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淺析地磅應變式稱重傳感器數(shù)字化工廠

時間:2017/11/28閱讀:762
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  針對地磅應變式稱重傳感器制造企業(yè)“多品種、小批量”的產品特點, 以及“產品研制與批量生產并存”的制造模式,本文分析了地磅應變式稱重傳感器制 造企業(yè)如何建立工業(yè)化與信息化融合的管理體系,應用數(shù)字化手段優(yōu)化工藝設計 流程、生產管控流程、質量控制流程和成本管理流程,以支撐企業(yè)長遠發(fā)展和轉 型升級。通過建立應變式稱重傳感器三維數(shù)字化協(xié)同研制體系和適合產品制造模 式及流程特點的數(shù)字化柔性生產線,實現(xiàn)“剛柔并濟”的數(shù)字化工廠。

  一、概述

  在“工業(yè)4.0”新工業(yè)革命來臨之時,我國不失時機的提出了《中國制造2025》 發(fā)展戰(zhàn)略,給制造業(yè)注入強大的發(fā)展動力,也給傳感器行業(yè)帶來無限發(fā)展商機。

  《中國制造2025》發(fā)展戰(zhàn)略圍繞創(chuàng)新驅動、質量為先、綠色發(fā)展、結構優(yōu)化、 人才為本的方針,瞄準新一代信息技術及裝備,提高制造業(yè)創(chuàng)新能力。其精 髓是工業(yè)化與信息化融合,加快推進我國制造業(yè)由大變強,提升我國制造業(yè)的國 際競爭力?!吨袊圃?025》發(fā)展戰(zhàn)略的核心驅動力是抓智能制造,盡量實現(xiàn)數(shù) 字化生產線、數(shù)字化工廠,它是解決中國制造業(yè)由大國變強國的根本途徑。

  數(shù)字化生產線是指以產品、生產操作、制造資源為核心,基于數(shù)字化的產品 設計數(shù)據(jù),增加數(shù)字化基礎條件,廣范應用數(shù)字化*技術,引進數(shù)字化裝備, 實現(xiàn)產品生產過程的數(shù)字化管理與控制。應變式稱重傳感器產品的數(shù)字化生產線 與傳統(tǒng)意義上的流水生產線不同,其實質是各制造單元、制造工序依據(jù)產品制造 工藝流程形成的邏輯生產線,產品流和信息流通過數(shù)字化手段在各制造工序之間 暢通流轉,實為各重點工序的數(shù)字化柔性生產線。

  數(shù)字化工廠是一種全新的制造模式,是現(xiàn)代工業(yè)化與信息化融合的應用體 現(xiàn),也是實現(xiàn)智能化制造的必由之路。數(shù)字化工廠借助信息化和數(shù)字化技術,通 過集成、仿真、分析、控制等手段,為企業(yè)生產提供全面管理控制的整體方案。 應變式稱重傳感器制造企業(yè)應先從重點工序數(shù)字化柔性生產線建設入手,逐步實 現(xiàn)數(shù)字化工廠。

  針對我國應變式稱重傳感器制造行業(yè)“大、中、小企業(yè)并舉”,研制生產企 業(yè)“多品種、小批量”的產品特點,以及“產品研制與批量生產并存”的制造模 式,落實“中國制造2025”發(fā)展戰(zhàn)略,實現(xiàn)智能制造和建立數(shù)字化工廠,必須 聚焦制造工藝瓶頸,努力實現(xiàn)設計、制造模式的轉型升級。為此,要把產品明確 分類、了解特點,掌握結構設計與制造工藝流程、統(tǒng)籌好資源分配,才能保證生 產線建設的科學性和合理性。在這一過程中智能制造、建立數(shù)字化生產線是主攻 方向。根據(jù)應變式稱重傳感器“結構用途多樣、工藝基本相同“的制造工藝流程, 探討重點工序建立數(shù)字化柔性化生產線,實現(xiàn)”一千種一件“的具有“多品種、 小批量”生產特點的制造模式,是我國應變式稱重傳感器企業(yè)走“剛柔并濟”的 數(shù)字化工廠建設的必由之路,也是落實《中國制造2025》發(fā)展戰(zhàn)略的前提條件。

