Các xu hướng công nghệ mới nhất và các thiết lập cho tự động hóa gia công kết cấu thép THE LATEST TRENDS AND INSTALLATIONS IN STEEL FABRICATION - AUTOMATION TEKLA User Day – Hanoi 13/04/2013
Luca Morlotti – Managing Director FICEP Hong Kong
Contents – Nội dung • •
Modern Concept of Steel Fabrication Khái niệm hiện đại về gia công kết cấu thép
• •
Different levels of automation Các mức độ khác nhau của tự động hóa Automation in Data Processing Tự động hóa xử lý dữ liệu Automation in Fabrication Processing Tự động hóa gia công sản xuất Automation in Handling Tự động hóa đóng kiện & vận chuyển
• •
Benefits of Automation Các lợi ích của tự động hóa
• •
Case studies Các trường hợp nghiên cứu
MODERN CONCEPT OF STEEL FABRICATION Khái niệm hiện đại về gia công kết cấu thép The concept of steel fabrication is evolving from the simple manual processing to more productive CNC assisted fabrication, which is still considered by many as the most advanced technology Khái niệm về gia công kết cấu thép bắt đầu từ qui trình đơn giản đến việc gia công tiên tiến với sự trợ giúp của việc điều khiển bằng máy tính hiện nay vẫn được nghiên cứu từ nhiều công nghệ hiện đại However in the last few years, the rapid development of the BIM (Building Information Modeling), requires a further step towards the automation of all the processes involved, including the fabrication process Tuy nhiên trong những năm gần đây, sự phát triển nhanh chóng của mô hình hóa thông tin xây dựng (BIM) đặt ra yêu cầu một bước phát triển tiếp theo của tự động hóa trong tất cả các khâu bao gồm cả gia công sản xuất.
In the BIM concept, a CNC assisted fabrication is still considered a manual operation that cannot be connected to the overall automation process. To integrate with BIM, the fabricators must do more!! Trong khái niệm về BIM việc gia công sản xuất với việc điều khiển bằng máy tính vẫn bị coi là quá trình thủ công chưa thể kết nối với tổng thể quá trình tự động.
MODERN CONCEPT OF STEEL FABRICATION Khái niệm hiện đại về gia công kết cấu thép First of all the fabrication workshop must be able to interface automatically with the BIM software both with inputs (get automatically the information from the BIM model) but also with outputs (send automatically the feedback to the BIM model) Đầu tiên xưởng sản xuất phải có khả năng tương tác tự động với các phần mềm BIM từ đầu vào (tự động lấy dữ liệu từ mô hình BIM) lẫn đầu ra (cập nhật ngược lại mô hình BIM)
Secondly, the fabrication should be organized in a way that all the production and process control is in the hand of the Production Department and not to the single machine operators. Thứ 2, việc sản xuất phải được tổ chức theo cách mà tất cả việc gia công và kiểm soát của phòng sản xuất chứ không do những người vận hành riêng lẻ.
Third, all the components of the building must be traceable, and the fabricator must be in condition to know for every component what is the raw material origin, on which machine and when it was produced, who was the operator in charge and so on… Thứ 3, tất cả các thành phần của công trình phải có thể theo dõi và nhà sản xuất phải biết rõ nguồn gốc cấu kiện: máy nào, người nào chịu trách nhiệm vận hành ...
All the above requirements can be achieved with the new generation of fully automatic fabrication lines. Tất cả các yêu cầu trên có thể đạt được với thế hệ mới về các dây chuyền sản xuất tự động hóa hoàn toàn.
Different levels of automation Các mức độ khác nhau của tự động hóa • Automation in Data Processing • Tự động hóa trong xử lý dữ liệu
• Automation in Fabrication processing • Tự động hóa trong sản xuất
• Automation in Handling • Tự động hóa trong đóng gói và vận chuyển
AUTOMATION IN DATA PROCESSING Tự động hóa trong xử lý dữ liệu The first step into automation is the transfer of data from the CAD system to the CNC machine. This is a simple operation and usually is done one piece at a time using files in DXF or DSTV format. BUT THIS IS NOT AUTOMATION!!! These types of data transfer are now quite obsolete as they do not carry all the necessary information for a complete fabrication process Bước đầu tiên trong tự động hóa là chuyển đỗi dữ liệu từ hệ thống thiết kế CAD đến máy CNC. Đây là một qui trình đơn giản và thông thường được xử lý với từng đối tượng riêng rẽ ở dạng DXF hoặc DSTV. Nhưng việc này chưa phải tự động. Các loại dữ liệu này đã khá lỗi thời và chúng không thể chứa đựng tất cả các thông tin cần thiết cho một qui trình gia công hoàn chỉnh. Recent development in design and modeling systems (BIM Concept), carry many more information throughout the whole process such as connections between components, timing (4D link) and costing data (5D link), that cannot be interfaced to the fabrication shop with the traditional DXF or DSTV files format. Với sự phát triển của BIM gần đây trong thiết kế và mô hình hóa, mô hình BIM chứa đựng nhiều hơn các thông tin xuyên suốt toàn bộ quá trình như mối liên kết giữa các phần tử, yếu tố thời gian (4D) giá cả (5D) mà không thể tương tác với việc sản xuất nếu chỉ dùng các định dạng file DXF hay DSTV như truyền thống.
