基于军工制造特点的数字化车间系统构建

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1、基于军工制造特点的数字化车间系统构建[摘要]本文介绍了数字化车间在数字化制造系统中的重要性,分析了军工制造企业打造数字化企业的必要性,提出了建设数字化车间的整体框架,并对数字化车间各功能模块进行详细分析,对军工制造企业建设数字化车间具有一定的借鉴意义。[关键词]数字化;车间;系统;军工;制造doi:10.3969/j.issn.1673-0194.2014.17.035[中图分类号]F270.7;TP315[文献标识码]A[文章编号]1673-0194(2014)17-0059-03数字化制造是传统的制造业依托高性能计算机、网络等高新技术,实

2、现对产品需求分析、产品设计、零件加工制造、产品质量检验以及整个生命周期的数据信息管理、过程控制[1]。数字化车间可以有效降低生产成本、缩短产品研制周期,解决军工制造企业传统生产模式中的瓶颈问题。1对军工特色数字化车间的思考1.1数字化车间概述6数字化车间是指以制造资源、生产操作和产品为核心,将数字化的产品设计数据,在现有实际制造系统的数字化现实环境中,对生产过程进行计算机仿真优化的虚拟制造方式[3]。数字化车间将传统车间的生产系统、工艺设计系统、质量信息系统以及其他管理系统信息集成为DNC、ERP、MES系统,形成自动化制造体系,实现产品的设

3、计、工艺、管理、制造一体化,提高企业生产效率,缩短制造周期,降低生产成本,对企业有非常重要的意义。1.2军工生产企业打造数字化车间的必要性(1)军工企业产品具有批量小、种类多、结构复杂、生产交付节点严格等特点[4],产品依据车间制造能力进行路线划分、资源配置,产品零件分散到各个车间、工位,这对车间的零件调配、设备使用的灵活性提出了更高要求,车间信息不畅通,就会导致生产计划不能按时完成,生产质量也得不到保证,融入信息化技术可以实现产品、物料、工装、刀具等实时数据采集,相关人员通过终端系统可以掌握产品生产、工装、设备的使用情况。(2)军工企业接收

4、紧急任务。军工制造车间可能突然接收一些产品的紧急生产任务,在传统的制造模式下只能停止现有的生产任务,打乱了原有的生产计划安排。引入先进的制造信息平台,可以根据现在车间的生产情况及生产设备的占用情况进行分析,及时准确地评估插入任务对其他生产任务的影响,通过对生产工序进行拆分、合并、外协加工等排产调整,优化车间配置资源,在影响原有生产计划最小的情况下完成插入任务。6(3)军工企业产品要求质量具有可追溯性。军工产品零件质量要求具有可追溯性,传统操作方式是将数据人工记录,这种方式耗时且容易出错;引入条码扫描机、触摸屏、视频系统等信息采集方式后,将每件

5、产品每道工序产生唯一条码,只需扫描条码,即可调出零件相关数据,为相关人员提供动态数据,实现零件可追溯性。(4)军工企业制造资源利用率低。每个产品生产涉及现场操作人员、物料准备、设备准备、刀具准备等,传统制造模式由于信息不够畅通,使部分设备、工装闲置,而另外一些任务排满;通过信息化手段可提高车间现场资源利用率及资源优化配置,管理人员在最短的时间内通过大屏幕、PC终端等显示设备掌握生产现场的情况,以便做出准确的判断,采取有效措施,保证生产任务的顺利完成。(5)军工企业技术文档管理难度大。车间技术文档、产品文档资料多,且很多为秘密材料,管理难度大,

6、需要引进信息化技术进行管理,实现技术文档资料版本的严格控制及方便工人查询浏览。军工企业传统制造模式已经满足不了需求,亟需引进信息化手段、打造数字化车间来解决矛盾。2数字化车间构造2.1数字化车间的整体构架6数字化车间是一个庞大的具有信息化特点的制造系统,是基于传统制造业与信息化技术平台建立起来的,其整体框架如图1所示。2.2数字化车间的模块分析数字化车间以MES生产执行系统为核心,充分利用ERP、PDM等平台,依据车间自身特点,搭建系统应用的软硬件平台,实现设计、工艺、制造一体化的数字化生产模式,数字化车间打造基于以下信息化平台。2.2.1数

7、字化车间MES系统数字化车间打造MES系统,改变了制造企业传统的单一信息采集方式,通过动态采集产品在制造过程中设备占用情况、生产进度、完成质量等数据,并对数据进行整合、分析,形成整体解决方案,确保将信息准确、及时地反馈给相关人员,为任务排产、决策提供依据。2.2.2数字化车间生产管理平台生产管理系统如图2所示,生产计划下达到车间后,车间工位生产信息采集系统将工位资源数据反馈给ERP系统,通过物料计划计算后,生产计划员根据将生产任务下达给相关的工艺、设备管理、物料管理人员,相关人员根据任务的优先级进行准备,生产计划员根据生产计划进行派工,系统具

8、有生产过程监视以及生产调度指挥功能。调度系统的高效运作,避免了车间资源的浪费,缩短了型号产品的研制生产周期。2.2.3制造资源管理平台6制造资源管理模块流程如图3所

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