非標(biāo)自動(dòng)化物流設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化發(fā)展需求及重要意義研究

周永華，周景吉，趙 敬，黃建瑞

（寧夏共享機(jī)床輔機(jī)有限公司，寧夏 銀川 750001）

非標(biāo)自動(dòng)化物流設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化發(fā)展需求及重要意義研究

周永華，周景吉，趙 敬，黃建瑞

（寧夏共享機(jī)床輔機(jī)有限公司，寧夏 銀川 750001）

自動(dòng)化輸送產(chǎn)品目前大都為非標(biāo)設(shè)備，通常需要根據(jù)客戶的需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此經(jīng)常需要進(jìn)行非標(biāo)設(shè)計(jì)。由于產(chǎn)品交付期等相關(guān)因素的限制，很難進(jìn)行多次的測試、驗(yàn)證、優(yōu)化及量產(chǎn)，設(shè)計(jì)難度高，設(shè)計(jì)質(zhì)量要求高，對于設(shè)計(jì)人員是個(gè)較大的考驗(yàn)?；谝陨?，非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化工作就顯得尤為緊迫和重要。文章對如何解決這個(gè)問題進(jìn)行了闡述。

非標(biāo)自動(dòng)化物流設(shè)備；標(biāo)準(zhǔn)化；模塊化；系列化；數(shù)字化；效率；成本

1 背景介紹

隨著我國制造業(yè)水平的不斷提升，也伴隨著整個(gè)制造行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，各大制造領(lǐng)域也都在逐步地由傳統(tǒng)的手動(dòng)操作向著自動(dòng)化操作轉(zhuǎn)變；由勞動(dòng)密集型向智能自動(dòng)化轉(zhuǎn)變。這種轉(zhuǎn)變一方面是國家轉(zhuǎn)型升級戰(zhàn)略中的一部分，另一方面也是制造業(yè)水平不斷提升的必然趨勢。作為機(jī)械制造業(yè)的輔助設(shè)備，自動(dòng)化物流傳輸設(shè)備的出現(xiàn)就是走向自動(dòng)化轉(zhuǎn)型升級最強(qiáng)有力的信號，由于自動(dòng)化物流傳輸設(shè)備不僅可以取代人力勞動(dòng)的搬運(yùn)與操作，還可以提高生產(chǎn)效率，這不僅是成本的降低，還是效率、質(zhì)量、安全等多方面的提升。

作為中國經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的地區(qū)，以長江三角洲、珠江三角洲為核心的沿海一帶的制造業(yè)水平也相對較高，決定著中國制造行業(yè)不斷前行的方向和發(fā)展模式，相應(yīng)的自動(dòng)化物流輸送設(shè)備在這些區(qū)域也最先應(yīng)用，并且各類自動(dòng)化物流設(shè)備設(shè)備的種類和水平也超出其他地區(qū)許多。非標(biāo)設(shè)備，顧名思義就是指這類設(shè)備國家尚無固定定型的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，一般都是根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行量身設(shè)計(jì)并制造的非通用性設(shè)備，該類設(shè)備具有小批量、多品種、多功能、開發(fā)周期短、可復(fù)制性低的特點(diǎn)?；诋a(chǎn)品質(zhì)量是設(shè)計(jì)出來的理論，該類產(chǎn)品對設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)有著非常高的要求。

本文就非標(biāo)自動(dòng)化物流設(shè)備發(fā)展的現(xiàn)狀及趨勢，揭示非標(biāo)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)流程及管件環(huán)節(jié)，重點(diǎn)闡述標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的設(shè)計(jì)方法，最后論模塊化標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的重要意義。

2 非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

非標(biāo)設(shè)備，顧名思義就是指這類設(shè)備國家尚無固定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，一般都是根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行量身設(shè)計(jì)并制造的非通用性設(shè)備，該類設(shè)備具有小批量、多品種、多功能、開發(fā)周期短、可復(fù)制性低的特點(diǎn)。

