戴姆勒·克萊斯勒先進(jìn)制造工程（AME）控制/設(shè)備安裝工程經(jīng)理Julian Joe稱,，具有超過250臺(tái)機(jī)床,、物料輸送、連續(xù)生產(chǎn)線和其他設(shè)備,，新印第安那變速器二廠（ITP2）的開發(fā)是一個(gè)真正的挑戰(zhàn),。該工廠的不同機(jī)床工具和其他設(shè)備要在全球不同國家建造。
克萊斯勒集團(tuán)在Kokomo,、Indiana有三個(gè)變速器廠,，ITP2生產(chǎn)W5A580,，一種被設(shè)計(jì)用于包括克萊斯勒 300（Chrysler 300）、道奇Magnum （Dodge Magnum）和吉普大切諾斯（Jeep Grand Cherokee）等各種汽車的后輪驅(qū)動(dòng)變速器,。ITP2于2003年6月投入生產(chǎn),，很快就達(dá)到了產(chǎn)量目標(biāo)。
在ITP2生產(chǎn)廠的設(shè)計(jì)階段,，向40余家機(jī)床供應(yīng)商提出了一系列復(fù)雜的性能和數(shù)據(jù)傳輸要求,。對于每一種加工操作，都要達(dá)到特定的目標(biāo),。
在Kokomo另外兩個(gè)現(xiàn)有的克萊斯勒集團(tuán)變速器廠,，大多數(shù)機(jī)床具有（非網(wǎng)絡(luò)）CNC或PLC車載控制?；趤碜云渌S的輸入,，AME就控制技術(shù)、以前與供應(yīng)商的經(jīng)驗(yàn),、操作員界面公共需求,、質(zhì)量控制系統(tǒng)和ITP2連通性要求的起草了一份白皮書。西門子能夠在其Transline系統(tǒng)解決方案中實(shí)現(xiàn)克萊斯勒集團(tuán)的要求,，得到了達(dá)到Transline全球標(biāo)準(zhǔn)和克萊斯勒集團(tuán)工廠規(guī)范要求的ITP2工廠系統(tǒng)解決方案,。
同時(shí)，AME小組在實(shí)地考察之后,，對NAG1的現(xiàn)有硬件的核心力量進(jìn)行了評估,。如AME控制工程師Kulraj Randhawa指出，“至于我們在 ITP2的目的,，每個(gè)人都贊同連通性是關(guān)鍵,，還有我們開始認(rèn)識到在所有控制中需要一種公共PC前端。這一結(jié)論是由于我們?nèi)藛T分布策略和靈活性要求使然,， NAG1的協(xié)議或者我們在另一個(gè)Kokomo工廠的經(jīng)驗(yàn)更是如是,。”
工廠的各種機(jī)床、連續(xù)生產(chǎn)線,、機(jī)器人和其他物料傳輸設(shè)備要求有約160個(gè)CNC和400個(gè)輔助PLC設(shè)備,。按照J(rèn)ulian Jo的說法，指定控制規(guī)范中最重要的一點(diǎn)是“開發(fā)一個(gè)盡可能全面的操作整體框架,，以確定機(jī)器制造商（machine builder）是否可能采用公共顯示語言和屏幕,。”
在一個(gè)非常耗時(shí)的項(xiàng)目中，AME分離了ITP2的所有規(guī)范和功能性,，達(dá)到所有操作員界面的公用性,。
然后，給每一個(gè)機(jī)器制造商選擇控制提供商的選項(xiàng)。如Joe觀察到的,，“我們越回歸到公共控制機(jī)制的概念,，我們就越得益于西門子和其Transline系統(tǒng)解決方案。然而,，在這個(gè)過程中,，我們并不要求在任何時(shí)間對任何機(jī)器制造商進(jìn)行控制。”他強(qiáng)調(diào)說,。西門子提供了基于web的Sitescape技術(shù),，以向機(jī)器制造商更好地傳遞所有信息,，特別是變化信息,，他們的機(jī)器將最終在ITP2的工廠進(jìn)行通信。
與西門子客戶項(xiàng)目經(jīng)理Gary Bash一同工作,，AME工程師制定了一個(gè)針對所有機(jī)器制造商的分階段執(zhí)行計(jì)劃,，包括對流程中機(jī)器的現(xiàn)場檢視?？刂乒?yīng)商為克萊斯勒集團(tuán)和機(jī)器制造商,，就如何最佳實(shí)現(xiàn)特定CNC、PLC,、發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)裝置,，加上Profibus組網(wǎng)和數(shù)據(jù)傳輸硬件，提供了使用選擇,、設(shè)計(jì)期望,、技術(shù)和應(yīng)用建議。AME為執(zhí)行計(jì)劃流程指派了四名全職工程師,。
