關于非標設計及工廠自動化的研究

1、    關于非標設計及工廠自動化的研究    金明來摘要：近些年，企業(yè)用工成本不斷攀升，用自動化設備代替人工操作的智能化生產(chǎn)勢在必行。同時5g技術的應用為實現(xiàn)工廠智能化提供有力支撐。對于如何實現(xiàn)工廠自動化，作者做出一些研究，提出個人觀點。關鍵詞：非標設計  自動化  智能化   5g技術背景：近些年，隨著中國勞動力成本的上升及人口紅利的消失，越來越多的企業(yè)面臨招工難的問題，企業(yè)用工成本持續(xù)增加，同時人工操作也會給產(chǎn)品品質(zhì)帶來不確定性，人工密集型企業(yè)也給管理者帶來考驗，因此用自動化設備代替人工操作的智能化生產(chǎn)勢在必行

2、。很多非標設計公司應運而生，由一兩個人組成的公司數(shù)量不在少數(shù)，交貨期長，設備使用穩(wěn)定性差，可謂魚目混雜。一方面是工廠自動化改善的強大市場需求，另一方面是缺乏行業(yè)標準的非標設計行業(yè)，如何實現(xiàn)供需雙方的有機匹配，讓工廠真正實現(xiàn)智能化生產(chǎn)，仍然需要工廠和非標設計公司共同努力。5g技術的傳輸速度快、低延時、實時聯(lián)網(wǎng)等特點，滿足工業(yè)環(huán)境下的設備互聯(lián)和遠程交互應用需求，已經(jīng)成為支撐智能制造轉(zhuǎn)型的關鍵技術。因此5g技術的應用為實現(xiàn)工廠智能化插上了一雙翅膀。提到工廠自動化不得不提到非標設計，非標設設計是沒有標準可依，根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀量身訂制的，由于無法批量生產(chǎn)，大企業(yè)不愿意做，小規(guī)模企業(yè)容易獲得生存空間。很多

3、公司都是找非標設計公司來對工廠進行自動化改善，強大的市場需求催生出眾多的非標設計公司，其中技術過硬的設計公司普遍存在于日本，德國等合資公司，其價格昂貴國內(nèi)企業(yè)很難承受，有價格優(yōu)勢的國內(nèi)設計公司不少是一兩個人組成的，交貨期推遲，設備使用穩(wěn)定性差，前期方案研討不足導致設備進展不暢乃至中途停止，這些都制約著工廠自動化的進程。非標設計興起于東南沿海，近些年已經(jīng)全國鋪開，不同于傳統(tǒng)的產(chǎn)品設計，每次設計都是全新的設計，對于設計者的創(chuàng)新精神提出很高要求，要求見多識廣，能夠快速做出簡單可行的方案。但不少從業(yè)者認為非標設計沒那么復雜，大道至簡，非標設計也就是振動盤+氣缸+米思米，甚至認為更簡單，三維設計軟件+五

4、金機電城。不過能真正做出一臺好的設備，完全達到用戶自動化的需求仍然不是一件容易的事，需要考慮很多因素。1.工廠各工序總體考慮，節(jié)拍要匹配。不可盲目上自動化，應從工廠的整體考慮。例如，某一工序的自動化改善確實可以提高該工序的效率，但是其他相關工序的還是維持原來的效率，那么改善方案是無效的，單獨某一工序效率的提升，不但沒有提升工廠整體的效率，相反增加了某工序的庫存及物流成本，因此各工序節(jié)拍的匹配尤為重要。應識別最適合做自動化改善、最省人的地方，并識別出最適合做的廠家，讓專業(yè)的廠家做專業(yè)的工作，降低技術風險，降低成本。不停去識別，邊識別邊推進自動化。2.方案前期論證。從工藝的角度對工件產(chǎn)量，生產(chǎn)節(jié)拍

5、，成本回收期進行充分論證，對于會導致設備失效的種種可能進行風險評估，提前避免或準備應對預案。比如關鍵且有風險的過程是否穩(wěn)定可靠，可以做前期驗證試驗，通過后再展開設計。外采購的零部件是否合乎設計要求，能否按時交貨。工件的品種尺寸是否一致，若有變化設備能否通用或者通過簡單調(diào)整兼容。3.企業(yè)應為自動化創(chuàng)造條件。企業(yè)與用戶，非標設計公司共同開發(fā)，降低方案難度，增加設備穩(wěn)定性。比如在工件上增加工藝基準或者約束工件關鍵尺寸，方便定位抓取。 不能因為是甲方就成了甩手掌柜，只是提要求，不提供必要條件。4. 不斷學習新技術，新工藝。新技術的應用可以很好的解決之前的痛點難點問題。例如：在多工位裝配線中之前的方案為

6、：1工序完成裝配后，機械手1抓取工件到2工序，2工序完成裝配后，機械手2抓取工件到3工序，每個機械手均配置獨立的驅(qū)動，對安裝調(diào)試精度要求很高。現(xiàn)在可以將機械手安裝在多滑塊的直線電機上，各個滑塊獨立運動，之前機械安裝精度靠電氣控制既可以保證，大大降低機械安裝調(diào)試的成本。5.簡化方案。最簡單的結(jié)構(gòu)其實是最可靠的，環(huán)節(jié)眾多不僅增加成本，也會增加技術風險。近些年隨著氣動元件的升級，很多旋轉(zhuǎn)，夾緊，抓取等機械動作都可以用氣動元件來實現(xiàn)，很多復合動作都可以由氣缸組合來完成，靠機械結(jié)構(gòu)的保證越來越少，其實有機械聯(lián)動機構(gòu)實現(xiàn)的復合動作不僅安全可靠而且效率高。另外隨著機器人技術的成熟，不少企業(yè)愿意用機器人代替人

7、工操作，從外觀看確實顯得高大上，但是不少地方的應用顯得大材小用，機器人不是萬能的，如果有更簡的方案可以不用機器人。智能化改造不是一蹴而就的，須逐步完成。工廠可以先實現(xiàn)半自動改善，再實現(xiàn)自動化，然后讓各個自動化設備互聯(lián)，實現(xiàn)信息化，產(chǎn)生大數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)分析，5g結(jié)合人工智能技術，實現(xiàn)智能管理。在未來智能工廠生產(chǎn)的環(huán)節(jié)中涉及到物流、上料、倉儲等方案判斷和決策，5g技術能夠為智能工廠提供全云化網(wǎng)絡平臺。精密傳感技術作用于不計其數(shù)的傳感器，在極短時間內(nèi)進行信息狀態(tài)上報，大量工業(yè)級數(shù)據(jù)通過5g網(wǎng)絡收集起來，龐大的數(shù)據(jù)庫開始形成，工業(yè)機器人結(jié)合云計算的超級計算能力進行自主學習和精確判斷，給出最佳解決方案。最終用科學的數(shù)學算法對大數(shù)據(jù)進行分析運算，實現(xiàn)智能化、省人化、可追溯生產(chǎn)。參考文獻：1菲標自動化行業(yè)發(fā)展存在七大阻礙.工業(yè)機器人