■中國(guó)重汽集團(tuán)濟(jì)南橋箱有限公司 （山東 250022） 劉勝勇

現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)線亟待百花爭(zhēng)妍

■中國(guó)重汽集團(tuán)濟(jì)南橋箱有限公司 （山東 250022） 劉勝勇

摘要：文中綜述了自動(dòng)化生產(chǎn)線7個(gè)階段的主要特點(diǎn)及應(yīng)用示例，分析了用于齒輪機(jī)加工和熱處理的4條現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)線的組成，給出了經(jīng)濟(jì)發(fā)展“新常態(tài)”階段的中國(guó)制造業(yè)采取智能化制造的4點(diǎn)建議，構(gòu)建了汽車行業(yè)未來的驅(qū)動(dòng)橋智能工廠的模型。對(duì)現(xiàn)代汽車自動(dòng)化生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)制造具有現(xiàn)實(shí)意義，對(duì)構(gòu)建智能工廠具有指導(dǎo)意義。

自動(dòng)化生產(chǎn)線（Automated Production Line）是有機(jī)結(jié)合了機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、電工電子技術(shù)、傳感測(cè)試技術(shù)、接口技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等多種技術(shù)在內(nèi)（見圖1）的一種可以自動(dòng)流水作業(yè)的機(jī)械電氣一體化系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱為自動(dòng)線（以下同）。它在規(guī)定程序或指令的控制下，既能使線體上的數(shù)控機(jī)床等加工裝備自動(dòng)地完成預(yù)定的工序路線與工藝過程，也能使輸送機(jī)構(gòu)等附加裝置自動(dòng)地實(shí)施產(chǎn)品傳送、測(cè)量和分揀與包裝等輔助控制或操作，還可為其加工裝備自動(dòng)地進(jìn)行工件裝卸、定位夾緊與廢料（如切屑）排出等任務(wù)，最終連續(xù)、穩(wěn)定地生產(chǎn)出符合技術(shù)要求的特定產(chǎn)品。

目前，隨著我國(guó)各產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的穩(wěn)步推進(jìn)、自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展與廣泛應(yīng)用及用戶對(duì)節(jié)約勞動(dòng)成本提升競(jìng)爭(zhēng)力的迫切需求，自動(dòng)線已被越來越廣泛地應(yīng)用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、醫(yī)療和服務(wù)等領(lǐng)域，尤其是汽車、航空航天和鐵路等制造業(yè)。

圖1　自動(dòng)化生產(chǎn)線涉及的技術(shù)領(lǐng)域

自動(dòng)化生產(chǎn)線發(fā)展歷程

自動(dòng)線涉及多種技術(shù)領(lǐng)域，其發(fā)展、完善必須是與各種相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步和相互滲透緊密相連的。從其發(fā)展歷程來看，自動(dòng)線大約經(jīng)歷了7個(gè)階段。

1. 自動(dòng)線雛形階段（20世紀(jì)20年代之前）

先是在汽車工業(yè)中出現(xiàn)了流水生產(chǎn)線和半自動(dòng)生產(chǎn)線，隨后發(fā)展成為自動(dòng)線。1913年，美國(guó)福特汽車公司的建立者Henry Ford在底特律創(chuàng)立了世界上第一條汽車流水裝配線，使得現(xiàn)代流水生產(chǎn)的序幕正式拉開。此種流水作業(yè)法作為當(dāng)時(shí)的一種生產(chǎn)組織形式，既可在實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上組織大批量生產(chǎn)，也可使一切作業(yè)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，進(jìn)而大幅度提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率——將當(dāng)時(shí)著名的T形車的組裝時(shí)間自12.5h/輛縮短至1.5h/輛。后來，人們稱其為“福特制”，并在全世界廣泛推廣（見圖2）。

圖2　福特汽車第一條流水裝配線

2. 剛性自動(dòng)線階段（20世紀(jì)20年代）

基于電子管反饋放大器的誕生，各種電子式控制器在各種機(jī)械與電子裝置中得以廣泛應(yīng)用，隨之自動(dòng)控制與信息處理技術(shù)有了一個(gè)飛躍性的進(jìn)步，并逐漸形成一門新興學(xué)科——自動(dòng)化。此時(shí)，汽車、滾動(dòng)軸承和小型電動(dòng)機(jī)等機(jī)械制造業(yè)中開始出

