秦好剛

摘 要： 隨著我國(guó)社會(huì)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(dòng)“中國(guó)制造”逐漸向“中國(guó)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(duì)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(jìng)爭(zhēng)力，跟上時(shí)代發(fā)展的步伐，需優(yōu)化非標(biāo)自動(dòng)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(duì)非標(biāo)自動(dòng)化生產(chǎn)線的優(yōu)化與設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，以便為我國(guó)制造企業(yè)在新時(shí)代的轉(zhuǎn)型發(fā)展提供參考。

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

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

基金項(xiàng)目：自主立項(xiàng)“毛坯車輪自動(dòng)吊裝生產(chǎn)線”（項(xiàng)目編號(hào)：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(dòng)化生產(chǎn)線的優(yōu)化與設(shè)計(jì)中，安全性和穩(wěn)定性直接影響企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)收入。因此，設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)具備前沿設(shè)計(jì)思維，提升非標(biāo)自動(dòng)化生產(chǎn)線的品質(zhì)，持續(xù)增強(qiáng)企業(yè)的總體競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)我國(guó)非標(biāo)自動(dòng)化生產(chǎn)線產(chǎn)業(yè)走向自動(dòng)化、智能化和數(shù)字化。

1 非標(biāo)自動(dòng)化生產(chǎn)線的定義

非標(biāo)自動(dòng)化生產(chǎn)線是根據(jù)我國(guó)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(dòng)化生產(chǎn)線可以根據(jù)客戶的真正需要進(jìn)行個(gè)性化的研究與設(shè)計(jì)。現(xiàn)階段，非標(biāo)化自動(dòng)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(dòng)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(duì)非標(biāo)自動(dòng)化生產(chǎn)線進(jìn)行優(yōu)化與設(shè)計(jì)，以減少非標(biāo)自動(dòng)化生產(chǎn)線的生產(chǎn)成本。一般而言，非標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化的優(yōu)化與設(shè)計(jì)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(xiàng)目，其規(guī)格和形態(tài)極其多樣。目前，我國(guó)大多數(shù)非標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化的生產(chǎn)規(guī)模較小，對(duì)精確性的要求也較高。

2 非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備發(fā)展與特點(diǎn)

2.1 非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備發(fā)展

當(dāng)前，我國(guó)非標(biāo)自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)備和技術(shù)與先進(jìn)國(guó)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(chǎng)需求。另外，一些非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量不高，必須依靠現(xiàn)場(chǎng)的工人進(jìn)行二次處理。某公司設(shè)計(jì)的“自立袋包裝機(jī)”如圖1所示。

2.2 非標(biāo)自動(dòng)化生產(chǎn)線的特點(diǎn)

目前，我國(guó)非標(biāo)自動(dòng)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(jì)藍(lán)圖的繪制、合約的簽訂、設(shè)計(jì)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(guó)的制造業(yè)規(guī)模正在不斷壯大，導(dǎo)致對(duì)自動(dòng)化設(shè)備的數(shù)量和質(zhì)量的需求也在增長(zhǎng)。由于非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備無法進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，因此，大型企業(yè)對(duì)產(chǎn)品的價(jià)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(shí)，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(dòng)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(dòng)強(qiáng)度增加，從而生產(chǎn)效率下降。

3 我國(guó)非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備優(yōu)點(diǎn)

隨著非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備的進(jìn)步，一些傳統(tǒng)的自動(dòng)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(dòng)化設(shè)備。這一進(jìn)程包括逐漸推廣自動(dòng)化生產(chǎn)，獨(dú)立開發(fā)自動(dòng)化設(shè)備，以及全面推廣自動(dòng)化技術(shù)。自動(dòng)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(duì)自動(dòng)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(huì)的需求，并提升自動(dòng)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(dòng)化設(shè)備后對(duì)其生產(chǎn)線進(jìn)行了全面升級(jí)。該企業(yè)引入的非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備包括智能皮帶輸送機(jī)、自動(dòng)洗筐機(jī)和實(shí)時(shí)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(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備能夠滿足自動(dòng)化設(shè)備無法達(dá)到的生產(chǎn)需求。誠(chéng)然，當(dāng)前非標(biāo)自動(dòng)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(dòng)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(dòng)化設(shè)備更注重產(chǎn)品的規(guī)范化和簡(jiǎn)潔化，能夠滿足客戶的個(gè)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(dòng)化生產(chǎn)線流程優(yōu)化與設(shè)計(jì)