The most modern fabrication systems are now capable of interfacing with these advanced modeling systems through the new XML file format or the upcoming IMF standard. Hệ thống gia công hiện đại ngày nay có khả năng tương tác với các phần mềm mô hình hóa tiên tiến thông qua chuẩn mới XML hoặc IMF。
AUTOMATION IN DATA PROCESSING Tự động hóa trong xử lý dữ liệu Automation in data processing is the key part of an automatic fabrication system and allows to perform the following operations: Tự động hóa trong xử lý dữ liệu là yếu tố cốt lõi của một hệ thống tự động hóa gia công và cho phép thực hiện các bước tiếp theo.
Transfer the data to the CNC machines of a whole project, including connections between single pieces so that scribing operation can be done automatically, replacing manual layout marking Chuyển tiếp dữ liệu sang máy CNC trong tổng thể dự án bao gồm các mối liên hệ giữa các cấu kiện cho phép việc vạch dấu có thể được thực hiện tự động thay thế cho việc định vị thủ công trước kia.
AUTOMATION IN DATA PROCESSING Tự động hóa trong xử lý dữ liệu Production management software that allows to optimize the production process by automatically generate nesting and allocate the production of different components according to the most optimized schedule and availability of machines Phần mềm quản lý sản xuất cho phép tối ưu qui trình sản xuất bằng cách tự động tạo ra sơ đồ sắp xếp và định rõ việc sản xuất của các cấu kiện khác nhau với qui trình và bố trí máy móc tối ưu nhất.
AUTOMATION IN DATA PROCESSING Tự động hóa trong xử lý dữ liệu Production monitoring and real time feedback to the production office and BIM model of the actual status of completion of every single component and overall progress of the project (4D link) Quản lý sản xuất và phản hồi tức thì đến văn phòng và mô hình BIM về tình hình thực tế của tất cả các cấu kiện riêng rẽ và tổng thể quá trình của dự án (4D)
AUTOMATION IN DATA PROCESSING Tự động hóa trong xử lý dữ liệu Workshop visual traceability through bar coding or automatic handling Xưởng sản xuất có thể tự động truy xuất nguồn gốc cấu kiện thông qua mã vạch hoặc tự động trong kho vận
AUTOMATION IN DATA PROCESSING – 4D Link Tự động hóa trong xử lý dữ liệu – 4D link Import XML PROJECT MANAGER QUẢN LÝ DỰ ÁN 4D Link
PRODUCTION MANAGER QUẢN LÝ SẢN XUẤT
SHIPPING VẬN CHUYỂN
FEEDBACK - Real Time Phản hồi tức thì
CNC MANAGEMENT QUẢN LÝ CNC
AUTOMATION IN DATA PROCESSING – 5D Link Tự động hóa trong xử lý dữ liệu– 5D Link FILES IMPORT NHẬP CÁC TỆP
PROJECT MANAGER QUẢN LÝ DỰ ÁN
-
IMPORTING STOCK FROM SAP INTO SECTION NESTING NHẬP DỮ LIỆU KHO TỪ SAP VÀO BỘ PHẬN NESTING EXPORTING STOCK USED FOR NESTING XUẤT KHO THỰC HIỆN NESTING EXPORTING PURCHASE REQUIREMENTS XUẤT CÁC ĐƠN ĐẶT HÀNG
-
EXPORTING FROM PRODUCTION MANAGER : XUẤT TỪ BP QUẢN LÝ SẢN XUẤT THE PRODUCTION FEEDBACK – PHẢN HỒI TỪ SẢN XUẤT MATERIAL USAGE – LƯỢNG VẬT LIỆU SỬ DỤNG REMNANTS AND SCRAPS – PHẦN THỪA VÀ BỎ ĐI
PRODUCTION MANAGER QUẢN LÝ SẢN XUẤT
B
SECTION NESTING SẮP XẾP CẮT
A ERP system CNC AUTOMATION TỰ ĐỘNG GIA CÔNG CNC
AUTOMATION IN FABRICATION TỰ ĐỘNG TRONG GIA CÔNG In order to achieve high output, the CNC machines are designed to be individual “Automatic Fabrication Cells” themselves, which are designed to work without the human intervention Để đạt được hiệu quả cao, máy CNC được thiết kế để vận hành tự động mà không cần sự can thiệp của con người
These cells are typically combined Drill/Sawing or Drill/Coping lines, where the operator has the only task of supervising the machine in case of alarms or malfunctioning Các hệ thống này thông thường kết hợp Khoan/ Cắt hoặc Khoan/ Vát mép ở đó người vận hành chỉ giám sát nếu máy móc trục trặc
AUTOMATION IN FABRICATION TỰ ĐỘNG TRONG GIA CÔNG
