Bốn đơn vị hàn, tám cánh tay: phối hợp công việc dùng chung trong đóng tàu

Bốn đơn vị mô tả quy mô, không phải bố trí vật lý

Bản yêu cầu hàng hải do TitanWeld cung cấp xác định hai tay hàn là một đơn vị phối hợp cơ bản. Mức tối đa hiện tại được mô tả là 2 + 2: bốn đơn vị hàn và tám tay hàn. Phép tính này là ranh giới phạm vi hữu ích, nhưng không xác định một cặp ray, mặt bằng cố định hoặc hướng quay của các đơn vị. Bố trí vật lý, phân công công việc và trình tự vận hành vẫn là nội dung thảo luận thiết kế tùy biến cao, dành riêng cho từng dự án.

Câu hỏi kỹ thuật là làm thế nào nhiều đơn vị hoàn thành một cụm mà không tranh chấp gây hại về cùng không gian, trạng thái phôi hoặc nguồn lực dùng chung. Có tám tay máy không có nghĩa tám hồ quang có thể hoạt động suốt chu kỳ. Một số thao tác cần tiếp cận cùng chi tiết đầu, cùng trạm dịch vụ hoặc vùng nạp phôi chung. Những thao tác khác phụ thuộc vào mối hàn trước hoặc quyết định cho phép chuyển bước sau kiểm tra.

Vì vậy, đề xuất hữu ích bao gồm lịch nguyên công gắn với bản đồ mối hàn và đánh giá nguồn lực dùng chung. Những khuyến nghị này mô tả điều người mua nên yêu cầu xem. Chúng không khẳng định rằng bộ lập lịch, tính năng tránh va chạm, sản phẩm an toàn chức năng hoặc kiến trúc nhiều bộ điều khiển cụ thể đã được lắp đặt trong dự án TitanWeld.

Bắt đầu từ trách nhiệm đối với mối hàn và nguyên công

Gán mỗi đoạn mối hàn bắt buộc cho một nguyên công có một bên chịu trách nhiệm rõ ràng tại mỗi thời điểm. Giữ mã mối hàn độc lập với việc phân công đơn vị để việc phân bổ lại trong quá trình khôi phục được phê duyệt không xóa lịch sử của nó. Với các mối hàn góc ghép cặp, xác định hai tay máy tạo thành cặp vận hành và mọi điểm mà một đơn vị khác tiếp nhận trách nhiệm cho đoạn khác.

Phân biệt công việc độc lập với công việc có chung ràng buộc vật lý hoặc quy trình. Đường hàn dọc trên các chi tiết riêng có thể độc lập trong bố trí này nhưng chung hành lang tiếp cận trong bố trí khác. Hai đường hàn cách xa nhau trên bản vẽ vẫn có thể cần cùng vị trí xe trượt hoặc tuyến cáp. Xác định quan hệ phụ thuộc bằng hình học thực của thiết bị và đồ gá, không chỉ khoảng cách giữa các đường tâm mối hàn.

Tạo sơ đồ nguyên công thể hiện các quan hệ này bằng ngôn ngữ sản xuất: đoạn này phải hoàn thành trước chuyển động kia; vùng này phải trống trước khi đơn vị khác đi vào; kiểm tra này phải cho phép chuyển bước trước giai đoạn tiếp theo. Sơ đồ giúp thấy nơi bổ sung thiết bị có thể giảm thời gian tổng và nơi quan hệ phụ thuộc vẫn tồn tại dù có bao nhiêu tay máy.

Mô hình hóa không gian chiếm dụng, kể cả dụng cụ và đường cấp dịch vụ

Đánh giá không gian làm việc chung phải bao gồm mọi vật thể chuyển động liên quan đến bố trí: khâu robot, cụm mỏ hàn, trục ngoài, cáp, cảm biến và mọi đồ gá di động. Xem xét đường tiếp cận và rời đi cũng như đường hàn. Kiểm tra khoảng hở chỉ xét điểm tâm dụng cụ có thể bỏ sót va chạm ở phần khác của hệ thống đang chuyển động.

