非標(biāo)自動化生產(chǎn)線的優(yōu)化與設(shè)計

秦好剛

摘 要： 隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的變革和進(jìn)步，現(xiàn)代科技如大數(shù)據(jù)、人工智能等的普遍運(yùn)用，從而推動“中國制造”逐漸向“中國智造”的方向邁進(jìn)。商品更新迭代的速度不斷提升，在這種大環(huán)境的轉(zhuǎn)變對傳統(tǒng)制造業(yè)的生存和發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。為了提升企業(yè)的綜合競爭力，跟上時代發(fā)展的步伐，需優(yōu)化非標(biāo)自動化生產(chǎn)流程，其中實(shí)現(xiàn)流程標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)是一種行之有效的手段。因此，針對非標(biāo)自動化生產(chǎn)線的優(yōu)化與設(shè)計進(jìn)行分析，以便為我國制造企業(yè)在新時代的轉(zhuǎn)型發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞： 非標(biāo)自動化 生產(chǎn)線 優(yōu)化設(shè)計 制造

中圖分類號： S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A文章編號： 1679-3567（2024）03-0026-03

基金項目：自主立項“毛坯車輪自動吊裝生產(chǎn)線”（項目編號：Xsh-y-21-06）。

Optimization and Design of Non-Standard Automatic Production Lines

QIN Haogang

Harbin Xingsheng Automation Equipment Manufacturing Co.， Ltd.， Harbin， Heilongjiang Province， 150000 China

Abstract： With the transformation and progress of Chinas social economy， and the widespread use of modern technologies such as big data and artificial intelligence， we will push "Made in China" to move gradually towards the direction of "Intelligent Manufacturing in China". The speed of product updates and iterations is constantly increas‐ing， and the transformation of the general environment has had a profound impact on the survival and development of the traditional manufacturing industry. In order to enhance the comprehensive competitiveness of enterprises to keep up with the pace of the times， it is necessary to optimize the non-standard automatic production process， in which achieving the standardized operation of the process is an effective means. Therefore， this paper analyzes the optimization and design of non-standard automatic production lines， in order to provide reference for the transfor‐mation and development of Chinas manufacturing enterprises in the new era.

Key Words： Non-standard automation； Production line； Optimal design； Manufacture

在非標(biāo)自動化生產(chǎn)線的優(yōu)化與設(shè)計中，安全性和穩(wěn)定性直接影響企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營收入。因此，設(shè)計師應(yīng)當(dāng)具備前沿設(shè)計思維，提升非標(biāo)自動化生產(chǎn)線的品質(zhì)，持續(xù)增強(qiáng)企業(yè)的總體競爭力，推動我國非標(biāo)自動化生產(chǎn)線產(chǎn)業(yè)走向自動化、智能化和數(shù)字化。

1 非標(biāo)自動化生產(chǎn)線的定義

非標(biāo)自動化生產(chǎn)線是根據(jù)我國的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，由各種尺寸的單元設(shè)備組建出來的生產(chǎn)線。非標(biāo)自動化生產(chǎn)線可以根據(jù)客戶的真正需要進(jìn)行個性化的研究與設(shè)計。現(xiàn)階段，非標(biāo)化自動化生產(chǎn)線主要應(yīng)用于汽車加工、組裝、運(yùn)輸以及電子產(chǎn)品等行業(yè)。非標(biāo)自動化生產(chǎn)線擁有獨(dú)立的設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)精確定制化，可生產(chǎn)一次性利用的、單獨(dú)的產(chǎn)品模型。

相關(guān)企業(yè)需要對非標(biāo)自動化生產(chǎn)線進(jìn)行優(yōu)化與設(shè)計，以減少非標(biāo)自動化生產(chǎn)線的生產(chǎn)成本。一般而言，非標(biāo)準(zhǔn)自動化的優(yōu)化與設(shè)計是根據(jù)企業(yè)的具體狀況和生產(chǎn)需求進(jìn)行的，其是一種定制化的項目，其規(guī)格和形態(tài)極其多樣。目前，我國大多數(shù)非標(biāo)準(zhǔn)自動化的生產(chǎn)規(guī)模較小，對精確性的要求也較高。