The concept of automatic working cell is based on combined line developed more than 15 years ago and focused mainly on „fewer people & space, less money‟, with limited sacrifice of production. Ý tưởng về các hệ thống tự động dựa trên sự kết hợp các dây chuyền hơn 15 năm trước và tập trung vào tiêu chí “ít người, tiết kiệm không gian, tiền bạc” The introduction of fast drilling and fast cutting technology, intelligent loading, unloading and selection system, the technology of data transmission and piece identification, makes the combined line a full automatic working cell with: Công nghệ khoan nhanh và cắt nhanh , đưa thép vào ra một cách thông minh , công nghệ truyền dữ liệu và phân loại tiên tiến kết hợp thành một dây chuyền tự động hoàn toàn -Minimum persons involved Sự tham gia của con người là ít nhất -Minimum space requested Tiết kiệm không gian -Highest production output Kết quả cao nhất
AUTOMATION IN FABRICATION TỰ ĐỘNG TRONG GIA CÔNG The manufacturing data are prepared in the production office and send to the machine via LAN cable in the proper sequence as a whole batch. Once the beams are loaded onto the transfer table, they are automatically fed into the production line without any further setup Dữ liệu sản xuất được tạo ra và gửi đến máy gia công qua mạng LAN. Khi dầm được đưa vào, nó tự động được gia công trong dây chuyền mà không phải thiết lập gì thêm.
AUTOMATION IN FABRICATION TỰ ĐỘNG TRONG GIA CÔNG Apart from the traditional operation of Drilling, Sawing and Coping, a fully “Automatic Fabrication Cell” is able to scribe onto the worked piece the positions, shapes and codes of the other component(s) that will be connected to it Dây chuyền tự động lấy dấu các phần tử trên phần tử khác để định vị trước khi khớp nối.
AUTOMATION IN FABRICATION TỰ ĐỘNG TRONG GIA CÔNG With the integration of all the above operations, the output of an “Automatic Fabrication Cell” is a finished piece that can be sent directly to the welding and assembly area without any further operation required Với sự tích hợp trên, kết quả của dây chuyền tự động được gửi trực tiếp đến bộ phận lắp ráp và hàn mà không cần động tác phụ thêm nào.
AUTOMATION IN HANDLING / LOGISTICS TỰ ĐỘNG TRONG ĐÓNG KIỆN VÀ KHO VẬN The ultimate step in automation is when multiple “Automatic Fabrication Cells” are connected into one complete Automatic Fabrication Line Bước cuối cùng của quá trình tự động khi Tổ hợp gia công tự động được kết nối với dây chuyền sản xuất
There are multiple targets of this elevated level of automation. Among them: Có nhiều mục đích của việc này • •
Full control in real time of the status of each single component Kiểm soát đầy đủ trong thời gian thực
•
Allocation of production to different “Automatic Fabrication Cells” according to the most optimized workload of the machines Sự sắp xếp các Tổ hợp gia công tự động tuân theo sự tối ưu nhất của các máy
•
• •
Full traceability of each single component Dễ dàng truy xuất nguồn gốc từ cấu kiện đơn
•
Drastic increase of productivity by minimizing handling times and setup times Gia tăng đáng kể hiệu quả bằng cách giảm thiểu thời gian đóng kiện
•
AUTOMATION IN HANDLING / LOGISTICS TỰ ĐỘNG TRONG ĐÓNG KIỆN VÀ KHO VẬN The full automatic lines can be designed in many different ways, mainly depending on the type of production to achieve. Service Centers, Light Structural Steel fabricators and Heavy Structural Steel Fabricators, all have different requirement of types and sizes of components, but also different requirements of part assemblies. For this reason a proper layout design is the first important step in the definition of the Fully Automatic Line Dây chuyền tự động hoàn toàn có thể được thiết kế theo các cách khác nhau tùy thuộc chính vào loại hình sản xuất. Trung tâm dịch vụ, các nhà thầu gia công thép kết cấu và thép nhẹ có các yêu cầu khác nhau về chủng loại và kích cỡ của đối tượng cũng như yêu cầu khác nhau cho lắp ráp。Vì lý do này mà việc thiết kế bố trí phù hợp là bước quan trọng đầu tiên trong việc thiết lập Dây chuyền tự động hoàn toàn.
