大众创新:Eplan工程中心 "从施工到配置"。
对于一家以制造 "汽车 "为己任的汽车制造商来说,开创性的工作非常重要。而正是为了制造这些成功的汽车,大众汽车公司每年平均要在不同国家规划和建设 3 个新的生产工厂,每个工厂都要配备数百个机器人。汽车衍生产品数量的不断增加和每种衍生产品产量的同时减少,给生产量的规划带来了新的挑战。它将标准的定义以及如何建立标准模型的问题推到了前台。因此,自 2009 年以来,大众汽车与 Eplan 工程中心 (EEC) 合作,在工厂电气规划中成功采用了模块化结构。
EEC的核心是一个模块化系统,该系统带有配置器,可通过基于规则的合理性检查生成电路文档。模块化方法考虑到了几乎所有机电依赖关系。数据来源于一个中央模型(单一真实源)。沃尔夫斯堡公司希望说服其供应商相信这种创新工作方法的益处,并引起越来越多的积极反响。
"通过 EEC 实现的配置解决方案被称为大众汽车电气系统配置器(Volkswagen Elektro-Anlagen Konfigurator,VEAK)。由电气系统规划工程师 Steffen Strickrodt 领导的团队与 Eplan 密切合作,开发出了个性化的配置环境。"通过 VEAK,我们在 EEC 中为自己和供应商创建了一个用户友好且简单的环境,该环境完全符合我们的标准",Strickrodt 在沃尔夫斯堡大众工厂的一座砖楼中接受我们的采访时解释道,在这里可以俯瞰港口设施和汽车城的全景。
功能工程:并行工作而不是按顺序工作
作为一名汽车工程师,Steffen Strickrodt 喜欢将其原理与几乎所有汽车制造商在网络上提供的车辆配置器进行比较:就像您可以通过许多对话框来配置您梦想中的汽车一样,VEAK 以最方便用户的方式引导项目工程师完成车身生产线的配置。
在传统的顺序流程中,机械规划从尺寸和布局标注开始,然后将这些数据传递给电气规划,电气规划则负责生产线的自动化。 有了 VEAK,这种顺序工作方法将与相应的基础跨学科链接信息并行运行,从而减少相同信息的重复输入。为了能够模拟这一点,车身生产线的机械部件被视为机电一体化。在 VEAK 中,工业机器人、转盘或安全门等机械组件将通过跨学科链接信息(例如,它们在电路图中的表示)进行建模。
VEAK用户通过添加电路图建模信息来配置生产线的机械模型,其中包括指定接线顺序。由于这一程序,结果是可预测的,可以避免 "复制&粘贴结构 "造成的错误,并有可能保证标准的维护。
有回报的前期工作
这需要一定的前期工作,自 2009 年底以来,VEAK 团队一直在与规划部门和 Eplan 合作开展这些工作:将众多可能的组件按 A、B 和 C 元素进行分级排列;A 和 B 组件必须在配置器中可用,并覆盖约 45% 的需求;C 组件是 "不错的选择"--是否将其纳入模块化系统取决于它们的使用频率和建模难度。
车身生产线从根本上说与特殊机械制造有关。在这方面,将其组织成最佳模块是必要的:模块的正确尺寸起着决定性作用,这样才能将它们连接成一个功能性的整体。
由于项目工程师负责车身生产线的工程配置,他们也必须最终对结果负责。VEAK 环境的结构允许通过一个集成的 "红绿灯 "系统,以目标明确且始终如一的方式配置各个模块。
节省时间达 50
VEAK团队利用配置器开展的前期工作取得了丰硕成果:Steffen Strickrodt 解释说,例如,通过这种方式,一个工作组的基本结构与大约 300 页的电路图 "可以在两个小时内配置完成,成熟度达到 70% 到 80%"。
剩余的 20%-30% 必须手动构建;这是使用 Eplan Electric P8 进行的,这也是大众汽车建筑公司的惯例。
为了在这一工作步骤中以最有针对性的方式获得结果,我们提供了手册;如果设计工程师遵循这些手册,他们将获得 "试运行后正确的电路图"。
"供应商在目前的调查中证实:VEAK 节省了大约 50% 的时间",Steffen Strickrodt 报告说。自动生成电路图的更高质量已经在电路文件的检查和复核方面得到了回报。
新工艺流程模式优势显著
VEAK为设计规范的维护提供了指导模型,这反过来又降低了进入项目的门槛:"公司减少了根据大众标准规范进行调整的时间"。
VEAK的目标是降低生产线设计的复杂性,扩大可能的承包商市场,从而大大提高生产线建设的整体灵活性。这与集团的生产线模块化和标准化战略(模块化生产方式)是一致的。
"谁知道模块化方法,谁就想拥有它"
目前,VEAK 正在普埃布拉、布拉迪斯拉发、埃姆登和茨维考的工厂项目中使用。在实施之前,各公司要在为期两天的研讨会上熟悉环境的操作和结果。Steffen Strickrodt 描述了一个典型的 VEAK 研讨班,他说:"第一天,我们演示模块化方法的功能、环境的结构以及如何在 Eplan Electric P8 中生成电路图;第二天,研讨班学员自己使用模块化方法工作,最后我们收集反馈意见以优化 VEAK"。承包商将在大众汽车的每条新车身生产线上使用 VEAK,"这有助于保持我们的标准",并为用户节省时间和费用。
像普埃布拉新车身生产线这样的参考项目由大约 50 个工作组的 350 个机器人组成,这对 VEAK 的建立非常重要。因此,每个工作组包含多达 12 个机器人,电路图多达 300 页。以 50 个工作组计算,大约需要 15,000 页电路图。
当问及用户对系统的满意度和潜力时,他们的反应都很积极;VEAK 团队在车间里很快就消除了用户最初的保留意见。用户很快就意识到这项创新为他们带来的可能性和优势。
雄心勃勃的愿景
VEAK团队为自己设定了宏伟的目标:"我们希望成为电气系统规划中不可或缺的一部分,并在未来所有新生产线的设计中得到考虑"。
为了实现这一目标,与供应商进行通信的安全接口是必不可少的。今年,模块化方法将以基于网络的配置器的形式实施,这样今后的版本发布就可以在中央服务器上统一进行,没有任何东西会妨碍全球可用性。
此外,VEAK 不久还将扩展软件学科,以便自动生成车身生产线的 PLC 程序。
从根本上说,EEC 提供了自动生成所有项目特定文件的技术,如投标书、材料清单、三维模型、电路图或软件。 "我们手中掌握着电气工程领域的一场革命,我们希望与 Eplan 这样强大的合作伙伴一起坚决推动这场革命"。