現(xiàn)自動(dòng)線，早期為組合機(jī)床自動(dòng)線。到第二次世界大戰(zhàn)后，組合機(jī)床自動(dòng)線的數(shù)目急劇增加，并在20世紀(jì)50年代達(dá)到了頂峰。這一時(shí)期的組合機(jī)床自動(dòng)線雖以組合機(jī)床與工業(yè)機(jī)械手、輸送機(jī)構(gòu)等裝備為主，既能在統(tǒng)一控制下進(jìn)行連續(xù)作業(yè)，又能做到生產(chǎn)過程無人參與操作（人的使命僅在于監(jiān)督、周期性調(diào)整和更換刀具等），但處于剛性自動(dòng)化狀態(tài)且整線變動(dòng)困難——采用繼電器程序控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)、電和液氣等硬件的管控，因而僅用于加工大批量的單一型產(chǎn)品（見圖3）。

圖3　加工箱體類零件的組合機(jī)床自動(dòng)線

3. 柔性制造系統(tǒng)（FMS）初期階段（20世紀(jì)60年代）

隨著電子計(jì)算機(jī)的大量應(yīng)用與小批量高精度加工產(chǎn)品的不斷增加，數(shù)控機(jī)床和加工中心進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期。在1967年，英國(guó)Molin公司首次根據(jù)威廉森提出FMS基本概念，研制出最早的柔性加工系統(tǒng)——System 24，它可在計(jì)算機(jī)的控制下實(shí)現(xiàn)24h自動(dòng)化連續(xù)作業(yè)，由于受到經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的制約而未能全部建成。同年度，美國(guó)懷特·森斯特蘭公司建成Omniline I系統(tǒng)。日本、前蘇聯(lián)和德國(guó)等也在20世紀(jì)60年代末至70年代初，先后開展了FMS的研制工作。這一時(shí)期的FMS主要由NC機(jī)床、加工中心與工業(yè)機(jī)器人等裝備組成，并以硬件為基礎(chǔ)、軟件為支持，對(duì)于多品種中小批量的生產(chǎn)而言，用戶只需改變程序即可完成產(chǎn)品的轉(zhuǎn)變。此時(shí)的FMS在形式上與傳統(tǒng)的自動(dòng)線相似，故亦稱柔性自動(dòng)線（見圖4）。

圖4　日本富士通公司的FANUC　Hino柔性生產(chǎn)系統(tǒng)

4. 柔性制造單元（FMC）階段（20世紀(jì)70年代）

隨著小型計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用于機(jī)床控制，1976年日本FANUC公司研制出加工中心和工業(yè)機(jī)器人組成的FMC，不僅實(shí)現(xiàn)了有限工序的連續(xù)生產(chǎn)，還為FMS的發(fā)展提供了重要的設(shè)備形式（即先建設(shè)小規(guī)模的FMC，再據(jù)需要逐步將其綜合擴(kuò)大成FMS），使FMS到20世紀(jì)70年代末在技術(shù)和數(shù)量上均有較大的發(fā)展。這一時(shí)期的FMC是一種較簡(jiǎn)單的短式柔性自動(dòng)線，可視為規(guī)模最小的FMS，具有單機(jī)柔性化、自動(dòng)化的特點(diǎn)。FMC一般由單臺(tái)帶托盤系統(tǒng)的加工中心或3臺(tái)以下的CNC機(jī)床、物料傳送裝置/工業(yè)機(jī)器人等組成，根據(jù)需要可以在機(jī)床上自動(dòng)更換刀具和夾具、自動(dòng)裝卸工件，甚至自動(dòng)檢測(cè)工件，適宜多品種小批量的生產(chǎn)應(yīng)用（見圖5、圖6）。迄今為止，F(xiàn)MC不僅具有一定數(shù)量的實(shí)際應(yīng)用，還在FMS向大型化與自動(dòng)化工廠發(fā)展的同時(shí)，朝著廉價(jià)化和小型化的方向邁進(jìn)。

圖5　辛辛那提·米拉克隆的環(huán)路形FMC

圖6　日立精機(jī)的直線形箱體零件加工FMC

5. 柔性制造系統(tǒng)（FMS）實(shí)用階段（20世紀(jì)80年代初期）

各國(guó)認(rèn)識(shí)到FMS蘊(yùn)藏的顯著經(jīng)濟(jì)效益，遂相繼投入大量資金以開發(fā)FMS。1982年，日本FANUC公司建成自動(dòng)化電機(jī)加工車間，由60個(gè)

