汽車生產(chǎn)自動化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
2007-04-18 來源:國際汽車設(shè)計(jì)及制造 文字:[
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由于中國巨大的汽車市場,各個國際汽車巨頭目前紛紛在中國各地投資建廠,汽車制造商為了擴(kuò)大品牌占有率和汽車銷售,會對原有廠房或生產(chǎn)線進(jìn)行擴(kuò)建或改造,同時(shí),由于汽車廠商的建廠、改造,必然會帶動相關(guān)零部件廠商間的競爭,從而零部件廠商也會為了擴(kuò)大生產(chǎn)而采取相應(yīng)措施,因此,需要越來越先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和系統(tǒng)來擴(kuò)大自己的生產(chǎn)、增進(jìn)效率、降低成本。汽車自動化系統(tǒng)的發(fā)展成為了業(yè)界矚目的焦點(diǎn)之一。
一、控制系統(tǒng)正在向現(xiàn)場總線方向發(fā)展
對于每一個工業(yè)界的應(yīng)用需求來講,為了促進(jìn)現(xiàn)場的智能化、控制功能分散化、控制系統(tǒng)開放化的效益,工業(yè)以太網(wǎng)(Industrial Ethernet)以及現(xiàn)場總線(fieldbus)技術(shù)的確是一個非常好的選擇,為生產(chǎn)效益提升所貢獻(xiàn)的綜效(synergy),這是每一位制造業(yè)的朋友們都有目共睹的。
在汽車制造行業(yè)中,由于近幾年來國際的大型投資項(xiàng)目進(jìn)入到中國市場,尤其是日本的三大汽車公司的項(xiàng)目。身為汽車行業(yè)應(yīng)用解決方案的領(lǐng)頭品牌,歐姆龍系統(tǒng)方案正在各個項(xiàng)目中展開,包括生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)(MES),設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng)(FMCS),情報(bào)訊息系統(tǒng)(RFID, 2-Dimension Code, BCR),無線生產(chǎn)資料通訊系統(tǒng)(WT30,WD30)等。拿歐姆龍的現(xiàn)場總線來說,它是基于DeviceNet的平臺而構(gòu)建起來的。當(dāng)然,以DeviceNet身為第一個符合中國國家現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)的解決方案的立場而言,對于各個相關(guān)的工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用,包括汽車,半導(dǎo)體,液晶,化工,鋼鐵,石油,食品等等行業(yè),DeviceNet的確扮演著非常重要的角色。DeviceNet的解決方案(產(chǎn)品)除了PLC之外,還有相當(dāng)多的傳感器,控制元件,運(yùn)動單元,配合著歐姆龍的Control Link 控制方案,可以非常整體(integrated)地來滿足所有工業(yè)界應(yīng)用的需求。
二、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)將向有線和無線相結(jié)合方向發(fā)展。
有線局域網(wǎng)以其廣泛的適用性和技術(shù)價(jià)格方面的優(yōu)勢,獲得了成功并得到了迅速發(fā)展。然而,在某些工業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場,由于工業(yè)環(huán)境禁止、限制使用電纜或很難使用電纜,有線局域網(wǎng)很難發(fā)揮作用,因此無線局域網(wǎng)技術(shù)得到了發(fā)展和應(yīng)用。隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展,無線局域網(wǎng)技術(shù)將在工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮越來越大的作用。
因此,關(guān)于無線方案的應(yīng)用,在目前的市場需求環(huán)境之中是非常巨大的,包括個人的生活需求,商業(yè)環(huán)境需求,和生產(chǎn)制造環(huán)境的需求。由于無線應(yīng)用解決方案的出現(xiàn),為大家?guī)砹藷o數(shù)的方便性和靈活性。但是,特別是在工業(yè)生產(chǎn)的需求領(lǐng)域之中,假如無線的需求方案無法提供一個可信賴的,安全的操作實(shí)用性的時(shí)候,無線的解決方案就會變成一種危險(xiǎn)的問題狀況。
無線網(wǎng)絡(luò)的方案,在制造行業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場里,可以讓一個工廠變得更靈活,更方便。譬如說:在工廠的設(shè)備安裝的平面規(guī)劃時(shí)的柔性,在工廠的設(shè)備安裝面積利用率的提升,在工藝流程改造和移動時(shí)的簡單性……等等。當(dāng)然,無線通訊的安全完全被保證,必須根據(jù)國家規(guī)范來加以限制,這是最基本的條件。
