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柔性制造技术在经纬纺机的应用 |
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作者：经纬纺织机械股份公司 王少伟 龚伟 宋学亮 |
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摘 要：简述了柔性制造技术对于企业发展的重要性，并从几个方面论述了柔性制造技术在企业应用中所应重视和解决的问题。
关键词：现代制造；柔性制造技术；计算机
经纬纺机作为国内纺机行业的骨干企业，为适应市场经济的要求，提高企业的应变能力，增加产品技术含量，实现企业由刚性生产向柔性生产的转变，在公司ＭＲＰＩＩ、ＣＡＤ甩图板工程、ＣＡＤ/ＣＡＭ/ＣＡＰＰ等系统应用成熟的基础上，决定进行“经纬柔性化车间”项目建设，以建立一个高柔性、高效率的车间级生产运作体系，摆脱传统观念的束缚，以一点带全面，成为经纬与国际水平接轨的纽带。
一个企业现代制造技术的应用是涉及到企业工艺规划、产品开发、生产管理、人才培养、计算机应用等方方面面工作的系统工程，是对传统的制造体系中不适应市场变化的各个因素进行改造和重新配置的过程。经纬柔性化车间的建立同样具有这一特性，在项目实施期间要完成企业总体决策、各类信息及基础数据采集、资金投入、技术应用消化、企业二次开发等各项工作，这是企业在未来市场中增强自身活力，提高技术水平的战略性措施。本文将结合经纬柔性化车间项目的实施，着重在以下几个方面介绍柔性制造在企业应用中所应进行的工作和注意的问题。
1. 企业决策层重视，组织上保障
一个现代制造体系的建立，仅仅依靠一个或几个人的力量是不够的，作为一个系统工程，它涉及的方方面面都需要相应的各类人员来完成，这样，就有必要形成一个在企业强有力的领导指导下，由工艺、项目规划、产品、生产、财务等各专业人员共同参加的组织，来统一进行整个制造系统的规划和实施工作，从而进一步形成整个企业的全员参与。这也是保证前期规划、论证充分；实施中有条不紊、合理衔接；后期配套健全、迅速产生效益的关键。经纬在柔性化车间项目可行性论证前，即成立了针对这一项目的三级领导组织，组织结构如图1所示。
图1 组织结构图
2 作好项目前期准备
项目前期准备工作主要包括项目实施的可行性分析，项目总体方案确定及技术水平定位，各类技术资料交底及会审，项目实施计划及资金使用计划等。前期准备是否充分，直接影响到项目实施的效率、成本及后期应用效果。同时良好的前期准备工作，更能使得项目紧跟国际国内的先进水平，实现企业在管理、技术等方面的提高。尤其对于经纬柔性化车间这一投资较大，具有一定先进性，缺乏经验借鉴的项目，在项目的前期准备上，企业各类人员更是极为重视，从项目设想提出到项目实施，其间历时两年，作了大量细致的工作。针对柔性化车间的技术水平、规模、车间配套、计算机应用、车间管理等方面，企业各级管理人员、各类工程技术人员对国内外许多先进企业进行了调研，搜集了大量的资料和信息，同时结合本企业的产品、技术水平、人员素质、资金投入等实际情况，对柔性化车间项目进行了总体规划，其主要方面如下：
2.1 车间产品对象确定
经纬柔性化车间是基于以下原则确定该项目：
(1)有利于提高企业快速反应能力，缩短新产品开发及推向市场的周期，提高产品技术含量；
(2)有利于提高我公司技术装备水平，改进工艺手段，提高产品制造质量；
(3)适应多品种中小批量的生产方式；
(4)能与公司原有设备配套，形成体系，避免重复引进。
从纺机产品零件来看，箱体、墙板、长向件等非回转体零件较多，且设计要求越来越高，普通加工已难以满足，而我公司原有的镗、铣等加工设备多为普通设备，对大型和精密零件加工能力不足；同时，对于回转体零件，一般来讲，车削加工仅完成零件的粗、半精加工，其最终精加工仍需磨削设备，对于数控加工的依赖性不强。故经纬柔性化车间的产品对象主要定位在以非回转体精密零件加工为主、兼顾少量精密回转体零件的加工，重点解决新产品零件加工及老产品主关件加工。进一步，通过对我公司现有十几种产品千余种零件的工艺规程、定额、切削参数等进行分析及测算，最终明确了车间的具体生产对象，并同时确定了车间的生产规模、设备需求和人员配置的初步数据。
2.2 车间工艺规划
为解决多品种、中小批量的生产方式与提高生产效率之间的矛盾，适应数控加工对于零件品种变换的要求，车间采用成组技术的思想，以零件工艺相似性的原则确定生产单元和设备布局。现阶段，车间主要分为箱体类、墙板类、中小件类、辊轴类及小型回转体类共五个加工单元，并根据各单元所加工零件的工艺特性、尺寸范围等数据，分别配置不同规格、型号的数控设备和少量的普通设备，以尽可能形成单元封闭生产，简化物流和生产管理。