AUTOMATION IN HANDLING / LOGISTICS TỰ ĐỘNG TRONG ĐÓNG KIỆN VÀ KHO VẬN Once the layout is defined, a simulation of the output for some typical cases is carried out in order to identify the best detailed arrangement of the machines, and the expected production output of the whole line Khi sơ đồ được xác định, việc mô phỏng một số trường hợp được thực hiện để chọn ra sự sắp xếp chi tiết nhất của máy móc và kết quả kỳ vọng của toàn bộ dây chuyền
Benefits of automation – Các lợi ích của tự động hóa
Reduction in high skill level requirement In the workshop
Giảm yêu cầu cao với người vận hành 。
Improvement in downstream efficiency (loading/unloading/ scrap handling done in masked time)
Nâng cao hiệu quả giai đoạn sau (tải cầu kiện vào ra)
Less hours required per ton (human down times goes to zero for manual handling)
Giảm thời gian gia công, không cần con người cho việc kiểm soát thủ công
Improve Productivity (gains from 30 to 50% just for automation in the handling)
Nâng cao năng suất (30-50% cho tự động hóa vận chuyển)
Fewer mistakes (automatic recognition of the beam types and sizes like linear weight and length to be sure that it corresponds to the planned bar
Giảm lỗi (tự động nhận ra loại dầm và kích cỡ để đảm bảo việc lên kế hoạch tương thích
Increase in output and transfer tables buffer areas because of multi zoning automatically managed
Nâng cao năng suất đầu ra
Reduced Carbon Emissions per ton produced
Giảm khí thải
Environmental sustainability
Môi trường bền vững
CASE STUDIES – LAINCO Lainco is a small fabricator based in Canada who recently installed one fully “Automatic Manufacturing Cell” Mod FICEP 1101 DFB Lainco là một nhà thầu sản xuất nhỏ ở Canada đã lắp đặt Tổ hợp sản xuất tự động FICEP 1101 DFB With the introduction of this Cell, Lainco is able to produce up to 250 Tons/week of light structural steel, without any operator on the machine. Với tổ hợp này, Lainco có thể gia công 250 tấn / tuần kết cấu thép nhẹ mà không cần người vận hành máy Totally in the workshop work 27 employee, mainly engaged in other activities such as welding, loading and unloading tracks etc…. Tống số nhân sự của xưởng là 27, hầu hết tập trung vào công tác hàn, tải cấu kiện vào và ra 。
More information in the distributed Case study. Thông tin thêm ?
CASE STUDIES – PARKER STEEL Parker Steel is the largest stockholder in the UK with factories in Canterbury and Shoreham (Brighton) Parker Steel là nhà cung cấp thép lớn nhất vương quốc Anh với nhà máy ở Canterbury và Shoreham (Brighton) 。 The new Shoreham factory is one of the most modern in the world, designed to automatically transfer material direct from the dock side through each of the desired FICEP CNC processes. Nhà máy mới Shoreham là một trong những nhà máy nhà máy hiện đại nhất thế giới , được thiết kế tự động chuyển vật liệu trực tiếp từ cảng đến dây chuyền máy CNC FICEP Depending on the customer's requirements, the material can be sent for a combination of shotblasting and painting, cutting to length, drilling, countersinking, tapping, milling or scribing, notching or coping and then be loaded onto transport in a pre-planned delivery sequence with minimum amount of personnel incredibly quickly and totally automatically. Tùy theo các yêu cầu của khách hàng, vật liệu được gửi tới tổ hợp cắt, cắt theo chiều dài , khoan, vát mép, lấy dấu và tải vào phương tiện vận chuyển nhanh chóng và tự động。 The total capacity to produce up to 100,000 tons of steel per year from the Shoreham site and is capable of operating 24 hours a day, 7 days a week.. Với năng lực 100,000 tấn kết cấu thép hàng năm, Shoreham có thể vận hành 24/7 More information in the distributed Case study. Thông tin thêm
MOVIES Software integration Tích hợp phần mềm
Real time supervision of production Giám sát sản xuất theo thời gian thực
Thank you!
Trân trọng cám ơn!