盡管非標(biāo)自動(dòng)化產(chǎn)品的發(fā)展呈急速上升的趨勢，具有非常廣闊的市場空間。但是我國非標(biāo)產(chǎn)品企業(yè)數(shù)量多、規(guī)模小、技術(shù)落后、競爭同質(zhì)化也是明顯的缺陷。新型的自動(dòng)化設(shè)備往往是機(jī)械、電氣、信息技術(shù)集成的設(shè)備，對設(shè)計(jì)人員的知識面、核心設(shè)備制造精度、新型電子產(chǎn)品的熟知度等要求很高。因此，這些方面的不足大大地限制了非標(biāo)設(shè)備技術(shù)水平的提高，由于在許多核心技術(shù)上也沒有真正的獨(dú)立，主要功能部件仍然依靠進(jìn)口，使得設(shè)備成本居高不下，高端非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備依然依靠進(jìn)口。

從市場邏輯來看，非標(biāo)產(chǎn)品往往是定制型的，且項(xiàng)目范圍通常不是很大，在幾十萬到幾百萬之間，對于這樣的項(xiàng)目，由于設(shè)計(jì)投入較長、投入產(chǎn)出比太低，大企業(yè)往往不屑一顧，相反，對于規(guī)模較小的企業(yè)來說，卻是爭相競爭的重要訂單。但是，由于小企業(yè)存在的管理、質(zhì)量及售后問題，往往使得企業(yè)發(fā)展緩慢。久而久之，很多廠家仍然面向中小企業(yè)進(jìn)行購買相對廉價(jià)的非標(biāo)產(chǎn)品設(shè)備，致使非標(biāo)產(chǎn)品沒有形成專、精、特的生產(chǎn)企業(yè)。

就目前來看，非標(biāo)產(chǎn)品的發(fā)展仍然具有良好的勢頭，非標(biāo)自動(dòng)化產(chǎn)品也大都轉(zhuǎn)向自動(dòng)化、智能化產(chǎn)品。就物流設(shè)備來講，機(jī)械制造加工中，多臺機(jī)床間的集成自動(dòng)化成為一種趨勢，這種集成范圍內(nèi)的物流傳遞解決方案已有很多成功的案例，通過桁架、自動(dòng)線、機(jī)械手等相關(guān)設(shè)備將整個(gè)物料傳輸系統(tǒng)進(jìn)行了串聯(lián)，此外越來越多檢測設(shè)備與自動(dòng)化物流設(shè)備進(jìn)行了集成應(yīng)用，使得物流傳輸與質(zhì)量檢測等過程融為一體，大大地減少了人工操作的強(qiáng)度。因此，自動(dòng)化物流設(shè)備未來的發(fā)展方向仍然是機(jī)械、電氣、信息系統(tǒng)的全面集成，全自動(dòng)化及智能化已成為未來制造業(yè)的必然趨勢。

3 非標(biāo)自動(dòng)化物流設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的設(shè)計(jì)流程

3.1 非標(biāo)自動(dòng)化物流定制產(chǎn)品定型及設(shè)計(jì)研發(fā)

（1）確定產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目，通過了解客戶需求，明確其產(chǎn)品工藝要求，產(chǎn)品質(zhì)量要求、產(chǎn)能要求，作業(yè)環(huán)境等，對癥下藥，在已有自動(dòng)化產(chǎn)品類型的基礎(chǔ)上進(jìn)行方案設(shè)計(jì)構(gòu)思。

（2）對產(chǎn)品進(jìn)行分析研究，明確其生產(chǎn)工藝、尺寸要求，并積極與客戶溝通，了解設(shè)備使用過程中的注意事項(xiàng)及相關(guān)技術(shù)參數(shù)。

（3）初步制定方案，得出設(shè)備的整體及局部示意圖、各機(jī)械機(jī)構(gòu)、電氣控制系統(tǒng)、動(dòng)作流程等。

（4）組件項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，對方案的可行性、制造成本、產(chǎn)能等進(jìn)行評估。

（5）對方案評估中的問題進(jìn)行切實(shí)的整改優(yōu)化。

（6）方案會審階段，與客戶進(jìn)行詳細(xì)的方案溝通評審，根據(jù)客戶需求和意見確定最終方案。

（7）組織開展產(chǎn)品的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，進(jìn)行總裝圖、部件裝配圖、零件圖的設(shè)計(jì)；整理加工零件清單、標(biāo)準(zhǔn)件采購清單；整理操作說明書；確定自動(dòng)機(jī)械的控制方案，繪制控制系統(tǒng)原理圖，進(jìn)行電氣元件的采購，程序編制。