  二、聚焦制造工藝瓶頸、實現(xiàn)制造模式轉型

  為提升我國應變式稱重傳感器制造能力水平,加速企業(yè)轉型升級,必須分析 產品設計及制造模式特點,聚焦制造工藝瓶頸,形成一個融合發(fā)展戰(zhàn)略 和指導思想、具有應變式稱重傳感器企業(yè)生產經(jīng)營特點的實施方案。先,在應 變式稱重傳感器結構與工藝設計中,建立三維數(shù)字化協(xié)同研制體系,同步開展結 構設計、工藝設計、制造工裝設計,將不協(xié)調問題通過三維數(shù)字化手段發(fā)現(xiàn)并解 決。其次,探索“一千種一件”的具有應變式稱重傳感器產品生產特點的新型制 造模式和生產線建設途徑,以支撐企業(yè)長遠發(fā)展和轉型升級。數(shù)字化柔性生產線 建設是應變式稱重傳感器制造企業(yè)突破制造工藝瓶頸,實現(xiàn)快速反應電子衡器市 場和提升自身制造能力的必然選擇,是滿足批量生產和個性化訂制產品高準確 度、高穩(wěn)定性、高可靠性等計量和應用性能要求,參與市場競爭的有效手段。

  生產線建設有其成熟的系統(tǒng)理論和各項標準,但是針對應變式稱重傳感器 “多品種、小批量”的產品特點,以及“產品研制與批量生產并存”的制造模式, 沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗可以借鑒。根據(jù)航天、航空產品數(shù)字化柔性生產線制造經(jīng)驗,應 變式稱重傳感器企業(yè)應該借鑒其制造模式,走“剛柔并濟”的數(shù)字化柔性生產線 建設和數(shù)字化工廠之路。

  “剛”主要是指單元化的應變式稱重傳感器制造工序的布局與適當調整、工序的裝備升級與自動化改造等。在生產線建設中,先把“單元制造”工序作 為重要前提,始以適應“多種結構形式、工藝基本相同”的產品特點和基于生 產流程的原則,作好裝備自動化、數(shù)字化升級。自動化、數(shù)字化的裝備是應變式 稱重傳感器生產線建設的關鍵支撐條件,將重點制造工序的關鍵工藝裝備進行自 動化、智能化升級改造,建立典型工序的數(shù)字化生產線,是數(shù)字化工廠建設的必 由之路。例如通過對工藝裝備的自動化、智能化升級改造,建立彈性元件冷熱加 工自動化生產線;彈性元件自動化打磨、清洗生產線;在彈性元件上自動定位、 自動粘貼電阻應變計、自動安裝夾具、自動固化和后固化生產線;零點溫度和靈 敏度溫度智能補償生產線;彈性元件自動防護密封生產線;波紋管和波紋膜片自 動焊接密封生產線;自動測試生產線等,即可以使多品種、小批量的應變式稱重 傳感器制造數(shù)字化、柔性化,又提高了生產效率。

  “柔”主要是指建立數(shù)字化應變式稱重傳感器技術體系和基礎工藝支撐體 系,其標準是:統(tǒng)一的產品研制流程;統(tǒng)一的標準規(guī)范;統(tǒng)一的基礎工藝;統(tǒng)一 的基礎數(shù)據(jù)庫;統(tǒng)一版本的軟件工具。達到在數(shù)字化條件下,優(yōu)化工藝設計流程、 生產管控流程、質量控制流程、成本管理流程的目的,促進制造模式的轉變與創(chuàng) 新。在管理方法和制造模式上的轉變還包括計劃調度技術方法、生產管理模式、 質量控制模式、設備利用與維護、生產線人員管理與激勵等方面。這是數(shù)字化柔 性生產線建設zui困難、zui關鍵的工作。例如必須以全新的模式進行產品質量管理, 形成一系列數(shù)字化設計制造模式下的質量管理思路和方法。通過數(shù)字化研制大 綱,明確應變式稱重傳感器整體研制要求;通過數(shù)字化標準規(guī)范體系,明確具體 數(shù)字化工作要求;通過數(shù)字化設計的樣件驗收條件,將對樣件的要求等同為正式 產品的要求納入質量管理體系;通過三維數(shù)字化設計與工藝平臺和自動化、數(shù)字 化生產線的網(wǎng)絡化管理,控制批量生產的產品質量。國內外應變式稱重傳感器制 造企業(yè)保證產品質量的共識是“結構是基礎、材料是關鍵、工藝是核心、檢測是 保障”,可見,制造工藝優(yōu)化對產品的穩(wěn)定性和可靠性起決定性作用,應不斷推 進制造工藝技術的量化、固化、標準化,以保證應變式稱重傳感器制造工藝的合 理性、穩(wěn)定性和可重復性。