Nền tảng RobotStudio của ABB có khả năng lập trình ngoại tuyến và mô phỏng. [1] Đây là ví dụ công nghệ bên ngoài, không phải khẳng định rằng TitanWeld sử dụng nền tảng đó. Dù dự án chọn công cụ nào, người mua nên hỏi những hình học và chuyển động nào đã được mô hình hóa, phần nào còn được đơn giản hóa và mô hình sẽ được đối chiếu với bố trí đã lắp dựng ra sao.

Bao gồm trạng thái bảo dưỡng và khôi phục. Một tay máy có thể đỗ để bảo dưỡng mỏ hàn trong khi các đơn vị khác tiếp tục theo chế độ vận hành được phê duyệt; tính khả thi phụ thuộc vào không gian dùng chung thực tế và thiết kế điều khiển. Tư thế đỗ có vẻ thuận tiện có thể cản đường khôi phục hoặc tiếp cận kiểm tra. Vì vậy, đánh giá nghiệm thu cần xem xét toàn bộ các trạng thái vận hành dự kiến, không chỉ trình tự bình thường nhanh nhất.

Dùng quyền tiếp cận rõ ràng cho các vùng dùng chung

Khi các nguyên công tranh chấp một vùng dùng chung, xác định cách yêu cầu, cấp, duy trì và nhả quyền đi vào. Việc triển khai thuộc đơn vị tích hợp, nhưng nhóm dự án phải có thể xem xét hành vi mong đợi. Xác định điều gì chứng minh vùng đã trống và cách xử lý khi không có thông tin đó. Tín hiệu chương trình hoàn thành không nhất thiết là bằng chứng thiết bị đã thực sự rời vùng.

Thử các yêu cầu xung đột và thoát vùng bất thường theo kế hoạch chạy thử được phê duyệt. Mục tiêu là xác nhận quy tắc nắm quyền dự kiến vẫn nhất quán khi các nguyên công chạy với tốc độ khác nhau hoặc một nguyên công dừng đột ngột. Không chỉ dựa vào thời gian giả định, chẳng hạn luôn mong một tay máy hoàn thành trước khi tay khác đến. Gián đoạn sản xuất có thể làm các giả định đó mất hiệu lực.

Tách phối hợp quy trình khỏi bảo vệ con người. ABB mô tả SafeMove là giải pháp an toàn robot với các tích hợp bộ điều khiển được xác định. [2] Ví dụ bên ngoài đó cho thấy chức năng an toàn có phạm vi sản phẩm và cấu hình riêng. Quy tắc lập lịch vùng dùng chung hoặc mô phỏng không va chạm không được trình bày như bằng chứng rằng toàn bộ hệ thống hàn đã đáp ứng đánh giá và xác nhận an toàn cần thiết.

Đánh giá các nguồn lực dùng chung không nhìn thấy trực tiếp

Nhiều đơn vị có thể chung các ràng buộc ngoài chuyển động robot. Chúng có thể gồm nguồn điện, bố trí mạch hồi hàn, hút khói, làm mát, cấp khí, phục vụ dây hàn, sự chú ý của người vận hành và tiếp cận kiểm tra. Xác định các nguồn lực dùng chung thực tế trong hệ thống đề xuất và xác nhận trách nhiệm thiết kế. Không giả định các tay máy độc lập chỉ vì mỗi tay có mỏ hàn riêng.

Hướng dẫn quản lý cáp của Fronius đề cập nhiễu tương hỗ khi nhiều hệ thống hàn hoạt động trên cùng một cấu kiện. [3] Dự án cần xem xét hướng dẫn lắp đặt của thiết bị được chọn và tuyến đi thực tế của các mạch hàn. Điều này không xác lập một vấn đề nhiễu cụ thể trong phương án TitanWeld; nó xác lập một chủ đề không thể kết luận chỉ bằng mô phỏng đường đi robot.