（8）零組件質(zhì)量檢驗(yàn)，設(shè)備組裝調(diào)試，并組織產(chǎn)品的打樣預(yù)驗(yàn)收。

（9）包裝出庫，歸檔技術(shù)文件，進(jìn)行項(xiàng)目總結(jié)。

3.2 非標(biāo)自動(dòng)化物流設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化

由于非標(biāo)自動(dòng)化物流設(shè)備的種類繁多，往往根據(jù)客戶的不同需求就會延伸出一種新的產(chǎn)品設(shè)備，如何將復(fù)雜多變的產(chǎn)品類型進(jìn)行分類整合，形成定型的幾種設(shè)備，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，是設(shè)計(jì)人員所需思考的，以下就非標(biāo)自動(dòng)化物流設(shè)備進(jìn)行舉例說明。

（1）傳輸工件的分類定性，機(jī)械制造零件是制約物流輸送設(shè)備參數(shù)的重要因素之一，可根據(jù)傳輸不同的工件類型進(jìn)行大方向的分類，如發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋等，由于相同工件種類的外形特征大體相同，可針對某一種工件進(jìn)行物流輸送設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化分類。

（2）根據(jù)設(shè)備使用功能進(jìn)行分類定性，物流輸送設(shè)備中常用的自動(dòng)輸送線、上下料機(jī)構(gòu)、姿態(tài)翻轉(zhuǎn)變化機(jī)構(gòu)、空間升降連接機(jī)構(gòu)、工件抓取移動(dòng)機(jī)構(gòu)（桁架機(jī)械手、機(jī)器人機(jī)械手等）等，通過實(shí)現(xiàn)不同功能對物流設(shè)備進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化分類。

（3）標(biāo)準(zhǔn)化方案設(shè)計(jì)，根據(jù)以上兩種的分類，對各類物流設(shè)備進(jìn)行分類命名，并根據(jù)不同的使用環(huán)境進(jìn)行更改優(yōu)化，進(jìn)行方案設(shè)計(jì)完善，如機(jī)構(gòu)主體的標(biāo)準(zhǔn)化、標(biāo)準(zhǔn)外購件的標(biāo)準(zhǔn)化等。

（4）標(biāo)準(zhǔn)化方案審核評估，主要針對方案的可行性、合理性、設(shè)計(jì)成本、工藝合理性等。

（5）方案整改優(yōu)化，并整理標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備相關(guān)裝配圖、局部裝配圖、電氣控制方案。

（6）標(biāo)注化方案選型配置，根據(jù)客戶的不同需求，將部分標(biāo)準(zhǔn)外購件的配置等進(jìn)行檔次劃分，已滿足不同客戶群體的需求，提升產(chǎn)品的競爭力。

3.3 非標(biāo)自動(dòng)化物流設(shè)備模塊化設(shè)計(jì)

對于非標(biāo)自動(dòng)化物流設(shè)備模塊化設(shè)計(jì)，主要指根據(jù)整套設(shè)備內(nèi)的不同功能組成部件進(jìn)行合理的劃分，如抬升送料機(jī)構(gòu)中，包含了機(jī)加主體模塊、抬升模塊、推進(jìn)送料模塊、設(shè)備固定模塊、接液模塊、防護(hù)模塊等。將這些在不同設(shè)備中都能用到的模塊進(jìn)行分類，優(yōu)化設(shè)計(jì)，行程統(tǒng)一的機(jī)構(gòu)形式，并將此固化行程各個(gè)功能模塊。

（1）非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備各個(gè)組裝模塊功能劃分，將各個(gè)模塊單獨(dú)分離出來。

（2）做好各個(gè)模塊組裝連接部分劃分及設(shè)計(jì)。

（3）各模塊方案評審，方案可行性、模塊劃分合理性、各模塊加工零件明細(xì)梳理、標(biāo)準(zhǔn)件外購清單梳理。

（4）各模塊工藝圖紙準(zhǔn)備，電氣控制方案等。

4 提高非標(biāo)自動(dòng)化物流設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的重要意義