设备选型方面主要从生产能力和技术储备两方面进行考虑，即要满足当前的制造要求，又要能适应企业未来几年内的新产品开发的需要，具有一定的先进性。车间物流以人工方式为主，不盲目追求物流的自动化。配备有立体仓库一座，以缓解物流、节约空间，规范生产运作。
2.3 车间计算机管理
经纬柔性化车间是以数控设备为底层，以成组技术为基础，采用计算机递阶控制体系，来实现车间级物流、信息流的分布管理和控制。其总体运行以车间级计算机为中心，对外与公司主干网相联，接收公司ＭＩＳ下达的生产计划，进行车间内部分解后，通过车间内部网络，下达至各生产单元及技术准备单位，并由车间内部各单位依据计划将各单元生产所需的毛坯、工、刀、量具等按时送达，以及将ＮＣ程序传送至相应设备。生产信息反馈采用终端进行汇报。车间内部实现工艺管理、刀、夹具管理、ＮＣ程序管理、设备管理、生产管理等计算机化。其体系结构如图2所示。
图2 体系结构图
3 重视制造系统的生产工艺配套现代制造技术的应用是与数控技术、计算机技术密不可分的，相应的生产工艺配套工作是否到位，是能否更好地发挥效能，提高设备利用率的关键。
3.1 为满足数控设备对运行环境的要求，经纬柔性化车间采用钢结构半封闭厂房，并配备相应的空调、通风系统以减少粉尘、保持车间温度；配备稳压电源系统，以避免电压的波动对设备和加工的影响。
3.2 工装配套方面
根据国外的经验，要达到柔性化制造，数控刀具的投资一般为数控设备投资的1/4～1/3，由于本厂的资金有限，这就要对国产刀具、进口刀具的性能价格比进行研究，结合企业产品零件的设计要求和加工工艺要求，分别配置相应的国产刀具或进口刀具；在刀具的选用上，则尽可能统一标准，采用模块化刀具，以最大限度地提高刀具使用效率，方便管理。
夹具方面，原有的专用夹具的设计，制造周期长，费用高，不适应多品种、快速变化的生产要求和数控设备的加工要求，而孔系组合夹具和槽系组合夹具由于其固有的高精度、高灵活性，从而其成为数控加工的必备条件。
3.3 零件、设备检测上，通过引进三坐标测量机、激光干涉仪等激光检测设备，形成数控设备及产品零件的在线、离线检测，以弥补普通测量及检测技术的不足。
3.4 冷却液使用上，我们配备有整套冷却液回收处理系统，进行集中管理，定期专人排放。
4 企业各专业领域相互配合，综合提高
企业各专业生产是紧密联系在一起的，一个方面的改造势必对相关的专业形成技术冲击。数控、精密等现代制造装备的引进，在客观上就对毛坯、半成品的精度、表面质量、内在质量提出了更高的要求，这样在钣金加工、铸造、热处理、动力配套等方面就要围绕现代制造技术的引进而加以改造，跟上发展，从而使企业总体上形成一个综合应用体系。结合柔性化车间的建立，“九五”期间，经纬在铸造方面引进了树脂砂造型线及双联保温炉，以保证铸件的内在和外在质量；在钣金加工方面也通过引进激光切割机、数控冲等设备以形成配套。另一方面，由于制造技术的进步，就使得复杂零部件设计及原有零部件的重新组合设计成为可能，从而进一步增大产品设计的想象空间和提高产品的技术含量；同时，由于成组技术在现代制造方面的应用，就对产品设计的标准化、系列化提出更高的要求，为ＧＴ-ＣＡＤ(成组设计)的应用和发展奠定了良好的基础。
5 加强软件方面的投入及人员培训工作
现代制造系统的软件方面主要分为两大类：首先，是适应现代制造系统运行的管理模式和工作程序，它包括敏捷制造思想、成组技术在生产管理、技术组织上的应用及企业各类标准化、规范化管理制度的制定；其次，是各类计算机管理软件的开发应用，具体到经纬柔性化车间，则主要涉及生产管理、工、刀、量具管理、设备管理、工艺管理及ＮＣ程序管理等软件的开发及应用。
在以信息化为特征的现代制造系统中，软件的应用是硬件系统得以良好运转的至关重要的因素，也是现代制造技术应用中难度最大的部分。以上两方面的软件之间是紧密联系和相互作用的，管理制度、技术数据、操作规程等的标准化和规范化是计算机应用、现代制造系统良好实施的关键，而计算机应用、现代制造系统的实施又能进一步促进企业的标准化工作。由于每个企业的生产对象不同，生产体系也就不尽相同，在软件的开发应用上，就要从企业实际出发，重视生产应用中各类基础数据的分析和标准化工作，作好系统总体规划，结合传统的企业管理模式，分步骤实施，逐步形成企业自身的适应新技术发展应用的新模式。
参考文献：
[1] 李伯虎.计算机集成制造系统约定、标准与实施指南[Ｍ].北京：兵器工业部，1994.5-20.
[2] 方明伦.机械制造系统自动化[Ｍ].北京：机械工程师进修大学出版，1990.20-26.
[3] 张华，刘正.敏捷制造的内涵与敏捷制造模式的探讨[Ｊ].机电一体化，1996(2)：23.(end)
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(11/29/2004) |
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