如Joe的觀察,，“能從西門子工程師得到專家建議使我們員工更出色，并建立了信任,。尤其是讓Gary和其在德國負(fù)責(zé)同樣事務(wù)的Klaus Kasperuk作為我們和這個(gè)項(xiàng)目涉及的數(shù)十個(gè)builders之間接口人大有幫助,。”
Transline是一種汽車應(yīng)用，提供由西門子開發(fā)的在普通結(jié)構(gòu)中集成如銑,、車,、鏜、磨,、組裝和測試等動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)制造功能的系統(tǒng)解決方案,。基于其 Sinumerik CNC和Simatic PLC平臺(tái)的車載功能,，西門子Transline采用了普通硬件和軟件組件,，以及在所有機(jī)床和其他設(shè)備中的 HMI。這樣ITP2所有40個(gè)機(jī)器制造商可以使用一種PLC編程工具和標(biāo)準(zhǔn)編程語言,。如AME的Joe證實(shí)的那樣,，“這一系統(tǒng)使對ITP2操作人員和維護(hù)人員的培訓(xùn)更加容易,，他們操作機(jī)器的效率更高并大大縮短學(xué)習(xí)時(shí)間。”
由于機(jī)床是在多個(gè)國家的工廠生產(chǎn)的,，2002年5月在斯圖加特西門子辦公室舉行了一個(gè)項(xiàng)目研討會(huì),，克萊斯勒集團(tuán)和所有機(jī)器/設(shè)備供應(yīng)商有代表出席。研討會(huì)上審察了所有變化,，并最終確定了整個(gè)控制機(jī)制,。如Bash指出的，“西門子不得不符合克萊斯勒集團(tuán)和北美汽車標(biāo)準(zhǔn),。我們的主任工程師之一 Andrew Grimshaw幾乎訪問了所有機(jī)器制造商,，以解決機(jī)器之間的通信問題。”
隨后克萊斯勒集團(tuán)和西門子工程師進(jìn)行了數(shù)次現(xiàn)在旅行,，以審查最終建造階段和首次亮相展示,。
“2003年早些時(shí)候，隨著機(jī)器運(yùn)至Kokomo,，”Joe說,。“我們按文字說明插入，它們都可以一同運(yùn)行,。我想當(dāng)交響樂指揮聽到所有樂器演奏同一張樂譜時(shí),，他也有同樣的感覺吧。”他解嘲地說,。
ITP2的工廠經(jīng)理附和了這一觀點(diǎn),。“這是克萊斯勒集團(tuán)歷史上最成功的新工廠啟動(dòng)，盡管建立這樣一個(gè)協(xié)同生產(chǎn)格局有很大挑戰(zhàn),。” Ed Vondell說,，他也指出其團(tuán)隊(duì)所接受的培訓(xùn)是他們能快速達(dá)成生產(chǎn)目標(biāo)的關(guān)鍵。
“由于我們已考察了歐洲正在進(jìn)行的項(xiàng)目,，Transline系統(tǒng)解決方案所需要的學(xué)習(xí)時(shí)間很短,。”Joe補(bǔ)充道。“這使連接'bingo'板與區(qū)域控制器和信息高速公路上的主機(jī)服務(wù)器更加容易,。”為了更便于工廠啟動(dòng),，西門子不僅在ITP2工廠，而且在提供大部分設(shè)備內(nèi)容的機(jī)器制造商中也有現(xiàn)場工程師,。其中包括Heller,、ICA和Gleason。
機(jī)器/設(shè)備/控制供應(yīng)商之間的密切合作,，DCS AME工程師和ITP2員工得以按時(shí)在預(yù)算內(nèi)交付所有系統(tǒng)組件,。
在ITP2廠區(qū)，鑄鐵、鋼和鋁被加工組裝成W5A580變速箱,。從像車幅一樣的衛(wèi)星工作單元送料,，中間件被運(yùn)送到集中組裝區(qū)，在這里進(jìn)行裝內(nèi)外殼的最后組裝,，壓力/泄漏測試并傳送至集結(jié)區(qū),。在集結(jié)區(qū)，掃描標(biāo)識每臺(tái)變速器特定型號目的地的棧板條碼,。然后,，產(chǎn)品被包裝并發(fā)送至的適當(dāng)?shù)墓S進(jìn)行車輛安裝。
