賀瑞鵬，陳琦

(益陽橡膠塑料機(jī)械集團(tuán)有限公司，湖南 益陽 413000)

企業(yè)數(shù)字化制造系統(tǒng)的實施與應(yīng)用淺析

Implementation and application of enterprise digital manufacturing system

賀瑞鵬，陳琦

(益陽橡膠塑料機(jī)械集團(tuán)有限公司，湖南 益陽 413000)

通過以國家信息技術(shù)應(yīng)用支撐“倍增計劃”項目重大橡膠機(jī)械出口制造基地數(shù)字化制造信息系統(tǒng)建設(shè)為背景，分析了企業(yè)在實施數(shù)字化制造系統(tǒng)前生產(chǎn)現(xiàn)場存在的問題，并就數(shù)字化制造系統(tǒng)在企業(yè)的實施及應(yīng)用效果作了簡單的分析。

數(shù)字化；制造系統(tǒng)

隨著工業(yè)4.0時代的到來，以物聯(lián)網(wǎng)、云計算等為代表的新一代信息技術(shù)給工業(yè)自動化帶來新的挑戰(zhàn)。尤其是在當(dāng)前國內(nèi)外市場需求增速放緩，以及美國對華“雙反”政策實施的形勢下，橡機(jī)企業(yè)面臨的挑戰(zhàn)更加復(fù)雜、艱巨。加速推進(jìn)工業(yè)化、信息化“兩化”融合進(jìn)程，利用信息技術(shù)改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，對企業(yè)強(qiáng)本固基、降本增效、破解橡機(jī)企業(yè)目前面臨的困局具有重要意義。

1 數(shù)字化制造系統(tǒng)的組成

數(shù)字化制造信息系統(tǒng)由計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、應(yīng)用軟件系統(tǒng)和數(shù)控加工系統(tǒng)四大部分組成。參見圖1、圖2。

圖1 數(shù)字化制造信息系統(tǒng)示意圖

2 系統(tǒng)實施前生產(chǎn)現(xiàn)場存在的問題分析

公司產(chǎn)品加工精度要求較高，零部件噸位較大，公司新增了大批大型關(guān)鍵數(shù)控加工設(shè)備，隨著數(shù)控設(shè)備數(shù)量的增加，主要帶來如下四大問題：

2.1 程序通訊方面存在的問題

（1）信息孤島不利于設(shè)備高效管理。企業(yè)數(shù)控設(shè)備分布相對分散，且設(shè)備進(jìn)場時間不一，各臺數(shù)控設(shè)備都是單機(jī)獨立，通訊軟件及方式相互不兼容，傳輸效率低，各臺數(shù)控設(shè)備之間加工程序數(shù)據(jù)共享、交流困難，每臺數(shù)控設(shè)備成為一個事實上的信息孤島。

（2）設(shè)備故障頻現(xiàn)維修成本增加。用電腦傳輸程序，頻繁的熱插拔導(dǎo)致機(jī)床與計算機(jī)數(shù)據(jù)物理接口易燒壞，維修成本增加。

（3）程序存儲空間小導(dǎo)致重復(fù)勞動量大。部分出廠日期較早的數(shù)控設(shè)備，存儲器存儲空間有限，大量的加工程序需要反復(fù)刪除和重新輸入，效率低，容易出錯，嚴(yán)重影響了機(jī)床的生產(chǎn)效率。

2.2 程序管理方面存在的問題

（1）程序管理分散導(dǎo)致知識共享困難?？刂瞥绦驔]有集中管理，因為傳輸不便，許多程序都是由操作人員在機(jī)床控制面板上手工輸入，這種方式機(jī)械而繁瑣，工作效率低，且隨著經(jīng)驗豐富的操作人員離職，其編制的程序也將流失，不利于知識積累與共享。

圖2 數(shù)字化制造系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

（2）程序隔離存放，與工序不對應(yīng)。雖然有些程序保存在計算機(jī)上，但這些程序與工藝卡、模型圖、刀具清單之間是隔離存放的，并沒有建立直接的對應(yīng)關(guān)系，時間久了，當(dāng)操作人員調(diào)用該程序時，需要反復(fù)對照，才能明確每個程序與其加工零部件的對應(yīng)關(guān)系。

