让学生自己建 让学生自◤己用 与众不同智能制造教学解决方案
西马特智能制造产线解决方案的教学设计理念是:让学生自己建,让学生自@ 己用。强调学生的参与和实践,是创新且实用的教学№思想,使智能制造产线真正服务于院校教学使用,是与众不同的智能制造生产线教学解决方案。
从工业1.0-工业4.0,每一个阶段的技术革命,都是为了更好的服务制造业,也带来了不同的生产方式。现阶段,我们正处于人工智能和制造业相结合——智能︻制造的前沿,制造业正在往智能化的方向去发展。智能制造的载体是智能产线,学校基于智能产线去培养智能制造领域人才,培养未来工程师。
假如学生是一个工厂的〇老板,需要利用智能制造的方式去生产产品,那么如▲何去建智能制造产线?建一条智能产线需要考虑什么ぷ因素?
制造的本质是生产,智能制造的方式也是为了降本增效,提高效率和质量的同时,能够降低产品的生产▃成本。这里要确定一个生产加工产品,比如这个产品:摇摆气缸。
生产产▲品之一:摇摆气缸
既然采用了智能制造的方式,那么我们不妨多想々一想,产线的投资比较大,后期智能产线除了生产上面的摇摆气缸产品,还能不能加入更多产品,一条智能产线上生产2个甚至更多产品系列。
这里再加入一个款新产品:国际象棋。
生产产品之二:国『际象棋一套
产品选型好了,学生老板这个工◥厂是研发生产销售摇摆气缸、国际象棋产品的公司。
对生产的两款产品进行生产工艺分析。
摇摆︼气缸的工艺卡片如下: 国际象棋的工艺卡片如下:
通过工艺卡片,可以得出产品的加工∩工艺,以及得到它们总装件、分装件、组件、部件、零件、直到原材料之间的结构关系,以及所需的数量。
根据两款产品生产的物料清单,结合公司场地、投资资金∩情况、生产加工工艺,选出生↑产设备。考虑生产节拍和流程,选出物ζ流设备。再一一选出仓储设备、质检设备等……
到这一步,建智能制造产☆线已经考虑一些需求和因素,初步规划已经有了。那么在实→际工厂或制造业,是如何去实施搭建产线的。
制造业的做法是,通过西门子PDPS对制造过程进行工艺设∏计、仿真和优化。通Ψ过数字孪生手段,提高生产效率、降低成本,确保工艺可靠。
西门子PDPS是一套复杂且强大的系统,根据PDPS的理念,我们简化一》下流程,利用西马特SMES智能产线执行系统中内置的产线设施布∑局与规划功能,搭建一条虚拟智能产线。
根据选型设¤备,搭建出我们需要的智能制造虚拟产线。
5.1设备库中选择设备模型
5.2根据选型「设备一一放置到场景
5.3组成一ξ条智能产线
搭建好的虚拟产线还需要验♂证,这个布局是不是最合理的?按照这个布局,生产加工节拍和最后结果是什么?在软∞件环境下,内置的引擎,产线ω 进行虚拟运行,模拟生产。
6.1生产数据初始『化
6.2选择加工订单
6.3选择产线排☉程方式
6.4产线虚拟生产
6.5生成数据报◆表
经过上述步骤,利用SMES软件,学生老板学会了自己搭建一条虚拟智能产线的操作。同时,产线数据的录入,ERP信息的※录入,让学生了解到产线的管理思想。
对虚拟产线运行的结果数据满意后,接下来就是买设备,按照虚拟产线的布局搭建实物产线了。
(实物⌒产线的搭建简略,我们提供模块化设备,设备底座卐带轮子,可以←移来移去,按照自己的想法随性所欲的布局设备位置)
搭建∑ 好的智能产线,学生动手实操,进行单体设备调试,通电、试运行,是否能正常工作。
对硬件物理设备进★行通讯,通过不同的通讯协议连接起来,实现设备之间的互相通信和▼数据交换。
在产线上直接进行PLC联调,存在安全隐患,容易对设备造成损坏,对人身安全有①危险。
引入西门子MCD机电一体化联调解决方案。
机电一体化概念设计解卐决方案(MCD)将机械自动化与电气和软件结合起来,提供了机电设ζ 备设计过程中硬件在环境中仿真调试,通过虚拟】设备与PLC连接,对产品可靠性进行虚拟调试。
通过MCD软件,在仿真环境下,进行PLC编程。PLC程序可以直接驱动仿真模型运动,验证程序的正确性和可靠性。编制好的PLC程序,可以直接下发∴到真实设备进行控制,解决教学安全隐患。
加工程序的编写
机器人点位的示教程序
AGV小车的引导程序【
编制PLC程序等……
所有工作完成后,将SMES覆√盖在智能产线上,对智能产线进行运行、调度、生产。
通过上述步骤,学生学会了自己用产线。
“让学生自己建 让学生自己用”的教学设计理念,提供一条智能产线,二套数字孪生软件,覆盖智能制造机、电两个▆方向,可以显著提升教学效果与实训效果,为学校提供未来工程师■奠定基础。