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在位于廣東順德的美芝容桂空壓工廠的調芯車間內,一排排整齊的自動化設備正上演著一場工業(yè)芭蕾:機械臂輕盈而精準地把動作誤差控制在微米級,即不到一根頭發(fā)絲的十分之一。

在位于廣東順德的美芝容桂空壓工廠的調芯車間內,一排排整齊的自動化設備正上演著一場“工業(yè)芭蕾”:機械臂輕盈而精準地把動作誤差控制在微米級,即不到一根頭發(fā)絲的十分之一。以往需要人工操作的高精度、高難度空調壓縮機裝配流程,如今已被機器替代。每個工序上的機器需要每3秒完成一個動作節(jié)拍,保證車間以6秒的整體產出節(jié)拍持續(xù)運行。

美芝容桂空壓工廠調芯車間

得益于近年來海內外市場需求的持續(xù)增長,我國空調等家電產銷量連年上升。與此同時,在定制化與個性化的消費潮流下,家電企業(yè)在產品研發(fā)和迭代上不斷加快,這對上游零部件廠商的快節(jié)奏、柔性生產能力提出了更高要求。也因此,為更好滿足市場需求,家電制造端近幾年不斷加大自動化、數字化投入,積極推進新一代信息技術和智能技術與傳統(tǒng)家電制造業(yè)的深度融合。

中國家電作為中國制造的一張閃亮名片,其產業(yè)上下游企業(yè)的智能制造水平已經處于世界前沿。作為消費電器核心零部件系統(tǒng)級解決方案供應商,GMCC美芝自2006年起便持續(xù)領跑全球空調壓縮機市場,不僅在產品能效、可靠性上保持行業(yè)領先,還通過自動化制造能力的持續(xù)迭代、突破,進一步提升制造工藝與效率,以更高的產品品質和穩(wěn)定靈活的交付滿足全球客戶需求,更帶動上下游伙伴攜手高質量發(fā)展,跑出了產業(yè)升級的“加速度”。

引領行業(yè)自動化變革 美芝打造“未來工廠”

壓縮機作為空調等產品的“心臟”,屬于精密核心部件,產品本身較強的規(guī)范性使其更適合自動化生產,但極高的精度要求還是給自動化升級帶來不小的挑戰(zhàn),很多工序的自動化在行業(yè)內并無先例可循。美芝決心充分利用壓縮機生產特點,將旗下容桂空壓工廠作為自動化研發(fā)與能力建設的策源地,通過復制成熟項目管理經驗和開啟未來線研究兩手抓,有序推進工廠的自動化項目進程。

美芝容桂工廠包含裝配、卷線、機加工和鈑金四大車間,據美芝容桂工廠自動化工程師吳工介紹,這四大車間均建設了代表本車間最高自動化水平的專屬未來線,自動化升級已經頗具成效。其中卷線車間的變頻產線除了人工插入端子環(huán)節(jié),能夠全自動化處理從下料、繞線到出料的過程;機加工車間則在部件分選和上料環(huán)節(jié)實現(xiàn)了1.5微米的高精度自動化成果;鈑金車間完成視覺AI識別檢測安全系統(tǒng)建設,形成“無人化”區(qū)域;而裝配車間調芯產線則率先打造了智能化“黑燈車間”,憑借多項首創(chuàng)成果為家電零部件自動化制造樹立了行業(yè)標桿。

美芝容桂空壓工廠自動化產線

自2014年在業(yè)內率先啟動自動化首研,美芝容桂工廠目前整體自動化率已達到64.05%,檢測工序實現(xiàn)100%自動化,以近三千萬臺的年產量銷往全球。近年來,眾多家電客戶訂單“定制化、小批量、短周期”化的需求明顯,美芝容桂工廠正是憑借先進的自動化生產能力在不斷變化的市場環(huán)境中獨占鰲頭。

“尤其是市場旺季,一條產線一天內換型五六次,生產不同型號的產品已經很普遍。美芝容桂工廠的自動化建設充分考慮了產品快速換型需求,保障品質的同時換型生產效率相比傳統(tǒng)人工產線大大提升,這讓我們在面對此類柔性訂單時擁有了行業(yè)領先的競爭力。”吳工解釋道。

眾多首創(chuàng)、首研 美芝勇闖制造“無人區(qū)”

空調壓縮機產線的自動化一直是行業(yè)內一塊難啃的硬骨頭,這主要是因為三個方面的難點:一是產線換型多,在自動化改造的同時還要考慮柔性生產需求;二是精度要求高,需要以機器人與算法的充分配合實現(xiàn)微米級誤差;三是產線節(jié)拍快,對自動化設備的穩(wěn)定性和低故障率要求較高。