歐姆龍的工業(yè)領(lǐng)域無線方案在汽車制造行業(yè)中應(yīng)用廣泛,特別是,例如用于生產(chǎn)情報(bào)的安東(Andon)系統(tǒng),和其他的汽車生產(chǎn)現(xiàn)場的特別應(yīng)用場所。此外,歐姆龍的工業(yè)級無線應(yīng)用方案(WT30,WD30),可方便地、快速地構(gòu)建起“無線DeviceNet現(xiàn)場總線”的系統(tǒng)。目前,各大日本汽車生產(chǎn)工廠已經(jīng)都采用了歐姆龍公司的方案。
三、PLC的發(fā)展方向和其他特殊應(yīng)用方案趨勢。
長期以來,PLC始終處于工業(yè)控制自動化領(lǐng)域的主戰(zhàn)場位置,為各種各樣的自動化控制設(shè)備提供非常可靠的控制方案,與DCS和工業(yè)PC形成了三足鼎立之勢。
目前,國內(nèi)PLC市場仍以國外產(chǎn)品為主,如歐姆龍、Siemens、Modicon、A-B、三菱、GE的產(chǎn)品。雖然國內(nèi)也有大約30家的生產(chǎn)廠商,但是目前都尚未到達(dá)足夠的生產(chǎn)規(guī)模。
據(jù)專家估計(jì),從2000年P(guān)LC的國內(nèi)市場銷量為15~20萬套(其中進(jìn)口占90%左右),約25~35億元人民幣,年增長率約為12%。預(yù)計(jì)到2005年全國PLC需求量將達(dá)到25萬套左右,約35~45億元人民幣的規(guī)模。同時(shí),PLC市場的變化也反映了全世界制造業(yè)的狀況,2000后大幅度下滑。但是,按照Automation Research Corp的預(yù)測,盡管全球經(jīng)濟(jì)下滑,PLC市場將會復(fù)蘇,估計(jì)全球PLC市場在2000年為76億美元,到2005年底將回到76億美元,并繼續(xù)略微增長。
基本上,體積微型化、網(wǎng)絡(luò)化、PC化和開放性是PLC未來發(fā)展的幾個主要的方向。但是,隨著軟PLC(Soft PLC)控制組態(tài)軟件的進(jìn)一步完善和發(fā)展,安裝有軟PLC組態(tài)軟件和PC-based控制的市場份額也將逐步得到增長。
目前對于PLC的市場發(fā)展來講,在中國PLC應(yīng)用市場的占有率和行業(yè)應(yīng)用覆蓋率兩方面,歐姆龍的PLC產(chǎn)品都能居于比較領(lǐng)先的地位。
其次,還有一個問題值得思考,那就是“在汽車制造領(lǐng)域之中,除了PLC和一般的控制元件之外,市場的使用者還需求什么呢?”這里有兩個優(yōu)秀方案可作說明。
首先,是“情報(bào)收集管理”的方案。在一個復(fù)雜的汽車生產(chǎn)工藝之中,大量的情報(bào)收集、管理、應(yīng)用是絕對必要的。當(dāng)然,除了必要建構(gòu)上位的生產(chǎn)管理系統(tǒng)之外,如何從現(xiàn)場取得精確而可靠的生產(chǎn)數(shù)據(jù),就是一個絕對關(guān)鍵的必要手段。從傳統(tǒng)的人員手動識別方法,條形碼(Bar code)的應(yīng)用方法之后,RFID(Radio Frequency InDentification)可以說是一個更具備彈性,資料內(nèi)存更大,而且可重復(fù)使用的優(yōu)秀應(yīng)用方案。
其次,為了每一臺汽車的品質(zhì)保證,安全保證的目的,美國電子工業(yè)協(xié)會(ECC200規(guī)范),美國汽車工業(yè)協(xié)會(ECC200規(guī)范),日本汽車工業(yè)協(xié)會,日本汽車部品工業(yè)協(xié)會,國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格ISO15394對此作了明確的規(guī)范。在規(guī)范的要求之下,每一個關(guān)鍵的汽車零部件,包括發(fā)動機(jī)每一個零部件、安全氣囊、避震器等等,都必須刻印上個別的單一的身份特別碼(Identification code)來加以管理,使用的是一位碼(1-dimension code) 或者二維碼(2-dimension code)。目前來講,這還只是一個剛剛開始新的規(guī)范,但是對于今后的汽車市場發(fā)展來說卻是絕對會被執(zhí)行的。目前已經(jīng)有幾家大型重要的汽車生產(chǎn)廠商開始導(dǎo)入這個規(guī)范。歐姆龍的V530-R160系列,V400-HS系列正是這個標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的領(lǐng)頭羊。雖然在中國國內(nèi)市場目前還沒有被要求導(dǎo)入,但是對于中國的汽車生產(chǎn)廠家來講,在面向國際市場需求的未來發(fā)展,這個工藝應(yīng)用方向是完全必要的,是必須要實(shí)現(xiàn)的。
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