（3）程序管理權(quán)限混亂，追責(zé)困難。沒有流程管理和權(quán)限管理，程序的修改隨意性較大，出了問題很難將責(zé)任落實到具體的操作員。

2.3 程序編輯與驗證方面存在的問題

大部分編程員缺少數(shù)值處理、模擬仿真、版本比較等專用軟件，編程效率低下，且程序容易出錯。再加上機(jī)床操作人員沒有程序軌跡預(yù)演練工具，零部件加工批量報廢的風(fēng)險較高。

2.4 機(jī)床監(jiān)控方面存在的問題

因規(guī)劃布置及歷史原因，機(jī)床在位置上具有較大的地理分散性，導(dǎo)致生產(chǎn)及設(shè)備管理部門不能及時得到生產(chǎn)設(shè)備的實時生產(chǎn)狀況，難以做出科學(xué)的生產(chǎn)管理計劃，極大地影響了數(shù)控設(shè)備加工能力的最大化發(fā)揮；再加上與機(jī)床配套的刀具數(shù)量大、規(guī)格多、使用頻繁、損耗率高，對刀具缺少行之有效的管理手段，直接影響到企業(yè)的制造成本。

3 數(shù)字化制造系統(tǒng)的實施及效果

3.1 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實施應(yīng)充分考慮計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的先進(jìn)性、可擴(kuò)充性、實用性、穩(wěn)定性、可管理性、安全性等原則，并可為企業(yè)各信息點提供各種服務(wù)，包括聲音、視頻、圖文等各種復(fù)雜數(shù)據(jù)。

企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有以下特點：以千兆以太網(wǎng)技術(shù)作為網(wǎng)絡(luò)骨干；網(wǎng)絡(luò)核心采用高性能的三層交換技術(shù)；桌面終端采用100 Mbase-Tx接入方式；端到端的QoS；全面有效的網(wǎng)絡(luò)安全保障；提供豐富的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，實現(xiàn)廣泛的硬、軟件資源共享。

3.2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

采用了以電子技術(shù)、傳感器技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的安全防范技術(shù)的器材設(shè)備組建視頻監(jiān)控系統(tǒng)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用攝像機(jī)對車間機(jī)床進(jìn)行實時監(jiān)控，實現(xiàn)了機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)全方位防護(hù)，重要出入口、機(jī)床均能處于安防系統(tǒng)的管理范圍之內(nèi)，電視監(jiān)控可以不間斷錄像，錄像時間可以保存10天以上，系統(tǒng)的硬盤錄像主機(jī)具有圖像處理功能，能多畫面實時顯示圖像及1/4/9/16畫面分割功能，對所采集的圖像先進(jìn)行模轉(zhuǎn)換后壓縮，最后存儲在硬盤內(nèi)，回放時既可回放多路圖像，也可以只回放某一路圖像，能在一臺顯示器上同時顯示多個畫面，無需進(jìn)行頻繁切換就能直觀地監(jiān)看圖像。該系統(tǒng)支持報警聯(lián)動，可以自動切換監(jiān)控畫面，并同時進(jìn)行錄像。通過對生產(chǎn)車間的遠(yuǎn)程監(jiān)控，管理人員能過該監(jiān)控系統(tǒng)可以對整個生產(chǎn)車間的情況有了詳細(xì)了解，圖像傳輸系統(tǒng)工作穩(wěn)定，圖像清晰。

3.3 應(yīng)用軟件系統(tǒng)