以調芯車間為例,調芯線的工作是對壓縮機泵體內的6大部件進行3微米精度選配,然后精密組裝到1微米同心度。要知道,壓縮機泵體的精密性直接影響空調噪音、耐磨損性和能效等性能,因此需要以高精度制造保障產品高品質,自動化難度也隨之增大。

如在調芯線的曲軸活塞柔性裝配自動化項目中,零部件之間的配合間隙僅有13微米,業(yè)內一直采用人工手工裝配,自動化方面尚無先例。吳工介紹道:“作為壓縮機的核心部分,工人在這個環(huán)節(jié)的搬運和抓放時如果發(fā)生工件碰撞,即使非常輕微也會造成碰傷,后續(xù)運行就可能出現(xiàn)噪音甚至卡死的情況。”為了提升產品品質和可靠性,美芝容桂工廠研究和導入柔性機器人,通過實時扭矩反饋實現(xiàn)精密裝配,同時杜絕了工件碰傷的風險點,美芝這一“首創(chuàng)”成果落地后還為行業(yè)提供了廣泛借鑒。

美芝容桂空壓工廠調芯車間

自動化替代除了讓生產裝配更精準,也通過不同自動化設備、系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通,使生產流程得到優(yōu)化。例如主軸承鉚接環(huán)節(jié)需要在鉚接完畢后檢查鉚接高度和外觀,其質量直接關系到壓縮機的運行噪音,以往卻都是依靠工人目視檢測外觀,準確性不夠。為了提升檢測效果、實現(xiàn)標準細化、量化,美芝研制出鉚接自動化機,能夠對所有零部件在鉚接前后進行全自動檢測,并留存檢測數據。這樣一來,整個鉚接工序一共有激光測量、AI外觀等8道品質防呆同步檢測,相比傳統(tǒng)一次性的人工目測,極大提升了檢測效率和準確性。

美芝容桂空壓工廠調芯車間

如今,美芝調芯智能化黑燈車間已實現(xiàn)高達94.4%的自動化覆蓋率,萬人機器人保有量達到1,000臺,在產能和品質上都有了顯著提升,單班產量相比原來提升了20%,代表產品品質的三級QEP防呆實現(xiàn)全覆蓋,產品品質更加穩(wěn)定可靠。憑借行業(yè)領先的精密裝配自動化、智能化水平,美芝調芯智能化黑燈車間還被評選為2022年“佛山市智能化示范車間”。

生產全流程升級 美芝自動化點燃質造新“引擎”

美芝容桂工廠的自動化升級不只是單純的“機器換人”,而是進一步推動了工廠生產運營全流程的變革。以自動化設備導入的前期準備為例,據吳工介紹,工廠首先對生產工藝進行了一系列標準化變革,如對小資材尺寸、螺絲倒角容差等進行細化規(guī)定;其次補齊生產全流程的品質檢測維度和量化標準,并將間接檢測調整為直接檢測;最后對物流包裝也做了變革優(yōu)化,實現(xiàn)物料包材的標準化排列和碼垛。一系列升級不僅給自動化設備導入創(chuàng)造了先決條件,也倒逼廠區(qū)的整體運營管理實現(xiàn)精益化提升。

美芝容桂空壓工廠

不僅如此,自動化帶來的一個更為重大的變化是廠區(qū)運營的數字化轉型。“從物料配送、生產監(jiān)控、工藝參數,到人員作業(yè)和故障報警,我們配合自動化產線打造了一套追溯產品全生命周期的數字化系統(tǒng),深度集成機器人、大數據和AI技術。”吳工介紹道。通過自動化與數字化的深度融合,美芝容桂工廠提升了產品溯源和故障分析能力,有效助力精細化的品質管理和提升,同時也能夠針對市場需求實現(xiàn)排產更加精準、高效,大大提高市場響應速度、縮短交付時間。

目前,美芝家用空調壓縮機在全球市場占比已達45%,是名副其實的王者、冠軍,其舉足輕重的市場供應體量和行業(yè)地位,也使得美芝容桂工廠的自動化變革像投入池塘的石子,激起的層層漣漪不斷向更遠處蕩開。據了解,在美芝容桂工廠物流包裝變革的推動下,其上游供應商也開始實現(xiàn)統(tǒng)一的器具標準和包裝,并通過自動化出調工序為美芝提供整列運送的原材料;與此同時,美芝壓縮機產品的自動化包裝和有序碼放,也為下游空調企業(yè)的自動化升級奠定了基礎。在美芝容桂工廠的帶動下,規(guī)范化發(fā)展和自動化升級的動能正在快速傳導至家電產業(yè)鏈上下游,也將為家電行業(yè)的高質量發(fā)展提供更有力的支撐。