4.1 設(shè)計(jì)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(gè)方面來進(jìn)行非標(biāo)自動(dòng)化生產(chǎn)線優(yōu)化。在優(yōu)化前期需要設(shè)定一個(gè)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(jì)的具體步驟，主要涵蓋項(xiàng)目決策的制定、項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、樣機(jī)的制作以及試運(yùn)行。其次，清晰地界定項(xiàng)目執(zhí)行過程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)和操作流程。最后，對(duì)非標(biāo)自動(dòng)化生產(chǎn)線進(jìn)行分析，并對(duì)其成果進(jìn)行總結(jié)，通過定期的報(bào)告來積累項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，從而持續(xù)改進(jìn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。確立了項(xiàng)目設(shè)計(jì)的目標(biāo)后，就要制訂具體的方案設(shè)計(jì)策略，以解決非標(biāo)自動(dòng)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(dòng)化生產(chǎn)線流程優(yōu)化

從宏觀角度考慮，非標(biāo)自動(dòng)化生產(chǎn)線的優(yōu)化主要包括4個(gè)部分：（1）優(yōu)化當(dāng)前企業(yè)的非標(biāo)自動(dòng)化生產(chǎn)線生產(chǎn)步驟，優(yōu)化的重點(diǎn)在于對(duì)企業(yè)的非標(biāo)自動(dòng)化生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)智能的生產(chǎn)管理，并對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化；（2）生產(chǎn)線優(yōu)化也涉及到對(duì)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(shí)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(jì)劃，并預(yù)先安排三天的生產(chǎn)計(jì)劃。在制造任務(wù)的準(zhǔn)備階段，必須確保非標(biāo)自動(dòng)化生產(chǎn)線的環(huán)境，每個(gè)生產(chǎn)班組應(yīng)根據(jù)制造計(jì)劃來做好物料、人力和設(shè)備的準(zhǔn)備。在非標(biāo)自動(dòng)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(dòng)制造、新員工上崗操作還是改變制造流程，都必須在第一時(shí)間確認(rèn)制造的產(chǎn)品[4]。

4.3 提升非標(biāo)自動(dòng)化的可靠性

在進(jìn)行非標(biāo)自動(dòng)化生產(chǎn)線升級(jí)時(shí)，若無法確保生產(chǎn)流程的穩(wěn)定運(yùn)行，就會(huì)增加設(shè)備的問題發(fā)生概率，降低生產(chǎn)效益。設(shè)計(jì)過程對(duì)于保證非標(biāo)自動(dòng)化生產(chǎn)線的可靠性起著關(guān)鍵作用，因此，必須對(duì)其進(jìn)行全面的評(píng)估。應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格執(zhí)行各個(gè)設(shè)備的組成元件的可靠性設(shè)計(jì)規(guī)范，尤其是一些基礎(chǔ)組成元素。在具體的設(shè)計(jì)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(dòng)化的安全性與品質(zhì)。

在挑選常規(guī)元件時(shí)，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(shí)，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(jì)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(jì)需求的材料[5]。

5 非標(biāo)自動(dòng)化生產(chǎn)線發(fā)展方向

5.1 提高設(shè)計(jì)企業(yè)的綜合實(shí)力

企業(yè)的綜合實(shí)力對(duì)非標(biāo)自動(dòng)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(shí)，具備豐富的工作經(jīng)驗(yàn)。在非標(biāo)自動(dòng)化生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)過程中，工程師必須不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行可行性分析

在非標(biāo)化自動(dòng)化設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)師可以利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)進(jìn)行可行性分析，以減少設(shè)計(jì)流程的復(fù)雜性，提升設(shè)計(jì)效率，從而及時(shí)制訂三維設(shè)計(jì)方案，保障非標(biāo)自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)備符合設(shè)計(jì)需求。通過可行性分析來進(jìn)行監(jiān)測(cè)，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(shí)別設(shè)計(jì)的瑕疵，從而對(duì)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(dòng)化生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)過程中，先要確保非標(biāo)自動(dòng)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(jià)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(dòng)化生產(chǎn)線的管理系統(tǒng)，并制定出合理的績(jī)效評(píng)估和激勵(lì)機(jī)制，以降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效益。

6 結(jié)語

我國(guó)非標(biāo)自動(dòng)化生產(chǎn)線的優(yōu)化與設(shè)計(jì)能夠?yàn)槠髽I(yè)帶來可觀的財(cái)務(wù)收益，還有助于滿足客戶的個(gè)性化需求。非標(biāo)自動(dòng)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(yíng)收入。因此，企業(yè)應(yīng)當(dāng)招募非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)計(jì)和工程方面的高級(jí)專業(yè)人才，從而提升非標(biāo)自動(dòng)化生產(chǎn)線的品質(zhì)，持續(xù)增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

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