FMC（含50臺(tái)工業(yè)機(jī)器人）、1個(gè)立體倉(cāng)庫(kù)、2臺(tái)傳送毛坯和工件的自動(dòng)引導(dǎo)臺(tái)車與1個(gè)無人化電機(jī)裝配車間組成，它們可連續(xù)24h運(yùn)轉(zhuǎn)。這種自動(dòng)化和無人化車間是向?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)集成的自動(dòng)化工廠邁出的重要一步。與此同時(shí)，還出現(xiàn)了若干僅具有FMS基本特征，但自動(dòng)化程度不很完善的經(jīng)濟(jì)型FMS，使FMS的設(shè)計(jì)思想和技術(shù)成就得到普及應(yīng)用。

到2 0世紀(jì)8 0年代中期以后，隨著計(jì)算機(jī)等技術(shù)的不斷進(jìn)步，制造業(yè)自動(dòng)化進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代，即計(jì)算機(jī)集成制造（CIMS）時(shí)代。此時(shí)的FMS不但從試驗(yàn)階段進(jìn)入了實(shí)用階段，而且從起初的機(jī)械加工領(lǐng)域向焊接、裝配、檢驗(yàn)及無屑加工等綜合領(lǐng)域拓展，并促使柔性制造技術(shù)日臻成熟。具有先進(jìn)自動(dòng)化和高柔性特點(diǎn)的FMS是在成組技術(shù)GT的工藝基礎(chǔ)上，按成組的加工對(duì)象確定工藝過程，以多臺(tái)/種、半獨(dú)立的CNC機(jī)床（3～5臺(tái)搭配為最多）/或多組FMC為核心，通過自動(dòng)化物流系統(tǒng)將其聯(lián)接，統(tǒng)一由主控計(jì)算機(jī)和相關(guān)軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和管理，組成多品種變批量與混流方式成批生產(chǎn)的自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)（見圖7、圖8）。

現(xiàn)今，隨著社會(huì)對(duì)產(chǎn)品多樣化、低制造成本及短制造周期等需求的日趨迫切，F(xiàn)MS的發(fā)展頗為迅速，并隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和機(jī)械與控制設(shè)備的發(fā)展，F(xiàn)MS的工藝范圍正在不斷擴(kuò)大和延伸。

6. 柔性制造 線（FML）階段

FML是處.于單一或少品種大批量非柔性自動(dòng)線與中小批量多品種FMS之間的一種生產(chǎn)線形式，是把多臺(tái)可以調(diào)整的加工設(shè)備聯(lián)結(jié)起來，并配有物料自動(dòng)輸送裝置的現(xiàn)代化柔性生產(chǎn)線。其加工設(shè)備可以是通用的加工中心、CNC機(jī)床，亦可以是專用機(jī)床或NC機(jī)床。FML對(duì)物料輸送裝置的柔性要求較FMS的低，但生產(chǎn)率更高，主要用于少品種、中大批量產(chǎn)品的加工（見圖9）。

圖7　多組FMC組成的FMS

圖8　典型FMS的應(yīng)用示例

圖9　汽車鑄造橋殼中段（中橋）機(jī)加工流程及其FML

7. 柔性制造工廠（FMF）階段（1984年以來）

FMF是將多條FMS或數(shù)條FML連接起來，配以自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，全面實(shí)施計(jì)算機(jī)分級(jí)控制（僅需少數(shù)巡視和保衛(wèi)人員），并用集成軟件系統(tǒng)使廠內(nèi)各個(gè)單元程序化和協(xié)調(diào)化，實(shí)現(xiàn)全廠范圍內(nèi)生產(chǎn)管理、設(shè)計(jì)開發(fā)、加工制造與物料運(yùn)儲(chǔ)全盤自動(dòng)化的完整柔性制造系統(tǒng)（見圖10、圖11）。FMF是自動(dòng)化生產(chǎn)的最高水平，它以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)高度柔性化與無人自動(dòng)化為目標(biāo)。FMF具有5個(gè)主要特點(diǎn)：①分布式多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，生產(chǎn)計(jì)劃、日生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃的生產(chǎn)管理用主計(jì)算機(jī)與CAD/CAM系統(tǒng)相連，以獲取自動(dòng)編制加工用的數(shù)控程序數(shù)據(jù)。②FMF的全部日程計(jì)劃進(jìn)度和作業(yè)可由主計(jì)算機(jī)與各級(jí)計(jì)算機(jī)通過在線控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，并可進(jìn)行無人化加工。③數(shù)控機(jī)床的數(shù)量一般在十幾臺(tái)到幾十臺(tái)，可以是各種形式的加工中心、車削中心和CNC機(jī)床等。④FMF可以全自動(dòng)地加工各種形狀、尺寸和材料的工件。全部刀具可以自動(dòng)交換、自動(dòng)檢測(cè)磨損或損壞的刀具，能自動(dòng)更新廢舊刀具。⑤物料運(yùn)儲(chǔ)系統(tǒng)必須包括自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，以滿足存取為數(shù)眾多的工件和刀具的需求。系統(tǒng)可以從倉(cāng)庫(kù)中提取所需坯料，并以最有效的途徑實(shí)現(xiàn)物流與實(shí)施加工。

