發布日期：2022-07-14 點擊率：47
General Motor公司的動力傳動工廠中采用分散控制網絡，與整個工作流程完美融合，使裝配流水線具有極高的靈活性。PLC、CNC、HMI、RFID系統和高層級的以太網協議運行于GM公司網絡上。
位于美國Ohio Toledo的General Motors公司動力傳動工廠的GF6軸前置驅動傳動產品流水線能力正在顯著提升，每天可以為雪佛蘭Malibu和新型雪佛蘭Cruze汽車完成2200套傳動系統的目標。然而，這一事件真正的創新之處在于流水線編程、改造施工、工件流轉、加工作業及后續作業的實現、傳動部件組裝等各種任務的實現方法上的改變。由于采用了這些新方法，GM公司實現了生產線改造時間從周到小時的縮減，還有很多其他好處。
幾年前，當GM公司的工程師開發這條流水線時，他們試圖尋找加速生產線改造的方法和靈活性更高的自動化系統，以生產傳動系統。他們最終選擇了Siemens Industry公司的技術作為他們的自動化供應商，以及來自于密歇根州Rochester Hills的Elite Engineering公司作為其裝配線配置軟件供應商。開放式的硬件和通訊電纜橋架便于維護人員操作。
GM公司從位于密歇根州Troy的Siemens Automotive Center of Competence獲得了PLC、CNC、HMI、RFID系統和更高層級的以太網協議、Profinet，并將其運行于GM公司的網絡上。通過采用這種硬件和通訊技術，Elite Engineering公司搭建了其柔性裝配配置系統（FACS）。Siemens Automotive Center of Competence的工程師Reinhold Niesing解釋道：“[Elite]提供了配置和監視系統，而我們（Siemens）提供了運行自動化系統。這兩個系統需要同步運行，一旦需要做生產更改或者改進，它們就可以為GM公司提供配置選項。”
George Jewell是GM公司負責在Toledo工廠安裝FACS的工程師，他說FACS并非是一款教科書般的產品生命周期管理工具，而是一款生產流水線生命周期管理軟件。它先天的適應性意味著采用同一種硬件可以以不同的速率、不影響生產地、遠遠小于從前所需時間地完成不同的任務。現在，GM公司在墨西哥、中國、印度、泰國、韓國和美國等不同工廠采用FACS，不久在加拿大和東歐也將采用。
開發策略
據Jewell稱，流水線開發的關鍵就是在每一個站點使用一致的甚至是同樣的邏輯模塊。這允許在流水線的所有部分對設備或者裝配操作做快速修改。
GM公司控制部經理Bob Raven說道：“這種極具價值的功能在滿足我們生產原則的同時帶來了極高的靈活性，進而從根本上支持并持續改進了GM 公司Powertrain產品在過程、控制標準化上所做的努力。”
通過硬件、軟件和通訊協議的標準化控制工程網版權所有，可以控制工程成本，維護作業也可以更有效率。Jewell說，Siemens以“即插即用技術加上我們對過程的深入理解”回應了競爭者。他也指出，系統中的運行組件無需完整的系統配置也可以工作，這進一步完善了分散體系結構。
控制硬件
通過創建與工廠整個工作流程完美融合的分散控制網絡，GM公司和Siemens公司為整個系統創造了一種最優化的模塊，同時兼具靈活的體系結構。
這種完全集成的自動化方法不僅僅采用了多種硬件，還在既相互依賴又具靈活性的適應性的控制體系中融合了所有的代碼開發方式、安全功能和通訊功能。這種集成方式在工廠中的模塊、開放式控制器和I/O卡件處隨處可見。在這些部件中，配置并包含Siemens公司的Simatic
S7 CPU、Siemens公司的安全集成驅動平臺和所有I/O，還包括射頻（RF）天線，用于讀取RFID標簽信息。
