“在线医生”助汽车冲压线安全高效生产

背景

冲压是汽车制造的第一步，在汽车生产中占有重要的地位。随着技术的发展，冲压线的生产速度不断提高，每分钟已经可以生产超过15件大型汽车覆盖件，正常人眨眼的速度也不过如此。

由于单位时间产值巨大，冲压线一旦出现故障停机，将为企业带来巨大的经济损失，而且极易造成安全事故。汽车生产企业希望通过引入先进的自动化和智能化技术，最大限度地避免冲压线的意外停机，保障生产始终处于高效状态，同时提高生产的安全、环保和能效水平。为更好地满足客户需求，冲压装备制造企业正在积极地将机械状态监测等预测性维护技术运用于冲压机，提高产品的市场竞争力。

天津一重电气自动化有限公司（简称：天津一重电气）是中国一重集团在天津设立的控股子公司，主要业务领域包括：冶金自动化控制系统﹑锻压设备控制系统﹑能源管理、智能控制系统。在冶金行业，具备连铸、热轧、冷轧、处理线全流程的控制系统设计调试能力。锻压领域涵盖了水压机、模段机、挤压机、机械压机，尤其在机械压机领域，成功设计制造了国内首台2500T伺服压力机的电控系统。为了进一步提高产品的市场竞争力，天津一重电气希望在汽车冲压机产品中部署机械状态监控系统（ICM系统），为汽车生产企业打造安全、高效、环保、节能的冲压生产线。

挑战

机械设备状态监测系统与医学诊断的过程有许多相似之处，被喻为大型旋转机械和周期性运转机械的“在线医生”。在医学诊断过程中，医生应用各种监测仪器，从病人身体获取如体温、心率、血压等能够反映病症特征的信息，在此基础上进行诊断，并对症下药。机械设备和人体一样，也有各种征兆，如振动、温度、压力、油品理化指标及污染度等信号。设备状态监测系统就是在机械系统的运行过程中，借助传感器和分析仪器监测各种动态参量，并对信号、检测数据进行分析，判断工况是正常还是异常，以便事前采取针对性措施来控制和防止故障的发生，从而减少故障停机时间与因停机而造成的损失。

为保障样机的成功开发，天津一重电气希望机械状态监测系统供应商拥有丰富的应用和实施经验，在方案制定、样机开发以及数据的建模分析方面均能提供支持，并能够从产品前期的设计直至后期安装调试和装备验收全过程给予协助。

解决方案

由于大型冲压设备传动系统的轴承类部件相对容易受冲击瞬间损坏，且故障率高，日常点检不便，属于设备的薄弱部位。项目团队将冲压机高速轴和飞轮电机作为主要监测目标。

基于Dynamix 1444监测器的集成状态监测有助于避免关键机械设备的停机和损坏，并降低总拥有成本。Dynamix 1444可实时监测设备的关键运行参数，为操作和维护人员提供相关信息，协助评估设备的当前健康情况，并制定预测维护计划。Dynamix 1444可通过标准以太网EtherNet/IP 网络集成到控制架构中，从而将相关信息发送到全厂级甚至企业级数据库中，进行存储和趋势分析。利用此信息，工程师能够采取恰当合理的维护措施，例如在磨损组件失效前进行更换，在保护生产过程和设备的同时降低维护成本。通过Studio 5000™ Designer 软件，用户可以在统一的设计环境中进行系统配置。

在项目实施过程中，罗克韦尔自动化在传感器的安装、产品成柜、软件编程和硬件调试等方面都为天津一重电气提供了全程支持和协助。

效果

作为冲压线的“在线医生”，Dynamix™ 1444集成状态监测系统通过实时有效的状态监测，保障了冲压机的安全，降低了由于意外事故造成的环保风险，并通过远程在线监测，保障了巡检人员的人身安全。在冲压线高负荷生产时，状态监测系统可以帮助企业实现预测性维护，从而避免意外停机，保障机械连续运行，帮助企业实现高效生产。通过预测性维护，企业可以有效降低产线和设备的大修频次，减低备件库存，从而实现降本增效。

天津一重电气对本次合作非常满意，并对罗克韦尔自动化的项目团队给予了高度的评价。通过采用智能化的机械状态监测系统， 天津一重电气在帮助客户创造价值的同时，也大大提高了自身产品和品牌的市场竞争力。

随着汽车业加速智能制造转型，罗克韦尔自动化的机械状态监测系统在集成化和智能化方面的优势将愈加凸显。未来，罗克韦尔自动化愿继续携全球领先的智能技术和应用经验，与中国汽车装备制造企业一道，共同打造安全、节能、环保、高效的智能化汽车生产装备，助力装备制造企业提升核心竞争力，抢占市场制高点。