圖10　1984年4月9日在日本建成的世界第一座試驗(yàn)用無人工廠

圖11　機(jī)械人等組成的無人化焊接工廠

我國(guó)自動(dòng)化生產(chǎn)線實(shí)例應(yīng)用

1. 被動(dòng)錐齒輪自動(dòng)化生產(chǎn)線組成

國(guó)內(nèi)某公司現(xiàn)用的1條價(jià)值約2 330萬元的被動(dòng)錐齒輪自動(dòng)化生產(chǎn)線（見圖12），包含4臺(tái)FANUC 0iTD系統(tǒng)的PUMAV405型立式數(shù)控車床、2臺(tái)FANUC 0iMD系統(tǒng)的NM515型立式加工中心、2臺(tái)SINUMERIK 840D power line系統(tǒng)的Oerlikon-C50型螺旋銑齒機(jī)、1套帶Delta-HMI的機(jī)械手輸送機(jī)構(gòu)和2套SIMATIC-300PLC的環(huán)線送料機(jī)，主要用來切削重型卡車用被動(dòng)錐齒輪。正常情況下每班配備2名操作者進(jìn)行毛坯上料、成品下料與切削區(qū)監(jiān)控，可實(shí)現(xiàn)雙班作業(yè)日產(chǎn)160件盤式被動(dòng)錐齒輪。

2. 主動(dòng)錐齒輪自動(dòng)化生產(chǎn)線組成

國(guó)內(nèi)某公司現(xiàn)用的1條價(jià)值約2 474萬元的主動(dòng)錐齒輪自動(dòng)化生產(chǎn)線（見圖13），包含2臺(tái)FANUC 0iTD系統(tǒng)的L280型臥式數(shù)控車床、3臺(tái)SINUMERIK 802D solution line系統(tǒng)的YKX3132M型滾齒機(jī)、2臺(tái)SINUMERIK 840D power line系統(tǒng)的Oerlikon-C50型螺旋銑齒機(jī)和3臺(tái)KAWASAKI搬運(yùn)機(jī)器人，主要用來切削重型卡車主動(dòng)錐齒輪。正常情況下每班配備2名操作者進(jìn)行毛坯上料、成品下料與切削區(qū)監(jiān)控，可實(shí)現(xiàn)雙班作業(yè)日產(chǎn)350件主動(dòng)錐齒輪。

圖12　被動(dòng)錐齒輪機(jī)加工流程及其自動(dòng)化生產(chǎn)線

3. 雙推盤式滲碳?jí)捍?、直淬生產(chǎn)線組成

國(guó)內(nèi)某公司現(xiàn)用的1條價(jià)值約899萬元的愛協(xié)林STKES-60型雙推盤式滲碳?jí)捍?、直淬生產(chǎn)線