2 非標(biāo)自動化設(shè)備發(fā)展與特點(diǎn)

2.1 非標(biāo)自動化設(shè)備發(fā)展

當(dāng)前，我國非標(biāo)自動化生產(chǎn)線設(shè)備和技術(shù)與先進(jìn)國家相比仍有一定差距，總體質(zhì)量還需要進(jìn)一步提升。在設(shè)備的制造過程中，大多設(shè)備是由海外公司生產(chǎn)，或與知名制造商合作生產(chǎn)。這種方法難以滿足當(dāng)前的市場需求。另外，一些非標(biāo)自動化設(shè)備所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量不高，必須依靠現(xiàn)場的工人進(jìn)行二次處理。某公司設(shè)計的“自立袋包裝機(jī)”如圖1所示。

2.2 非標(biāo)自動化生產(chǎn)線的特點(diǎn)

目前，我國非標(biāo)自動化設(shè)備生產(chǎn)尚未制定科學(xué)的指南和標(biāo)準(zhǔn)，零部件的制作、設(shè)計藍(lán)圖的繪制、合約的簽訂、設(shè)計藍(lán)圖的確認(rèn)等步驟都必須依照企業(yè)具體需求進(jìn)行規(guī)劃[1]。近年來，我國的制造業(yè)規(guī)模正在不斷壯大，導(dǎo)致對自動化設(shè)備的數(shù)量和質(zhì)量的需求也在增長。由于非標(biāo)自動化設(shè)備無法進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，因此，大型企業(yè)對產(chǎn)品的價值有著更高的期望，而小型企業(yè)則有更多的生存空間。然而，由于成本過高、人力資源匱乏等問題，在保障質(zhì)量的同時，很難實(shí)現(xiàn)盈利的最大化。在這種情況下，一些制造業(yè)選擇采用半自動化設(shè)備，由人力來執(zhí)行一些復(fù)雜的步驟，導(dǎo)致員工的勞動強(qiáng)度增加，從而生產(chǎn)效率下降。

3 我國非標(biāo)自動化設(shè)備優(yōu)點(diǎn)

隨著非標(biāo)自動化設(shè)備的進(jìn)步，一些傳統(tǒng)的自動化生產(chǎn)方式無法適應(yīng)特定的產(chǎn)品需求，很多生產(chǎn)企業(yè)開始優(yōu)化非標(biāo)自動化設(shè)備。這一進(jìn)程包括逐漸推廣自動化生產(chǎn)，獨(dú)立開發(fā)自動化設(shè)備，以及全面推廣自動化技術(shù)。自動化非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的引入既提升了產(chǎn)品的全面性，也優(yōu)化了公司的制造效益。然而，還需對自動化非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的構(gòu)造進(jìn)行適應(yīng)性改進(jìn)，以滿足當(dāng)前社會的需求，并提升自動化非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的制造效益以及產(chǎn)品質(zhì)量。例如：某知名鹵制品生產(chǎn)企業(yè)，在引入非標(biāo)自動化設(shè)備后對其生產(chǎn)線進(jìn)行了全面升級。該企業(yè)引入的非標(biāo)自動化設(shè)備包括智能皮帶輸送機(jī)、自動洗筐機(jī)和實(shí)時數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)等。這些設(shè)備的應(yīng)用使該企業(yè)的生產(chǎn)流程更加優(yōu)化、高效和可控，具體如圖2所示。

在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境下，非標(biāo)自動化生產(chǎn)設(shè)備能夠滿足自動化設(shè)備無法達(dá)到的生產(chǎn)需求。誠然，當(dāng)前非標(biāo)自動化生產(chǎn)線設(shè)備還存在很多缺陷，相較于一般的機(jī)械自動化設(shè)備，其生產(chǎn)效率也不高。然而，在機(jī)械和程序房間的布局上，非標(biāo)自動化設(shè)備更注重產(chǎn)品的規(guī)范化和簡潔化，能夠滿足客戶的個性化的定制需求，因此，其更常被應(yīng)用于定制型的產(chǎn)品加工[2]。