隨著我國機(jī)械制造行業(yè)日益發(fā)展，對自動(dòng)化物流設(shè)備的需求也越來越大，要求也逐步提高，這對于非標(biāo)自動(dòng)化物流制造廠家的要求也越來越高。面對同行業(yè)競爭壓力，大家紛紛展開了價(jià)格戰(zhàn)、質(zhì)量戰(zhàn)，誰能打贏這場關(guān)鍵的戰(zhàn)役，誰就能在行業(yè)有立足之地。在信息飛速發(fā)展的今天，各家的產(chǎn)品方案及技術(shù)都已成為公開的秘密，如何在方案相同的情況下做到成本最低、質(zhì)量最好是每個(gè)企業(yè)都面臨的難題。標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)是解決這一難題的最直接有效的辦法，通過標(biāo)準(zhǔn)化模塊化設(shè)計(jì)，有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）減少設(shè)計(jì)周期，通過前期已準(zhǔn)備好的各類標(biāo)準(zhǔn)化方案，面對不同的客戶需求，能夠很快地對方案進(jìn)行組合優(yōu)化，形成客戶最終滿意的方案。

（2）減少工藝圖紙準(zhǔn)備時(shí)間，壓縮工藝準(zhǔn)備時(shí)間，由于各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊相對應(yīng)的圖紙都已準(zhǔn)備完成，只需要將新增的部分組件圖紙完成即可，大大降低了工藝圖紙準(zhǔn)備時(shí)間。

（3）提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低人工成本，通過設(shè)計(jì)周期等的縮減，一定程度上減少了設(shè)計(jì)人員所浪費(fèi)的工時(shí)成本，此外，由于標(biāo)準(zhǔn)化模塊的各個(gè)加工件已統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，即可小批量地進(jìn)行生產(chǎn)，減少了生產(chǎn)工時(shí)成本。

（4）產(chǎn)品配置層次化，提升產(chǎn)品的競爭力，通過標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，針對標(biāo)準(zhǔn)外購件，不同的品牌有著很大的價(jià)格差異，在面對不同客戶的需求時(shí)，可以很好地適應(yīng)彼此的需求，讓顧客自助選擇，贏得客戶的滿意。

（5）增強(qiáng)了產(chǎn)品的互換性，便于維修。

5 結(jié)語

綜上所述，非標(biāo)自動(dòng)化物流設(shè)備的發(fā)展不僅要在核心技術(shù)上有一定的突破，真正地做到機(jī)械、電氣、信息系統(tǒng)的全面集成，還要早設(shè)計(jì)過程中對癥下藥，針對定制化產(chǎn)品所帶來的設(shè)計(jì)成本及加工成本，通過合理的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)進(jìn)行解決，在降低成本的同時(shí)，也更加有利于方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)，提升產(chǎn)品質(zhì)量和性能，增強(qiáng)產(chǎn)品的競爭力，提升企業(yè)的競爭力，以帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)的蓬勃發(fā)展。

[1]盧新.加強(qiáng)工藝工裝及非標(biāo)設(shè)備零部件“三化”設(shè)計(jì)—加速產(chǎn)品工藝、工裝及非標(biāo)設(shè)備設(shè)計(jì)周期[J].國防技術(shù)基礎(chǔ)，2015（10）：12-14.

[2]李洋.淺談非標(biāo)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化[J].中國機(jī)械，2013（7）：191.

[3]練宏俊.非標(biāo)設(shè)備制造企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化方法研究[J].現(xiàn)代制造工程，2013（7）：138-140.

[4]張根林.非標(biāo)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化管理[J].機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量，2003（6）：14.

Research on standardization, modular development requirements and significance of non-standard automated logistics equipment

Zhou Yonghua, Zhou Jingji, Zhao Jing, Huang Jianrui
（Ningxia Shared Machine Tool Auxiliary Co., Ltd., Yinchuan 750001, China）

Automated conveying products are mostly non-standard equipment, which usually need to be designed according to customer need. So, we are required to take up non-standard design. Due to the constraints of the product delivery period and other related factors, it is difficult to test, verify, optim ize, and realize mass production. W ith the increasingly high-difficult design and the high-quality requirements for the design, it is a big test for designers. Based on the above, the standardization work of non-standard automation equipment is particularly urgent and important.This paper w ill expound how to solve this problem.

non-standard automatic logistics equipment; standardization; modular; serialization; digitization; efficiency; cost

周永華（1989— ），男，寧夏吳忠。