Производство автобусов в руках роботов: крупнейший проект отечественного интегратора
Несколько лет назад компания «БМГ» (производитель автобусов марки VOLGABUS) начала строительство нового завода во Владимирской области для производства экологичных автобусов на газовом топливе и электробусов. Руководство поставило амбициозную цель — создать современное «безлюдное» производство с полностью автоматизированными линиями.
По итогам конкурса, в котором участвовали в том числе ведущие мировые интеграторы, компания «ВЕКТОР ГРУПП» (Москва) была выбрана генеральным подрядчиком для автоматизации сварочного цеха. В мае 2017 г. началась реализация этого сложного и во многом уникального проекта, а уже 21 декабря того же года на торжественном запуске первой очереди завода (рис. 1), в котором принял участие представитель Президента по вопросам экологии и транспорта Сергей Иванов, трудилось 29 роботов и сотни единиц вспомогательного оборудования для автоматизированных линий.
У заказчика были непростые, но конкретные требования: обеспечить производительность 2000 автобусов в год с возможностью ее увеличения до 5000 единиц. При этом сварка кузовов автобусов должна быть максимально автоматизированной (рис. 2). «Для реализации такой масштабной задачи особенно важна предпроектная работа. Мы уверены, что грамотно проведенная подготовительная работа — это две трети успеха. В данном случае она заключалась в разработке детальной планировки цеха, разбивке существующих узлов на более мелкие детали, подготовке технологий автоматизированной сварки, включающей глубокую проработку технологичности изделия, вариантов оснастки для роботизированных ячеек, а также изучение международного опыта по реализации аналогичных проектов, — говорит генеральный директор «ВЕКТОР ГРУПП» Дмитрий Ипанов. — На этапе запуска проекта наш конструкторский отдел тесно взаимодействовал с конструкторским отделом заказчика. Это еще один важный фактор, влияющий на успех, без такой совместной работы реализация проектов подобного масштаба просто невозможна, заказчик должен быть готов создать условия для беспрепятственного взаимодействия своих подразделений с подразделениями исполнителя, в том числе для оптимизации конструкции изделия для автоматизированного производства».
Для того чтобы поставленные заказчиком цели были достигнуты, а все требования и нормативы были четко выполнены, интегратор провел объемную работу по подбору основного и вспомогательного оборудования, по проектированию оснастки для роботизированных ячеек, систем управления и систем безопасности.
В результате для решения поставленной задачи было спроектировано и установлено 18 сварочных ячеек (рис. 3) с 29 сварочными роботами KUKA, 14 трехосевых позиционеров, четыре одноосевых позиционера, три линейные оси длиной до 13 м и 14 автоматических сварочных оснасток. Для того чтобы обеспечить 100%-ную доступность сварочных швов, были использованы зажимы DESTACO, специально разработанные для автопрома (рис. 4). Это пневматические зажимы с контролем положения (открыт/закрыт) и возможностью управления в процессе сварки изделия. Для получения максимально ровных сварочных швов и во избежание дополнительной зачистки деталей (которая занимает существенное время) были выбраны новейшие сварочные аппараты OTC Daihen, предназначенные для роботизированной сварки, одни из немногих соответствующих вышеуказанным требованиям. Для обеспечения связи с общезаводской системой ERP (система планирования ресурсов предприятия) была установлена система управления на компонентах Siemens, разработанная специалистами «ВЕКТОР ГРУПП». Она позволяет заводу в режиме реального времени руководить производственными процессами и анализировать данные, а именно контролировать статус выполнения заказа; распределять и планировать загрузку в зависимости от поступивших заказов; контролировать количество сваренных деталей в смену/в месяц и т. д.; отслеживать время сварки каждого изделия и многое другое. Для автоматизированного производства такая система является необходимой и позволяет видеть общую производственную картину. Также были визуализированы все роботизированные ячейки и их составляющие на системе управления (рис. 5), что позволило облегчить и ускорить работу оператора, сделать взаимодействие с панелью управления интуитивно понятным.
В результате технология сварки модуля крепления передней подвески была разработана интегратором таким образом, что в совокупности с высокотехнологичной сварочной оснасткой это позволило достичь стабильно высокой повторяемости размеров свариваемых изделий.
Итогом внедрения автоматизации на данном предприятии стала полная сборка переднего модуля кузова в автоматизированной оснастке, сварка 100% швов роботом, сокращение времени производства в 30 (!) раз по сравнению с ручным режимом работы и, что немаловажно, минимизация брака.
К слову, в настоящий момент данный проект стал самым крупным в России, запущенным отечественным интегратором, ранее проекты подобного масштаба осуществлялись только иностранными компаниями. Успешная реализация проекта оказалась возможной во многом благодаря самому заказчику, который осознавал всю важность сотрудничества с интегратором, был вовлечен в процесс, давал обратную связь и совместно дорабатывал узкие места. Пока это, к сожалению, скорее редкость, а ведь без такой совместной работы реализация подобных проектов сильно затрудняется.
Итак, начало положено. Российские интеграторы роботизированных систем уже имеют опыт реализации крупных проектов и могут выступить надежным партнером в модернизации отечественных предприятий.