應(yīng)用軟件系統(tǒng)由CAM/CAPP/DNC等軟件構(gòu)成，實現(xiàn)了數(shù)控代碼的快速生成、數(shù)控加工設(shè)備的統(tǒng)一管理、加工工藝流程的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，增強(qiáng)了加工柔性，提高了制造效率。對生產(chǎn)過程的監(jiān)控、管理具有很大的輔助作用，使數(shù)控程序的管理規(guī)范化、系統(tǒng)化，數(shù)控加工設(shè)備與信息系統(tǒng)集成的網(wǎng)絡(luò)化管理控制，可以將程序編輯、仿真、管理等生產(chǎn)輔助任務(wù)在計算機(jī)端快速高效地完成，提高機(jī)床的有效利用率。同時，該系統(tǒng)專業(yè)的程序模擬仿真以及規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)?shù)某绦蚬芾恚殉绦蝈e誤最大程度地消除在虛擬環(huán)境中，從而完全避免因程序錯誤而出現(xiàn)批次報廢的情況，降低了零件的廢品率，從管理手段與措施上使產(chǎn)品質(zhì)量有了根本的保障。

3.4 數(shù)控加工系統(tǒng)

數(shù)控加工系統(tǒng)是數(shù)字化制造的核心。新增的數(shù)控設(shè)備大多是根據(jù)重大橡膠機(jī)械加工的要求，由企業(yè)定制生產(chǎn)并參與設(shè)計。其中大型雙龍門銑床實現(xiàn)了數(shù)控磨銑的復(fù)合，臥式深孔鉆組合機(jī)床采用外排屑鉆削法實現(xiàn)了深孔鉆與銑削的復(fù)合。通過這種功能的集成，為企業(yè)節(jié)省了設(shè)備投資和廠房用地。同時，數(shù)控加工系統(tǒng)提高了加工精度，簡化了工藝操作流程，提高了加工效率，縮短了加工周期，從而降低了制造成本。

4 結(jié)束語

數(shù)字化制造系統(tǒng)的實施，促進(jìn)了企業(yè)先進(jìn)制造模式的建立，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，提升了企業(yè)核心競爭力，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益，為企業(yè)迎接工業(yè)4.0時代的挑戰(zhàn)奠定了良好的基礎(chǔ)。

[1] 李明浩.企業(yè)DNC系統(tǒng)應(yīng)用.CAD/CAM與制造業(yè)信息化，2012，（1～2）:91～92.

[2]惠偉.數(shù)字化制造方案應(yīng)用.新技術(shù)新工藝，2010，（6）,47～48.

[3]尚德波.面向加工車間的網(wǎng)絡(luò)數(shù)控操作平臺研究與設(shè)計.制造業(yè)自動化，2009,31（8），108～110.

NUSIL開發(fā)出高強(qiáng)度硅橡膠

2015年12月，NuSil Technology公司開發(fā)出一種新型鉑硫化硅橡膠，它是一種高強(qiáng)度、低硬度、高伸長率材料，同時還保持了良好的滯后或拉伸永久變形。這種綜合性能拓展了高性能醫(yī)用領(lǐng)域的設(shè)計范圍，如球囊導(dǎo)管，該產(chǎn)品要求球囊必須易于充氣，不破裂，而且必須能夠完全放氣以便于取出。該產(chǎn)品的拉伸強(qiáng)度比市場上的現(xiàn)有硅橡膠高50%，同時具有良好的綜合材料性能，柔軟，易彎曲，有助于大幅改進(jìn)醫(yī)用器械的設(shè)計。

燕豐供稿

大日本印刷公司開發(fā)出吸附性低強(qiáng)度高的包裝薄膜

2015年12月，大日木印刷公司開發(fā)出一種吸附性低強(qiáng)度高的包裝薄膜。使用該薄膜可有效抑制吸附藥品和化妝品等含有的有效藥物成分和香氣成分。該包裝材料是運(yùn)用該公司的薄膜制備技術(shù)和層壓技術(shù)制備而成，它具備在控制薄膜吸附性低的同時，薄膜的密封性能還比以往的聚丙烯腈薄膜高2～3倍，具有用途多樣化及可以適用于各種包裝形態(tài)的優(yōu)點。

燕豐供稿

TQ330.493

1009-797X(2016)03-0054-03

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.03.013

賀瑞鵬（1983-），男，畢業(yè)于鄭州大學(xué)信息管理專業(yè)，學(xué)士學(xué)位，計算機(jī)工程師，現(xiàn)從事科技規(guī)劃管理工作。

2015-08-27