(shù)于一體,通過(guò)對制造過(guò)程實(shí)施檢測、控制、優(yōu)化、調度、管理和決策,可以切實(shí)增加產(chǎn)量、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低制造成本、減少資源消耗和環(huán)境污染。


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▲6軸機器人


如上圖所示,西安技師學(xué)院智能產(chǎn)線(xiàn)中裝備了6軸工業(yè)機器人,此類(lèi)機器人融合了CCD技術(shù)、電動(dòng)數字擰緊工具、物料供給流水線(xiàn)、輔助智能工裝等多項先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù),實(shí)現裝配過(guò)程無(wú)人化、作業(yè)標準化、柔性化。



在線(xiàn)智能質(zhì)量檢測


了提高產(chǎn)品質(zhì)量檢測的效率、準確性和實(shí)時(shí)性,我們在智能產(chǎn)線(xiàn)中通過(guò)自動(dòng)化智能檢測系統實(shí)現產(chǎn)品的機械特性測試、回路電阻測量及絕緣測試等多項質(zhì)量檢測指標的自動(dòng)化在線(xiàn)檢測。


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在線(xiàn)智能檢測系統


如上圖所示,產(chǎn)品加工完成后,通過(guò)輸送線(xiàn)進(jìn)入在線(xiàn)智能檢測系統,完成自動(dòng)定位壓緊,通過(guò)識別系統獲取產(chǎn)品信息并下發(fā)產(chǎn)品相關(guān)的質(zhì)量檢測信息,驅動(dòng)檢測裝備進(jìn)行質(zhì)量檢測過(guò)程,檢測完成后對接檢測裝備實(shí)時(shí)上傳質(zhì)量數據。


自動(dòng)化產(chǎn)品包裝


傳統模式下,產(chǎn)品包裝通常由人工或半人工模式來(lái)完成,但是產(chǎn)品包裝效率不高、材料消耗大、出錯率較高、可追溯性不強,在西安技師學(xué)院智能制造產(chǎn)線(xiàn)建設中,通過(guò)引入自動(dòng)化產(chǎn)品包裝工位可以有效解決傳統包裝模式的問(wèn)題。


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自動(dòng)化產(chǎn)品包裝


在上圖的自動(dòng)化包裝工位上,通過(guò)智能產(chǎn)線(xiàn)尾端自動(dòng)化包裝裝備完成產(chǎn)品包裝和包裝過(guò)程信息識別和采集,相比傳統人工包裝方式,自動(dòng)化包裝具有更大的優(yōu)勢,其中包括:


● 實(shí)現包裝材料、容器和包裝物品的自動(dòng)計數

● 待包裝產(chǎn)品自動(dòng)傳送和成品的自動(dòng)輸出

● 包裝工藝的自動(dòng)執行,包裝過(guò)程無(wú)人化

● 工藝參數的自動(dòng)控制和自動(dòng)調節

● 包裝質(zhì)量的自動(dòng)檢測和廢品的自動(dòng)剔除

● 自動(dòng)完成噴碼、貼標、銷(xiāo)售信息關(guān)聯(lián)

 ……



智能制造系統應用


通過(guò)搭建西安技師學(xué)院智能制造培訓平臺,為學(xué)院的教學(xué)培訓、產(chǎn)線(xiàn)智能化技術(shù)應用、精益生產(chǎn)落地和教學(xué)課程設計提供了很大的幫助。


教學(xué)培訓演示


為方便教學(xué)培訓,把產(chǎn)線(xiàn)設計成“一個(gè)流”形,增大教學(xué)參觀(guān)區,教學(xué)師生可以繞產(chǎn)線(xiàn)360°旋轉參觀(guān)、演示,可以直觀(guān)看到整個(gè)產(chǎn)線(xiàn)的所有部分,方便在教學(xué)研討區對產(chǎn)線(xiàn)的各個(gè)系統進(jìn)行針對性的教學(xué),產(chǎn)線(xiàn)的布局更加合理,產(chǎn)線(xiàn)結構更緊湊,通過(guò)系統平臺內置的可視化工具設計并實(shí)時(shí)展示產(chǎn)線(xiàn)相關(guān)信息的看板和報表,使智能制造培訓基地整體的可參觀(guān)性和教學(xué)性更強。


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智能產(chǎn)線(xiàn)監控中心



產(chǎn)線(xiàn)智能化技術(shù)應用


西安技師學(xué)院智能產(chǎn)線(xiàn)中,運用多種產(chǎn)線(xiàn)智能化技術(shù),包括工業(yè)機器人、智能CNC設備、機器視覺(jué)技術(shù)、無(wú)線(xiàn)射頻識別、AGV、自動(dòng)打包等多種自動(dòng)化、智能化技術(shù),真正實(shí)現了產(chǎn)線(xiàn)的智能化、自動(dòng)化運轉。


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▲產(chǎn)線(xiàn)智能化技術(shù)



精益生產(chǎn)落地


在智能制造培訓平臺智能產(chǎn)線(xiàn)的基礎上,我們將精益管理思想充分融合到倉庫管理、物流配送、加工制造、裝配、質(zhì)量檢測和產(chǎn)品包裝等多個(gè)制造過(guò)程中,實(shí)現了精益生產(chǎn)落地,不僅提高了產(chǎn)品制造的質(zhì)量,提高了產(chǎn)線(xiàn)加工的柔性,同時(shí)明顯縮短了產(chǎn)品制造周期,為實(shí)際企業(yè)制造車(chē)間精益管理的研究和實(shí)踐提供了有力的支持,精益管理思路包括:


● 生產(chǎn)線(xiàn)布局“一個(gè)流” 布局,提升產(chǎn)線(xiàn)運轉效率

● 多AGV獨立路線(xiàn)搬運,減少物流沖突

● 燈光引導作業(yè)過(guò)程,避免錯裝漏裝

● 產(chǎn)線(xiàn)柔性布置,可根據產(chǎn)能、節拍實(shí)時(shí)調整

● 單臺生產(chǎn)模式,降低了物料庫存

● 自動(dòng)化立體倉庫實(shí)時(shí)監控及管理物料



豐富的教學(xué)課程設計


西安技師學(xué)院智能制造培訓平臺搭建起來(lái)后,為智能制造一線(xiàn)應用型“灰領(lǐng)“人才的培養提供了很大的幫助,學(xué)院可以面向智能產(chǎn)線(xiàn)、信息系統、智能物流倉儲、智能檢測設備開(kāi)設多個(gè)豐富的教學(xué)課程,通過(guò)在智能制造產(chǎn)線(xiàn)中的演示講解、實(shí)際操作、管理維護幫助師生更快、更好的進(jìn)行智能制造的學(xué)習和研究。


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▲智能制造教學(xué)課程設計