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下一代智能互联压力变送器和智能工厂的探讨

Time: 2018-11-08

LEEG单晶硅压力变送器,安全源于设计

 

      发展下一代智能互联压力变送器(压力变送器4.0)成了压力变送器行业的发展趋势, 下一代压力变送器相比现在单晶硅压力变送器,除了常规的性能精度更高、稳定性更好,核心的区别在于解决现在压力变送器的“痛点”:通过“互联或物联”实现“在线自校准”、“在线自清零”、“预测性维护和维修”等智能功能,并帮助压力变送器生产厂商实现从压力变送器的产品生产销售到提供压力测量服务的角色转变,从而实现升级换代的意义。

 

      智能互联压力变送器将为用户解决现有的“痛点”,实现新的功能及更加便利的使用及维护。另一方面,我们也必须考虑到如何降低下一代智能互联压力变送器生产员工的劳动强度、提升劳动报酬以及改善生产环境。在压力变送器实现升级换代的时候,生产工厂及员工的福利也实现相对应的升级,才是实现真正的压力变送器行业升级以及社会的发展的进步,这正是智能工厂的意义和作用。


      正如工业4.0的愿景是这样描述未来智能工厂的情景:工业4.0的重点是创造智能产品,程序和过程。其中,智能工厂构成了工业4.0的一个关键特征。智能工厂能够管理复杂的事物,不容易受到干扰,能够更有效地制造产品。在智能工厂里,人、机器和资源如同在一个社交网络里一般自然地相互沟通协作。智能产品理解它们被制造的细节以及将被如何使用。它们积极协助生产过程,回答诸如“我是什么时候被制造的”“哪组参数应被用来处理我”“我应该被传送到哪”等等问题。在国内建设智能压力变送器工厂,在借鉴工业4.0的理念愿景,并需要根据我们的国情以及行业发展情况的规划设计,工厂一线生产员工升级为生产现场管理决策者,降低劳动强度提高薪资待遇,把生产岗位打造成吸引未来人才的好工作。

 

      智能互联压力变送器是指用于石油、化工、电力、钢铁、水泥等流程工业的下一代压力变送器,然而其生产工厂却是指生产电子产品的离散工业工厂。按德国工业4.0的描述:功能强大的、自主的微型计算机(嵌入式系统)正越来越多地相互间或与互联网以无线方式互联。这正在导致引起实体物理世界与虚拟网络世界(cyberspace)以虚拟网络—实体物理系统(CPS)的方式相融合。继 2012 年推出新的互联网协议 IPv6,现在已有足够的地址使智能对象间通过互联网大范围直接互联。 在制造业中,打造智能工厂是一个循序渐进的过程,2008年,上海立格开始建立了第一代ERP系统,2012年上海立格第二代ERP系统投入使用,2018年第三代ERP已经投入实验性使用,并开始着手MES的规划工作。智能互联压力变送器一个非常重要的特点,就是通过物联网络与生产厂商的服务器相连,从而实现“在线自校准”、“在线自清零”、“预测性维护和维修”等智能功能。这些功能源于产品设计,同样,实现智能生产也源于压力变送器的设计。选用RFID这种非接触式的自动识别技术,让产品与生产设备和生产员工进行沟通。利用已经搭建好的IT设施,智能互联压力变送器在生产过程中产生的数据将被记录在服务器,并与压力变送器在现场工作的数据一起被检测和评估,在压力变送器的整个生命周期中得以善用。

 

      从智能互联压力变送器整机组装生产着手,由简单容易处探索智能工厂。本质上看智能互联压力变送器应该是大规模生产少量特殊要求的模块化产品,其大概分为传感器模块、变送模块、显示和操作模块、带耐瞬变防护端子模块以及保护壳体和过程法兰等机械部件,生产过程大约分为组装、测试、老化、在测试、包装出库几个环节,重点解决“智能仓库”、“智能物流”、“智能测试”和“智能包装”的问题,由于模块化结构的零部件较少,生产员工所在工位的操作也比较少,但整机重量偏重的压力变送器在仓储、产线物流和包装是一个挑战,同时,由于测试环节在生产过程中所占用的时间较多并影响到压力变送器质量,也是一个需要关注的问题。在智能工厂中,各个工位需要熟练的操作员工,更需要智能物流、测试设备来帮手,人机协同发挥巨大的效率。

 

 

单晶硅压力变送器生产车间

单晶硅压力变送器生产车间

 

       具体来说,传感器模块按量程、测量膜片的材质、填充液的类型来划分,分别有6种量程、316L和哈C合金两种膜片材质以及硅油和惰性油两种常用填充液,这些零部件都贴有唯一标识的编码,存放在不同的、带有RFID标识原料盒中。其他传感器模块零配件,如传感器密封圈、法兰夹块、夹块螺栓螺帽、排液阀等也与相同方式存放。传感器模块是首先被组装的部分,根据ERP系统发出的订单,MES系统开始执行,CPS向智能仓库发出命令把所需要的零配件通过智能物流车配送到组装工位,MES系统也会将订单内容以及重点注意部分显示在工位操作指导的屏幕上。在工位操作的员工承担着双重角色,需要根据作业指导书和经验检查来料,还需要进行组装操作。通过特殊定制的夹具,依次放置螺栓、法兰夹块、密封圈、传感器、密封圈、法兰夹块、螺帽,操作人员通过电动扳手进行组装。最后,排液阀也通过电动扳手进行安装,整个传感器模块组装工作就完成了,通过智能物联车流转到下一个组装工位。扳手扭力是传感器模块组装段重要的质量工艺控制点,需要选用扭力扳手操作,并且将记录到生产档案中。

 

      后面几个工位与传感器模块的组装类似,带有RFID的元件盒被从订单生产一开始就被预设为需要生产的智能互联压力变送器,已经完成传感器模块随着元件盒流转到了下一个变送模块组装工位,这个工位将完成保护壳、变送模块和端子模块的组装。在传感器模块元件盒到达变送模块组装工位的时候,保护壳、变送模块和端子模块的原料盒也被送到了工位。工位操作的员工依然承担着双重角色,根据作业指导书和经验检查来料和上一道工序的传感器模块,然后进行组装操作。

 

     其他工位将不再重复描述,在每个工位的操作员工都是从以前的操作工升级为工位管理者,所需要动手操作的事情越来越少,在智能物流车、定制夹具、各类工具的帮助下,劳动强度也越来越低,而承担工位管理者的职责越来越突出,经验的积累以及知识的扩展越来越重要,工位操作员工正在向操作工程师的角色转变,从操作为主到操作与知识并重的趋势发展。在将来的某一天,生产线将成为开放空间,与办公室连为一体,操作工程师、研发工程师不再是专业划分,而是进行轮岗。

 

      智能互联压力变送器将为用户提供更好的服务,这是上海立格作为一个专业压力变送器厂商,服务客户成就客户的价值观,而智能工厂将大大改善工厂员工的工作和薪资环境,成为一个强大的团队,为未来公司的发展提供源源不断的内生力量。智能互联压力变送器和智能工厂相互依存,在解决用户“痛点”的同时也解决了制造工厂的效率,共同构建未来的美好生活。

 

下一代智能互联压力变送器和智能工厂的探讨

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