4 非標(biāo)自動化生產(chǎn)線流程優(yōu)化與設(shè)計

4.1 設(shè)計目標(biāo)和思路

企業(yè)需要從人力、設(shè)備、原材料、工藝和環(huán)境等各個方面來進(jìn)行非標(biāo)自動化生產(chǎn)線優(yōu)化。在優(yōu)化前期需要設(shè)定一個明確的優(yōu)化目標(biāo)，具體如下。

首先，詳細(xì)規(guī)劃并優(yōu)化流程設(shè)計的具體步驟，主要涵蓋項目決策的制定、項目的設(shè)計、樣機(jī)的制作以及試運(yùn)行。其次，清晰地界定項目執(zhí)行過程中的每一個環(huán)節(jié)和操作流程。最后，對非標(biāo)自動化生產(chǎn)線進(jìn)行分析，并對其成果進(jìn)行總結(jié)，通過定期的報告來積累項目的經(jīng)驗，從而持續(xù)改進(jìn)項目的設(shè)計。確立了項目設(shè)計的目標(biāo)后，就要制訂具體的方案設(shè)計策略，以解決非標(biāo)自動化生產(chǎn)線設(shè)備生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的問題[3]。

4.2 非標(biāo)自動化生產(chǎn)線流程優(yōu)化

從宏觀角度考慮，非標(biāo)自動化生產(chǎn)線的優(yōu)化主要包括4個部分：（1）優(yōu)化當(dāng)前企業(yè)的非標(biāo)自動化生產(chǎn)線生產(chǎn)步驟，優(yōu)化的重點(diǎn)在于對企業(yè)的非標(biāo)自動化生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)智能的生產(chǎn)管理，并對企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化；（2）生產(chǎn)線優(yōu)化也涉及到對企業(yè)的生產(chǎn)管理部門現(xiàn)存組織模式的優(yōu)化；（3）在制定和開發(fā)生產(chǎn)流程的過程中，必須嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)定來規(guī)劃生產(chǎn)步驟，同時根據(jù)企業(yè)的具體生產(chǎn)需求來撰寫生產(chǎn)任務(wù)指南；（4）應(yīng)根據(jù)企業(yè)的訂單和實(shí)際的銷售需求，來制訂科學(xué)且合理的生產(chǎn)計劃，并預(yù)先安排三天的生產(chǎn)計劃。在制造任務(wù)的準(zhǔn)備階段，必須確保非標(biāo)自動化生產(chǎn)線的環(huán)境，每個生產(chǎn)班組應(yīng)根據(jù)制造計劃來做好物料、人力和設(shè)備的準(zhǔn)備。在非標(biāo)自動化生產(chǎn)線的首批產(chǎn)品的確認(rèn)階段，無論是工作班組啟動制造、新員工上崗操作還是改變制造流程，都必須在第一時間確認(rèn)制造的產(chǎn)品[4]。

4.3 提升非標(biāo)自動化的可靠性

在進(jìn)行非標(biāo)自動化生產(chǎn)線升級時，若無法確保生產(chǎn)流程的穩(wěn)定運(yùn)行，就會增加設(shè)備的問題發(fā)生概率，降低生產(chǎn)效益。設(shè)計過程對于保證非標(biāo)自動化生產(chǎn)線的可靠性起著關(guān)鍵作用，因此，必須對其進(jìn)行全面的評估。應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格執(zhí)行各個設(shè)備的組成元件的可靠性設(shè)計規(guī)范，尤其是一些基礎(chǔ)組成元素。在具體的設(shè)計流程中，必須遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以增強(qiáng)設(shè)備的安全性，并且有效處理焊接部位的缺陷、材料的分布不平衡等情況，進(jìn)一步提升非標(biāo)自動化的安全性與品質(zhì)。