如制造工程經(jīng)理Dan Cornell所細(xì)述的,，ITP2有五項(xiàng)操作原則,。“我們對操作人員提供支持，盡可能地標(biāo)準(zhǔn)化,，在針對“bingo”板上 “go/no-go”執(zhí)行紅/綠二進(jìn)制通信協(xié)議,，保持簡化的中央組裝策略以縮短人員移動(dòng)的距離,，最重要的是依賴于我們技術(shù)的持續(xù)改進(jìn)使工廠保持最大效率,。”
工廠設(shè)施的質(zhì)量控制和工具變化哲學(xué)似乎一直持續(xù)進(jìn)行?？巳R斯勒集團(tuán)控制工程師Rich Schrauben和Yancy Laubsch以及模具工程師Dean Bazata證實(shí)了這一事實(shí),。Rich負(fù)責(zé)鋁加工部分，而Yancy掌管著鋼齒輪和軸的加工部分,。
Schrauben對于其廠區(qū)內(nèi)Transline的評價(jià)是,，由于不同的機(jī)器為PLC進(jìn)料，要花些時(shí)間學(xué)習(xí)不同模塊和程序,，但 Sinumerik 840D （CNC）公共控制使從一種機(jī)器到另一種機(jī)器的遷移更為容易,。他嘲解道，西門子控制的編程靈活性和開放結(jié)構(gòu),，給同一編程模塊中組合不同語言協(xié)議帶來無數(shù)種可能,。當(dāng)合并源代碼文件時(shí)，特別是如果做了什么變化時(shí),，確實(shí)帶來很大挑戰(zhàn),。
Laubsch對這一觀點(diǎn)表示贊同。他沒有負(fù)責(zé)過西門子控制系統(tǒng),，他從ITP1來到ITP2,，在那里他主要與其他制造商工作。他列舉了西門子PLC,、 CNC和Profibus現(xiàn)場總線的直接集成,。“由于Profibus系統(tǒng)很簡單，很少出現(xiàn)硬件I/O問題。”他還指出,，就操作識別和故障發(fā)現(xiàn)解決而言,，通用Transline HMI顯示屏性能極好。
Laubsch提到了一個(gè)隨著機(jī)器開始從機(jī)器制商處運(yùn)抵時(shí),，其團(tuán)隊(duì)面臨的特殊挑戰(zhàn),。“所有機(jī)床都規(guī)定了梯形邏輯。我們的電子技術(shù)人員了解所見到的產(chǎn)品時(shí)有些困難,。”雖然他又說替代產(chǎn)品馬上就發(fā)送了,。
“我們的操作人員對于Transline系統(tǒng)解決方案做出了正面的響應(yīng)，由于在我們的廠區(qū)有近100種機(jī)器和輔助設(shè)備,，只有幾種在系統(tǒng)中,。”西門子也提供了該一部門中大多數(shù)機(jī)床、旋轉(zhuǎn)分度器和熱處理設(shè)備的驅(qū)動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)一整套方案,。
由于Dean Bazata關(guān)注的是ITP2中的模具,，他從不同角度對Transline給予了評價(jià)。他對GE Fanuc和Allen-Bradley控制系統(tǒng)有豐富經(jīng)驗(yàn),，但對西門子了解甚少,。
“從一開始我們就注意到培訓(xùn)時(shí)間縮減了。通用顯示屏給予我們操作人員很大的廠內(nèi)靈活性,，由于他們大多數(shù)都可以輕易地操作數(shù)種不同機(jī)器,。”
他描述了工具變化的流程。“克萊斯勒集團(tuán)設(shè)計(jì)聽取了我們關(guān)于成本改進(jìn)或其工程師如何開發(fā)更經(jīng)久耐用的解決方案方面的建議,。然后各種變化通過制造工程再到我這里,。我們會(huì)審查變化，如果同意就會(huì)實(shí)施,。這些變化可能涉及材料,、速率、供料速度,、模具形式,，甚至是編程工具。由于PC的前臺(tái)和特別是西門子HMI非常使用,，這使變化執(zhí)行容易得多,。”