工艺|智能制造也要补课?基础才是硬道理!
业内常说 , 要想实现工业4.0 , 我们还有很多的课要补 。而工艺虽然是最基础但却是需要最先补的一门课 。
在工厂的生产工序中 , 工艺工作处根本与先导地位 。如果把设备比作工厂的肌肉 , 传感器和网络比作工厂的神经 , 那么工艺则是工厂的灵魂 。因此 , 改进工艺工作势在必行 。
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首先
工艺工作的改进要从精益优化现有工艺开始 , 实施工艺标准化 , 发展工艺精益化 , 研究工艺稳健化 。无论是传统生产方式还是工业4.0下的智能工厂 , 都需要有精益稳定的制造工艺 , 这也是解决目前效率和质量问题的根本途径 。
所谓智能工厂的“智能”是技术人员将一系列的判定因素、逻辑思维 , 根据具体的业务流程进行提炼而产生的 , 与人类的智能不可相提并论 。因此 , 其对制造工艺的要求比传统的生产方式要高很多 , 不完善的工艺在目前的形势下只会促使生产效率低下、产品质量不稳定 , 但在工业4.0环境下 , 不稳定的工艺规程则会出现预测外错误 , 使智能工厂终止运行 , 造成重大损失 。
第二
为使工艺更加精益化、稳健化 , 我们不能再采用依赖实际生产进行的验证方式 , 而是要引入工业4.0的一个重要概念—数字孪生(Digital Twin) 。也就是将现实中的环境与状态 , 在虚拟的数字空间中模拟出来 , 创造一个与真实工厂一模一样的虚拟数字工厂 , 虚拟现实环境 , 对工艺、流程、规划等进行验证、反馈和完善 。无论是加工过程中的细节还是宏观工艺布局规划的运行情况 , 都可以在虚拟的数字工厂中进行验证测试 , 这将极大地提高工作的成熟度 , 节省大量的时间与资源 。
我们在工艺中 , 如铸造、焊接、钣金、机械加工等专业 , 已经开始采用模拟仿真 , 但目前使用的范围还比较局限 , 规范性不达标 , 此后应制定详细计划 , 建立好模拟仿真环境 , 拓展模拟仿真领域 , 使模拟仿真的效果落实实际 , 逐步实现全环境的实时模拟 。
第三
转变工艺思想 。
一切变革最开始都是源于思想的转变 , 传统工艺员的主要工作是编制单一流程的工艺规程 , 在未来 , 工艺技术人员的主要工作将是提炼工艺思考逻辑 , 不断地补充、完善、优化庞大的工艺数据库 , 维护工艺知识数据 , 而实际的工艺设计工作将可能由计算机来完成 。
工艺规程也将不再是单一流程的形式 , 而是多流程离散型的工艺流程 , 在保证产品质量的前提下 , 提高 工艺路线的 灵活性, 从而为智能工厂的决策系统提供尽可能多的选择 , 通过统筹分析各种利弊、因素 , 规划最优路线 。
不合时宜的传统工艺思想也要摒弃 , 例如装夹找正 。在目前的生产工序中 , 机床上的装夹找 正过于浪费时间 , 严重降低了生产效率 。由于机械加工精度的不断提高和机床功能的增多 , 装夹找正问题已经可以通过精密定位夹具和机床的自找正功能实现 。
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第四
研究机器人和快换夹具的应用 。工业4.0的智能化并不意味着完全取代人类 , 而是为了实现人机更深层次协作融合 , 从而达到更高的劳动生产率 。
因此 , 在智能工厂中 , 人的不稳定因素是要被重点消除的 。根据制造业目前的状况想要实现高度的无人自动化生产 , 既不现实 , 也不经济 , 在适合的环节引入机器人 , 是提高稳定性和效率最好的选择 。机器人与快换夹具的配合使用 , 可以适应多品种少批量的生产 , 在保证柔性的情况下提高生产效率与稳定性 。
第五
对现有的各工艺信息系统进行集成 , 实现单一数据源 , 保证互联互通 。
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