  三、在數(shù)字化生產線建設基礎上實現(xiàn)數(shù)字化工廠

  建設應變式稱重傳感器數(shù)字化工廠,先要實現(xiàn)工業(yè)化與信息化融合的管理 體系,這是數(shù)字化工廠的重要基礎。應變式稱重傳感器企業(yè)實現(xiàn)工業(yè)化與信息化 融合的有效途徑是發(fā)展數(shù)字化制造和實施信息化管理。即應用數(shù)字化手段構建三 維數(shù)字設計與制造工藝并行的設計制造模式和實施動態(tài)仿真的虛擬驗證條件,對 制造工藝及其流程進行驗證或創(chuàng)新;通過改造、新增數(shù)字化裝備、數(shù)字化柔性生 產線實現(xiàn)數(shù)字化工廠。

  工業(yè)化與信息化融合的該管理體系,主要包括應變式稱重傳感器結構與工藝 設計的協(xié)同研制能力;全過程生產控制能力;自動化、數(shù)字化生產執(zhí)行能力;設 計、制造全周期質量管理與控制能力;全流程生產的智能決策能力;關鍵工序核 心裝備的研制與管理能力等。具有上述各項能力,才能通過實體制造和虛擬制造 實現(xiàn)應變式稱重傳感器數(shù)字化工廠。

  應變式稱重傳感器實體制造

  應變式稱重傳感器實體制造主要是數(shù)字化裝備支撐的數(shù)字化制造技術;數(shù)字 化制造技術支撐的數(shù)字化生產線。數(shù)字化裝備主要是數(shù)字化彈性元件清洗裝備; 數(shù)字化彈性元件上電阻應變計自動定位、自動粘貼、自動安裝加壓夾具的裝備; 數(shù)字化彈性元件上電阻應變計固化、后固化裝備;零點溫度和靈敏度溫度智能補 償裝備;數(shù)字化彈性元件防護與密封裝備;數(shù)字化外殼與彈性膜片自動焊接裝備; 數(shù)字化計量性能檢測裝備等。由上述數(shù)字化裝備支撐的數(shù)字化制造技術與工藝技 術主要有數(shù)字化工藝設計技術;數(shù)字化電阻應變計粘貼技術;數(shù)字化固化、后固 化技術;數(shù)字化零點溫度補償、靈敏度溫度補償技術;數(shù)字化線性補償技術;數(shù) 字化焊接密封技術;數(shù)字化檢測技術等。正是這些數(shù)字化技術支撐了彈性元件數(shù) 字化機械加工和熱處理生產線;數(shù)字化電阻應變計定文、粘貼生產線;數(shù)字化固 化和后固化生產線;數(shù)字化零點和靈敏度溫度補償生產線;數(shù)字化聚氨酯等材料 防護密封生產線;數(shù)字化彈性元件、外殼與膜片的焊接密封生產線;數(shù)字化計量 性能檢測生產線等。當然上述實體制造應有相應的軟件平臺進行管理,主要有應 變式稱重傳感器數(shù)據(jù)管理平臺;企業(yè)資源管理平臺;制造工藝執(zhí)行平臺;檢測標 準數(shù)據(jù)管理平臺;產品入庫管理平臺等。