Đưa công việc bảo dưỡng thường lệ vào lịch. Nếu nhiều mỏ hàn cần chung một vị trí bảo dưỡng, xếp hàng có thể ảnh hưởng thời gian chu kỳ tổng. Nếu người vận hành phải can thiệp tại nhiều đơn vị, các yêu cầu đồng thời có thể trở thành giới hạn thực tế. Ghi các sự kiện này trong thử nghiệm đại diện để nhịp sản xuất đề xuất phản ánh khối lượng công việc dùng chung thực của hệ thống, thay vì tổng thời gian hồ quang độc lập được lý tưởng hóa.

Lập lịch theo các ràng buộc quy trình của cụm

Lịch hình học nhanh nhất không tự động là trình tự hàn được chọn. Yêu cầu quy trình hàn, kiểm soát kích thước, khả năng tiếp cận và kiểm tra có thể ràng buộc những đường hàn nào được thực hiện cùng nhau hoặc theo thứ tự nào. Kỹ sư hàn và kỹ sư tự động hóa cần đánh giá lịch đề xuất bằng cùng bản đồ mối hàn và phiên bản cụm.

Bộ lập lịch phải giữ ý nghĩa đã được phê duyệt của từng nhiệm vụ. Nếu một đường hàn dài được chia cho các đơn vị để cân bằng tốt hơn, những điểm bắt đầu, kết thúc và vùng gặp nhau tạo ra trở thành một phần của đánh giá quy trình. Nếu đoạn hàn bao đầu bắt buộc được chuyển sang tay máy khác, trách nhiệm và hồ sơ hoàn thành phải đi theo việc chuyển giao đó. Sự thuận tiện khi lập lịch không được âm thầm thay đổi yêu cầu liên kết.

Dùng mô phỏng và thử nghiệm cho những câu hỏi khác nhau. Mô hình lịch có thể ước tính tranh chấp và xác định điểm nghẽn có khả năng xảy ra. Thử nghiệm hàn có thể xem xét ảnh hưởng chất lượng và kích thước của trình tự được chọn. Trình diễn sản xuất có thể đo các tương tác bảo dưỡng và vận hành thông thường. Nêu rõ trạng thái của từng kết quả để lịch tính toán không bị báo cáo thành sản lượng đạt yêu cầu đã đo.

Thiết kế khôi phục ở cấp đơn vị và cấp cụm

Xác định phản ứng dự kiến khi một đơn vị không còn khả dụng. Tùy chế độ vận hành đã xác nhận, toàn trạm có thể dừng hoặc công việc không bị ảnh hưởng có thể tiếp tục. Quyết định phải xét không gian dùng chung, quan hệ phụ thuộc quy trình hàn và thiết kế an toàn thực tế. Bài viết này không quy định vận hành một phần là tính năng bắt buộc hoặc sẵn có.

Nếu đề xuất phân công lại, hãy trình diễn cách hệ thống còn lại nhận dạng mối hàn chưa hoàn thành, xác định chúng có thể tiếp cận và chọn quy trình được phê duyệt. Một tay máy đang sẵn sàng không nhất thiết phù hợp về hình học hoặc quy trình cho mọi đoạn bị bỏ dở. Phân công lại cần là thao tác được kiểm soát, có hồ sơ sự kiện ban đầu và quá trình hoàn thành sau đó.

Bảo toàn trạng thái cụm trong quá trình khôi phục. Xác định mối hàn nào đã hoàn thành, bị gián đoạn, chờ kiểm tra hoặc chờ sửa chữa. Khởi động lại bộ điều khiển không được xóa các phân biệt này thành một công việc danh nghĩa mới. Thử một gián đoạn đại diện trong vùng dùng chung khó và xem người vận hành có thể hiểu, khôi phục trạng thái dự kiến mà không dựa vào hiểu biết không được ghi lại về trình tự chuyển động trước đó hay không.