采用分散式和無機柜的設計，GM公司將高度集成的RFID控制與便捷存取技術結合起來。Profinet在工廠中提供了高性能的、可靠的網絡，最小化了帶寬沖擊或者額外的網絡負載。Profinet無需特殊的硬件，這節省了成本。Jeremy
Bryant說：“只有幾個組件在Profibus系統上通訊，所有其他的I/O和自動化組件都通過Profinet通訊。”
所有的操作、可視化和診斷功能都在被稱為Transline HMI Lite CE工具包的兼容控制體系中實現。此工具包為整個工廠中大多數的加工工具、傳送流水線、機器人、裝配設備、傳感設備和視覺系統提供了統一的用戶操作和診斷功能接口。它還可以用戶自定義，以滿足用戶的特殊需求和偏好。Transline HMI Lite C為SIFACS系統提供了有用的信息。
信息集線器
與GM公司的過程專家和Elite Engineering公司合作，Siemens公司創造了SIFACS，它是一種針對每一個裝配作業和測試站點，在GM公司主IT系統中集成了控制硬件和軟件的解決方案。SIFACS極大地聚焦于將核心PLC軟件模塊和站點功能與傳送帶上每一個工件的RFID標簽做深度整合。它是流水線信息管理系統的集線器，因為它滿足了GM服務器和FACS配置站點的所有需求，并將其通過Profinet傳輸。SIFACS與FACS的產品線生命周期管理功能與所有的PLC、HMI、電機啟動器、變頻器、安全集成驅動器和其他加工設備、轉配和測試站點的控制作業連接。同樣，所有RFID標簽、智能傳感器、RS-232接口、手持掃描器和其他I/O設備的反饋信息都由SIFACS跟蹤并捕獲，用于產品管理的細致分析。
這樣一來，系統的生產就被嚴格控制，無需使用筆記本電腦，使用可以替換的微型存儲卡就可以實現流水線站點的重新配置。PLC邏輯、硬件配置和過程數據都嵌入在存儲卡上，此存儲卡與1個Profibus端口和3個以太網端口接口，用于安裝通訊功能。
流水線上所有的智能設備也與SIFACS
解決方案接口，包括鎖緊、泄露檢測和沖壓系統，加上條形碼讀碼器、條形碼打印機、機器關節和夾持設備、視覺系統以及協議網關。在操作層面上，即使用于工廠顯示的安東板上的數據也通過SIFACS與內植的IT系統整合。GM控制工程師Greg Nazareth示范在FACS服務器上重新配置流程。
新系統集成了Elite Engineering公司的Efacs功能，它建立并監視連接，管理配置、過程和狀態數據交換控制工程網版權所有，包括模型配置數據管理。據Jewell稱，FACS和SIFACS的其他先進功能正在GM公司的全球工廠實踐。
自動化和信息的整合使生產過程合理、靈活。無需針對每一個新模型重新開發控制硬件和站點硬件。流水線能夠持續調整、不會被打斷。員工可以實時獲悉流水線的當前性能控制工程網版權所有，甚至可以獲得能夠立即實施的改進建議。
GM公司的Toledo工廠在其2百萬平方英尺的工廠上投資了八億七千兩百萬美金用于改進傳動產品生產，此項投資獲得了回報。節能后輪驅動油壓6L80傳動產品生產線與GF6傳動產品共用一塊空間，后者正在配備了新型控制功能的新流水線上生產。當需要重新平衡、或者產品生產需要增加或者減少、亦或者生產線需要引入新產品時，改造可以快速進行。
Jewell說道：“從在Ramos Arizpe（墨西哥）工廠第一次安裝此系統到現在Toledo工廠安裝此系統控制工程網版權所有，我們看到了巨大收獲。需要幾個月才能完成的工作現在只需要幾周就可以完成，以前需要幾周才能完成的工作現在幾個小時就可以搞定。作業時間縮短，加上改造和生產線平衡已經證明了投資的價值。”
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