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工業4.0趨勢下關于工藝工作的思考

2019-10-19 15:13編輯:admin人氣:


  近期,工業4.0成為了一個非常熱門的詞匯,在制造業,乃至IT業、金融業、政界等多個領域都刮起了一場風暴。毋庸置疑,工業4.0必將給我們未來的生活、工作帶來巨大的變革。

  從目前的發展趨勢看,各個國家都在大力推行與工業4.0相關的計劃,我國就提出了中國制造2025,中航工業也組織了一系列會議、論壇,探討如何結合公司自身情況發展工業4.0。工業4.0是德國根據本國的工業發展情況提出的一個概念,經過了多年的精益優化和流程規范,德國工業的數字化、自動化水平達到了較高的高度,普遍可以達到工業3.0的標準。與之相比,我國由于各種歷史原因,工業的發展歷程并不順利,尤其是以航空航天為代表的行業,產品品種多、批量小,工業自動化、數字化水平較低,生產模式以數控單機運行為主,僅能達到工業2.0+的水平。所以,要想實現工業4.0,我們還有很多的課要補。

  在要補的課程中,工藝是最基礎也是需要最先補的一門課。在工廠的生產全流程相關業務中,工藝工作處于基礎與先導地位。工藝決定了產品的生產流程,從而影響了工廠的布局、運行方式和生產組織方式,這些因素共同決定了產品的生產效率和質量。如果說設備是工廠的肌肉,傳感器和網絡是工廠的神經,那么工藝則是工廠的靈魂。因此,改進工藝工作勢在必行。

  首先,工藝工作的改進要從精益優化現有工藝開始,結合AOS(中航工業運營管理體系)的相關要求,按照統一的體系規范,實行工藝標準化,推廣工藝精益化,研究工藝穩健化。無論是傳統生產方式還是工業4.0環境下的智能工廠,都需要有精益穩定的制造工藝,這也是解決我們目前效率和質量問題的根本途徑。所謂智能工廠的智能是技術人員將一系列的判斷因素、思考邏輯,根據具體的業務流程進行提煉而形成的,與人類的智能不可相提并論。因此,其對制造工藝的要求比傳統的生產方式要高很多,不完善的工藝在目前的狀況下只會導致我們的生產效率低下、產品質量不穩定,但在工業4.0環境下,不穩定的工藝規程則會出現預測外錯誤,使智能工廠終止運行,造成重大損失。

  第二,為使工藝精益穩健,我們不能再使用依靠實際生產進行的驗證方式,而要引入工業4.0的一個重要概念數字雙胞胎,就是將現實中的環境與狀態,在虛擬的數字空間中模擬出來,創造一個與真實工廠一模一樣的虛擬數字工廠,虛擬現實環境,對工藝、流程、規劃等進行驗證、反饋和完善。無論是加工過程中的細節還是宏觀工藝布局規劃的運行情況,都可以在虛擬的數字工廠中進行驗證測試,這將極大地提高工作的成熟度,節省大量的時間與資源。我們在工藝中如鑄造、焊接、鈑金、機械加工等專業,已經開始采用模擬仿真,但目前使用范圍較小,規范性也不夠,此后應制定詳細計劃,建立好模擬仿真環境,拓展模擬仿真領域,使模擬仿真真正起到效果,逐步實現全環境的實時模擬。

  第三,要轉變工藝思想。一切變革最開始都是源于思想的轉變,傳統工藝員的主要工作是編制單一流程的工藝規程,在未來,工藝技術人員的主要工作將是提煉工藝思考邏輯,不斷地補充、完善、優化龐大的工藝數據庫,維護工藝知識數據,而實際的工藝設計工作將可能由計算機來完成。工藝規程也將不再是單一流程的形式,而是多流程離散型的工藝流程,在保證產品質量的情況下,使工藝路線盡可能地靈活,以便為智能工廠的決策系統提供盡可能多的選擇,通過統籌分析各影響因素,安排最優的路線。不合時宜的傳統工藝思想也要摒除,最典型的是裝夾找正和入體公差的標注習慣。在目前的生產過程中,機床上的裝夾找正浪費了大量的機床工作時間,嚴重影響了生產效率。由于機械加工精度的不斷提高和機床功能的增多,裝夾找正問題已經可以通過精密定位夾具和機床的自找正功能實現。入體公差的標注習慣則是因為過去以普通機床加工為主,為了降低人為加工超差概率,提高產品合格率而采取的手段,這使得產品的實際加工尺寸偏離了正態分布,不利于保證批量產品的質量穩定性。目前數控加工設備已大范圍應用,加工精度較以前也大為提高,不必再要求工藝尺寸采用入體公差標注。

  第四,研究機器人和快換夾具的應用。工業4.0要實現的智能化并不是要取代人,智能工廠并不是無人工廠,而是為了使人和機器更好地配合,實現更高的勞動生產率。為此,在智能工廠中,要努力消除人的不穩定因素。根據航空制造業目前的狀況想要實現高度的無人自動化生產,既不現實,也不經濟,在適合的環節引入機器人,是提高穩定性和效率最好的選擇。機器人與快換夾具的配合使用,可以適應多品種少批量的生產,在保證柔性的情況下提高生產效率與穩定性。

  第五,對現有的各工藝信息系統進行集成,實現單一數據源,保證互聯互通。實現所有業務在統一平臺下的運作是工業4.0的重要目標之一,此前我們在信息化建設方面投入了很多資源,尤其是工藝信息化,在各項業務中,工藝信息化的水平是比較高的,但現有的信息化建設缺乏整體的統籌策劃,各信息系統相對獨立,沒有共享信息資源,形成了一個個信息孤島,對于提升整體業務效率造成了很大障礙。因此,現在需要我們站在公司整體的層面,對工藝信息系統進行統一平臺的集成工作,將信息化系統的作用真正發揮出來。

  在實現工業4.0的道路上,我們要走的路還很長,要補的課還很多,但這些都不是問題,只要我們抓住機遇,制定切實可行的計劃,一步一個腳印地前進,在這一過程中我們就可以提高自己,這樣工業4.0也會離我們越來越近。

(來源:未知)

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