（見圖14），主要由裝料機(jī)構(gòu)、預(yù)氧化爐、加熱爐、滲碳爐、擴(kuò)散爐、淬火油槽、后清洗機(jī)、回火爐、卸料裝置和控制系統(tǒng)等組成，主要用于材質(zhì)為20CrMnTi 或20CrMoH的齒輪、齒輪軸和十字軸等零部件的加熱、滲碳、淬火、清洗和回火處理。其生產(chǎn)能力為800kg/h（層深1.25mm周期時(shí)間15h），每盤工件最大質(zhì)量為300kg，裝料高度≤700mm。工作時(shí)，被加熱工件需通過料具裝卡在料盤上，人工推入至工位。上料推鏈自動(dòng)將工件隨料盤推到備料臺(tái)上，經(jīng)備料臺(tái)推鏈，將工件隨料盤推入預(yù)氧化爐爐內(nèi)氧化，氧化后的工件被推出預(yù)氧化爐，經(jīng)轉(zhuǎn)移推鏈進(jìn)入底裝料升降臺(tái)，即滲碳爐換氣室。周期時(shí)間到后，工件被電動(dòng)推桿推入加熱區(qū)加熱；加熱好的工件隨料盤由高溫推鏈推到強(qiáng)滲區(qū)滲碳和高溫?cái)U(kuò)散區(qū)擴(kuò)散。滲碳擴(kuò)散后的工件隨料盤由高溫推鏈推到淬火降溫區(qū)；然后再由高溫推鏈推到淬火油槽的淬火升降臺(tái)上（直淬工件）或壓淬保溫室（壓淬工件）。淬火升降臺(tái)下降淬火，淬火時(shí)間到，轉(zhuǎn)移推鏈將工件推到出料升降臺(tái)上，出料升降臺(tái)上升到位，再由出料推鏈將工件推到緩沖料臺(tái)上。淬完火的工件隨料盤由出料推鏈從緩沖料臺(tái)上推到清洗機(jī)浸洗升降臺(tái)上。經(jīng)堿水浸洗、清水噴淋后被拉到轉(zhuǎn)移料臺(tái)上，經(jīng)推料機(jī)構(gòu)將其推入回火爐回火，回火完的工件被推到冷卻臺(tái)上風(fēng)冷，隨后人工卸料。

圖13　主動(dòng)錐齒輪機(jī)加工流程及其自動(dòng)化生產(chǎn)線

圖14　雙推盤式滲碳?jí)捍?、直淬生產(chǎn)線平面布局圖

4. 熱后主動(dòng)錐齒輪機(jī)加工生產(chǎn)線組成

國(guó)內(nèi)某公司現(xiàn)用的1條價(jià)值約2 100萬元的熱后主動(dòng)錐齒輪機(jī)加工生產(chǎn)線（見圖15），包含3臺(tái)MITSUBISHI M700系統(tǒng)的QTN250Ⅱ ML/500型臥式數(shù)控車床、4臺(tái)FANUC 0iTD系統(tǒng)的MKS1632A×750型數(shù)控端面外圓磨床、3臺(tái)FANUC 31iMA系統(tǒng)的Oerlikon-L60型錐齒輪研齒機(jī)、3 臺(tái)KAWASAKI搬運(yùn)機(jī)器人，主要用來加工熱處理后的主動(dòng)錐齒輪并與成品被動(dòng)錐齒輪進(jìn)行齒形研磨。正常情況下每班配備4名操作者進(jìn)行工件上料、錐齒輪副出料與加工區(qū)監(jiān)控，可實(shí)現(xiàn)雙班作業(yè)日產(chǎn)360件螺旋錐齒輪副。

我國(guó)自動(dòng)化生產(chǎn)線發(fā)展前瞻

當(dāng)下，中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入具有中高速、優(yōu)結(jié)構(gòu)、新動(dòng)力和多挑戰(zhàn)特征的新常態(tài)階段。隨著勞動(dòng)年齡人口（潛在增長(zhǎng)率的決定因素之一）的大量減少、“智能制造”為主導(dǎo)的工業(yè)4.0大潮的涌入，我國(guó)制造業(yè)唯有立足當(dāng)前基礎(chǔ)之上，快速實(shí)施智能化制造、構(gòu)建高柔性高效率的智能工廠，

方能在日趨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中搶先一步贏得勝利。

圖15　熱后主動(dòng)錐齒輪機(jī)加工流程及其自動(dòng)化生產(chǎn)線

1. 智能化制造可采取的措施

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新常態(tài)階段，我國(guó)的智能化制造可采取如下措施：

（1）產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)充分利用現(xiàn)有的立/臥式車床、車削中心、內(nèi)/外圓磨床、立/臥式加工中心、花鍵銑床、直齒/螺旋齒滾齒機(jī)、研齒機(jī)和磨齒機(jī)等數(shù)控裝備，對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行“機(jī)器換人”式升級(jí)改造，即引入工業(yè)機(jī)器人、生產(chǎn)裝備智能化改造與流水線生產(chǎn)集成管理。

（2）生產(chǎn)裝備制造商應(yīng)不斷開拓創(chuàng)新，將眾多智能化設(shè)計(jì)功能（如振動(dòng)防止控制功能、熱位移控制功能、干涉防止功能）融入裝備設(shè)計(jì)中，力求做到機(jī)床會(huì)思考。也就是說，未來的機(jī)床應(yīng)既能自動(dòng)地識(shí)別工件，也能自發(fā)生成零件程序并進(jìn)行加工；既能對(duì)加工過程中諸如碰撞或刀具破損等意外情況進(jìn)行自動(dòng)校正，也能對(duì)機(jī)床運(yùn)用一段時(shí)間后變化的幾何精度或關(guān)鍵零部件的位移偏移進(jìn)行自行修正；既能大量減少工序量，也能大幅度縮短加工周期。