Đo mức sử dụng mà không nhầm với sản lượng

Báo cáo thời gian của từng đơn vị theo các nhóm vận hành hữu ích: hàn, cảm biến, di chuyển, chờ, bảo dưỡng và không khả dụng. Các nhóm này được đề xuất để phân tích; điều chỉnh theo hệ thống thực. Khi hai đơn vị chờ cùng một ràng buộc, hãy giữ quan hệ đó trong hồ sơ để dự án xác định nguyên nhân chung thay vì quy cho tốc độ từng robot.

Tách tổng thời gian bật hồ quang cộng dồn khỏi thời gian thực trôi qua. Tám tay máy hàn đồng thời trong một khoảng có thể tích lũy nhiều phút-tay máy trong một phút thực. Cộng thời gian hồ quang hữu ích cho mức sử dụng nguồn lực, nhưng không phải thời gian cần để sản xuất cụm. Báo cáo toàn bộ chu kỳ thực và sản lượng được chấp nhận bên cạnh mọi chỉ số mức sử dụng.

So sánh cấu hình bằng cùng cơ cấu công việc đại diện và ranh giới nghiệm thu. Chuyển từ ít đơn vị hơn lên bốn có thể rút ngắn một số nguyên công trong khi nạp phôi, lắp ghép, kiểm tra hoặc chi tiết hàn bao đầu dùng chung không đổi. Cải thiện thu được phải được đo hoặc ghi rõ là ước tính. Giới hạn bốn đơn vị hiện tại không tạo cơ sở cho một hệ số tốc độ cố định hoặc tăng sản lượng hoàn thiện tự động theo tỷ lệ.

Để buổi trình diễn nghiệm thu bộc lộ các quan hệ phụ thuộc

Chọn các cụm thử nghiệm sử dụng cả công việc độc lập lẫn ràng buộc dùng chung. Bao gồm vùng tranh chấp, sự kiện bảo dưỡng và gián đoạn có kiểm soát khi phù hợp với phạm vi đã thống nhất. Xác định hành vi mong đợi trước khi thử, rồi lưu chung hồ sơ sự kiện, mã mối hàn hoàn thành, kết quả kiểm tra và thời gian thực.

Yêu cầu nhà cung cấp thể hiện khác biệt giữa lịch đề xuất và lịch quan sát được. Sai lệch có thể bộc lộ nguồn lực thiếu, giả định lắp ghép không thực tế hoặc hướng dẫn khôi phục khó thực hiện. Xem các phát hiện đó là bằng chứng kỹ thuật và cập nhật cấu hình trước khi chốt kết quả nghiệm thu. Chỉ video chu kỳ bình thường không thể giải thích vì sao một đơn vị phải chờ hoặc mọi công việc bắt buộc đã được chấp nhận hay chưa.

Giá trị thực tế của cấu hình bốn đơn vị nằm ở công việc nó có thể hoàn thành tin cậy trong một tuyến chế tạo xác định. Thiết kế có thể đánh giá nêu ai chịu trách nhiệm từng mối hàn, nguồn lực nào dùng chung, điều gì cho phép một nguyên công bắt đầu và cách duy trì trạng thái cụm khi gián đoạn. Đó là cơ sở đánh giá phối hợp tám tay máy mà không tự tạo ra hình học vật lý, năng suất theo tỷ lệ hoặc chức năng đã lắp đặt nhưng dự án chưa trình diễn.

Danh sách kiểm tra thẩm định dự án

• Phân công mỗi mối hàn cho một đơn vị hai tay máy có tên xác định.
• Xác định không gian, đồ gá, tuyến tiếp cận và nguồn lực bảo dưỡng dùng chung.
• Xác định trách nhiệm cho phép nhiệm vụ bắt đầu, chờ, ngăn can nhiễu và khôi phục.
• Đánh giá cấu hình 2 + 2 đề xuất dưới dạng bốn đơn vị và tám tay máy.
• Trình diễn công việc có tranh chấp và gián đoạn trong phạm vi dự án đã thống nhất.