  應變式稱重傳感器虛擬制造

  應變式稱重傳感器虛擬制造主要是彈性元件及其附件設計仿真;彈性元件及 其附件加工成形工藝仿真;總體裝配工藝仿真;生產系統(tǒng)仿真等。其中應變式稱 重傳感器彈性元件及其附件設計仿真包括彈性元件結構靜力學仿真;彈性元件壓 頭、壓墊邊界條件仿真;彈性元件與保護外殼、壓頭、壓墊總裝配仿真;關鍵制 造工藝仿真等。生產系統(tǒng)仿真包括應變式稱重傳感器制造工藝布局仿真;生產線 能力仿真;物流規(guī)劃仿真;生產工藝流程虛擬現(xiàn)實仿真等。

  上述實體制造和虛擬制造要有完善的基礎環(huán)境作保障,即完善的數(shù)據(jù)管理體 系;各項標準和檢定規(guī)程;系統(tǒng)安全管理;涉密網(wǎng)絡管理;制造現(xiàn)場各條數(shù)字化 生產線的數(shù)字化端等。

  四、應變式稱重傳感器數(shù)字化工廠建設可分為“二步走”

  根據(jù)我國應變式稱重傳感器企業(yè)的現(xiàn)狀和技術水平,數(shù)字化工廠建設可以分 為“二步走”。

  “*步”的目標是構建數(shù)字化工廠的框架,建設重點工序的數(shù)字化生產線。 其核心內容是搭建工業(yè)化與信息化融合的管理系統(tǒng),構建適合應變式稱重傳感器 “多品種、小批量”生產特點的柔性制造和企業(yè)管理模式。完成應變式稱重傳感 器制造工藝流程優(yōu)化和軟件平臺建設,搭建數(shù)字化工廠框架。以批量較大的產品 數(shù)字化生產線為突破口,推進彈性元件清洗;電阻應變計定位與粘貼、固化和后 固化;零點溫度和靈敏度溫度補償;電阻應變計防護與密封;計量性能檢測的數(shù) 字化生產線建設。

  “第二步”補充智能化裝備,強化工序間連接,固化生產機制,創(chuàng)新研制 生產模式,實現(xiàn)關鍵技術與裝備升級換代,盡量將單元制造和數(shù)字化生產線連接 起來。健全數(shù)字化條件下的標準規(guī)范體系,全面實現(xiàn)應變式稱重傳感器柔性、敏 捷、、精益制造。以數(shù)字化環(huán)境、數(shù)字化裝備和數(shù)字化制造資源為基礎,實 現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的全面集成,實現(xiàn)應變式稱重傳感器工藝規(guī)劃、加工制造、質量檢 驗、生產過程、物流配送等全過程的數(shù)字化管理與控制,初步完成應變式稱重傳 感器數(shù)字化工廠建設。

  五、結束語

  由于傳統(tǒng)制造理念在我們的頭腦里和許多應變式稱重傳感器制造企業(yè)根深 蒂固,導致我們缺乏創(chuàng)新和變革意思,對新事物理解不夠,對數(shù)字化生產線認識 不足。除了自身存在的這些困難外,對于生產線建設還存在來自電子衡器市場化 競爭的挑戰(zhàn),多年來的價格競爭使得企業(yè)一味降價、一味讓利,降低了資本的原 始積累,削弱了研究新技術、開發(fā)新產品和引進新裝備的能力。

  變革之路注定荊棘叢生,面對困難和挑戰(zhàn),我國應變式稱重傳感器制造企業(yè) 必須上下一心,轉變觀念,加強學習和研究,促進能力提升。產量較大且有能力 的應變式稱重傳感器制造企業(yè),應帶頭要做好層規(guī)劃,不僅要建設好數(shù)字化、 智能化的實體生產線,還要做好以計算機網(wǎng)絡為基礎的虛擬仿真制造系統(tǒng)。面向 產品實行柔性化制造,大力推進數(shù)字化生產線和數(shù)字化工廠部局建設,主動探索 實踐*的制造技術和管理制度,提高企業(yè)競爭力,為振興我國民族衡器工業(yè)做 出新貢獻。

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