在挑選常規(guī)元件時，要全面考慮其是否符合總體設(shè)備的預(yù)期使用年限，所有組成部分的使用年限是否不足。當(dāng)環(huán)境條件改變時，需要再次考慮元件的使用年限、相關(guān)協(xié)作元件的匹配度，以提升所有元件的功效。不僅要考慮設(shè)備和零部件的使用壽命，還需要在生產(chǎn)制造過程中嚴(yán)格遵守設(shè)計規(guī)范。特別是在原材料和特殊工藝方面，在生產(chǎn)過程中必須嚴(yán)格選擇滿足設(shè)計需求的材料[5]。

5 非標(biāo)自動化生產(chǎn)線發(fā)展方向

5.1 提高設(shè)計企業(yè)的綜合實(shí)力

企業(yè)的綜合實(shí)力對非標(biāo)自動化未來的發(fā)展起著關(guān)鍵作用，企業(yè)的綜合實(shí)力的優(yōu)劣主要取決于工程師的綜合素質(zhì)和能力。企業(yè)的機(jī)械和電氣工程師必須掌握扎實(shí)的機(jī)電一體化基礎(chǔ)知識，具備豐富的工作經(jīng)驗。在非標(biāo)自動化生產(chǎn)線的設(shè)計過程中，工程師必須不斷優(yōu)化設(shè)計細(xì)節(jié)，以提升設(shè)備的穩(wěn)定性，方便員工的操作和后期的保養(yǎng)。設(shè)計師和工程師需要在日常工作中不斷提高創(chuàng)新技巧，培養(yǎng)終身學(xué)習(xí)的能力，不斷提升自我的綜合素質(zhì)，從而增強(qiáng)企業(yè)的整體實(shí)力。

5.2 計算機(jī)輔助設(shè)計軟件進(jìn)行可行性分析

在非標(biāo)化自動化設(shè)計過程中，設(shè)計師可以利用計算機(jī)輔助設(shè)計進(jìn)行可行性分析，以減少設(shè)計流程的復(fù)雜性，提升設(shè)計效率，從而及時制訂三維設(shè)計方案，保障非標(biāo)自動化生產(chǎn)線設(shè)備符合設(shè)計需求。通過可行性分析來進(jìn)行監(jiān)測，確定主要負(fù)荷部分的強(qiáng)弱度是否達(dá)到技術(shù)要求，從而確認(rèn)軸承等零件的耐久性?？尚行苑治鲇兄谧R別設(shè)計的瑕疵，從而對其進(jìn)行優(yōu)化，避免在制造流程中造成無法彌補(bǔ)的損害。

5.3 降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效益

在非標(biāo)自動化生產(chǎn)線的設(shè)計過程中，先要確保非標(biāo)自動化設(shè)備的功能性，然后再考慮其經(jīng)濟(jì)效益。在確保所有元件能夠穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，應(yīng)選擇最經(jīng)濟(jì)的標(biāo)準(zhǔn)件，以確保產(chǎn)品的性價比和普適性，并在設(shè)備的維修過程中減少成本。此外，企業(yè)需要持續(xù)優(yōu)化非標(biāo)自動化生產(chǎn)線的管理系統(tǒng)，并制定出合理的績效評估和激勵機(jī)制，以降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效益。

6 結(jié)語

我國非標(biāo)自動化生產(chǎn)線的優(yōu)化與設(shè)計能夠為企業(yè)帶來可觀的財務(wù)收益，還有助于滿足客戶的個性化需求。非標(biāo)自動化生產(chǎn)線的安全性和穩(wěn)定性直接影響到企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營收入。因此，企業(yè)應(yīng)當(dāng)招募非標(biāo)自動化設(shè)計和工程方面的高級專業(yè)人才，從而提升非標(biāo)自動化生產(chǎn)線的品質(zhì)，持續(xù)增強(qiáng)企業(yè)的競爭力。

參考文獻(xiàn)

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