（3）產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)與生產(chǎn)裝備制造商在進(jìn)行“機(jī)器換人”時(shí)，應(yīng)大量選用智能化機(jī)器人。也就是說，未來的機(jī)器人不僅會(huì)配置人工智能系統(tǒng)，以進(jìn)行符號(hào)處理與數(shù)值計(jì)算，還會(huì)配置各種具有柔性和靈巧性特點(diǎn)的輕質(zhì)化手爪和手臂，以高速度、高精度完成貨物的取放任務(wù)；不僅會(huì)附加移動(dòng)功能和視覺識(shí)別功能，以進(jìn)行大范圍內(nèi)的生產(chǎn)作業(yè)，還會(huì)裝配具有人工肌肉、形狀記憶合金、氫吸附合金、撓性軸與鋼絲繩集束傳動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)的新型驅(qū)動(dòng)器，以使機(jī)器人的作業(yè)能力與人類相當(dāng)，即指、肘、肩和腕各關(guān)節(jié)約需3～300N·m的輸出力矩和30～60r/min的輸入轉(zhuǎn)速；等等。

（4）產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)與生產(chǎn)裝備制造商在基于智能機(jī)器人與自動(dòng)線構(gòu)建的數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上，應(yīng)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和設(shè)備監(jiān)控技術(shù)加強(qiáng)信息管理和服務(wù)——清楚掌握產(chǎn)銷流程、提高生產(chǎn)過程的可控性、剔除生產(chǎn)線上的人工干預(yù)、及時(shí)正確地采集生產(chǎn)線數(shù)據(jù)以及合理的生產(chǎn)計(jì)劃編排和生產(chǎn)進(jìn)度控制，將一切信息匯總到管理系統(tǒng)，并通過管理系統(tǒng)控制整個(gè)工廠的生產(chǎn)作業(yè)。

2. 汽車行業(yè)的驅(qū)動(dòng)橋智能工廠暢想

在未來的驅(qū)動(dòng)橋智能工廠中，總控制中心可根據(jù)市場(chǎng)訂單情況給出生產(chǎn)決策，自動(dòng)調(diào)整產(chǎn)品的庫(kù)存量；中心控制室會(huì)分解出零部件制造計(jì)劃、坯料和刀輔具供應(yīng)詳單，會(huì)根據(jù)分控制室反饋的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、生產(chǎn)完成情況等自動(dòng)做出決定；分控制室會(huì)按中心控制室要求對(duì)轄區(qū)內(nèi)的人員狀況、設(shè)備狀態(tài)、物料供應(yīng)與測(cè)量結(jié)果進(jìn)行綜合分析而做出調(diào)整并回饋中心控制室；車間執(zhí)行層會(huì)按計(jì)劃要求合理有序地調(diào)度相應(yīng)的自動(dòng)線運(yùn)行，并在屏幕上給出每臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行狀況和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況隨時(shí)調(diào)度巡檢人員到出現(xiàn)問題的現(xiàn)場(chǎng)去解決問題，據(jù)設(shè)備故障信息指揮維修人員及時(shí)到出現(xiàn)問題的機(jī)床前等；自動(dòng)線上的智能機(jī)器人會(huì)按車間執(zhí)行層的程序指令完成物料的搬運(yùn)、零件的裝配或產(chǎn)品的檢測(cè)等任務(wù)，數(shù)控機(jī)床會(huì)像人的一只手一樣，抓著刀具或工件，按給定軌跡控制刀具（如車刀、鉆頭、銑刀和砂輪等）或工件沿運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)給，最終加工出符合要求的產(chǎn)品或?qū)崿F(xiàn)應(yīng)有的用途等。

在未來的驅(qū)動(dòng)橋智能工廠中，每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)清晰可見、高度透明：信息和生產(chǎn)組成了一個(gè)密切相關(guān)網(wǎng)絡(luò)（見圖16）。整個(gè)工廠悄然高效地運(yùn)轉(zhuǎn)，智能機(jī)器不僅彼此協(xié)作，還與遍布全球的員工、顧客和客戶以及智能分析動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)作等。

圖16　未來的驅(qū)動(dòng)橋智能工廠的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

參考文獻(xiàn)：

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收稿日期：（20150520）