苏州思徕笙工业设计有限公司

Suzhou Celetion Industrial Design Co., Ltd.

​​ ​​​​​

 体验创新引领优雅生活

 Experience Innovation Leads an Elegant Lifestyle

工艺改进是智能制造最需要补的课

来源:APS研究会 | 作者:工程师联盟 | 发布时间: 2020-07-29 | 1150 次浏览 | 分享到:
如果说设备是工厂的肌肉，传感器和网络是工厂的神经，那么工艺则是工厂的灵魂。


在工厂的生产全流程相关业务中，工艺工作处于基础与先导地位。如果说设备是工厂的肌肉，传感器和网络是工厂的神经，那么工艺则是工厂的灵魂。因此，改进工艺工作势在必行。
首先，工艺工作的改进要从精益优化现有工艺开始，实行工艺标准化，推广工艺精益化，研究工艺稳健化。无论是传统生产方式还是工业4.0环境下的智能工厂，都需要有精益稳定的制造工艺，这也是解决我们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断因素、思考逻辑，根据具体的业务流程进行提炼而形成的，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状况下只会导致我们的生产效率低下、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，为使工艺精益稳健，我们不能再使用依靠实际生产进行的验证方式，而要引入工业4.0的一个重要概念-数字孪生（Digital Twin），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，但目前使用范围较小，规范性也不够，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，使模拟仿真真正起到效果，逐步实现全环境的实时模拟。

第三，要转变工艺思想。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，在保证产品质量的情况下，使工艺路线尽可能地灵活，以便为智能工厂的决策系统提供尽可能多的选择，通过统筹分析各影响因素，安排最优的路线。不合时宜的传统工艺思想也要摒除，最典型的是装夹找正和入体公差的标注习惯。

在目前的生产过程中，机床上的装夹找正浪费了大量的机床工作时间，严重影响了生产效率。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。

入体公差的标注习惯则是因为过去以普通机床加工为主，为了降低人为加工超差概率，提高产品合格率而采取的手段，这使得产品的实际加工尺寸偏离了正态分布，不利于保证批量产品的质量稳定性。目前数控加工设备已大范围应用，加工精度较以前也大为提高，不必再要求工艺尺寸采用入体公差标注。

第四，研究机器人和快换夹具的应用。工业4.0要实现的智能化并不是要取代人，智能工厂并不是无人工厂，而是为了使人和机器更好地配合，实现更高的劳动生产率。

为此，在智能工厂中，要努力消除人的不稳定因素。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。实现所有业务在统一平台下的运作是工业4.0的重要目标之一，此前我们在信息化建设方面投入了很多资源，尤其是工艺信息化，在各项业务中，工艺信息化的水平是比较高的，但现有的信息化建设缺乏整体的统筹策划，各信息系统相对独立，没有共享信息资源，形成了一个个信息孤岛，对于提升整体业务效率造成了很大障碍。因此，现在需要我们站在公司整体的层面，对工艺信息系统进行统一平台的集成工作，将信息化系统的作用真正发挥出来。

在实现工业4.0的道路上，我们要走的路还很长，要补的课还很多，但这些都不是问题，只要我们抓住机遇，制定切实可行的计划，一步一个脚印地前进，在这一过程中我们就可以提高自己，这样工业4.0也会离我们越来越近。