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1、欲拟题目:基于MES的刀具管理系统研究及开发一、课题来源及研究目标和意义1.1课题来源本课题来源于南通申菱电器“数字化工厂建设”之刀具管理模块。1.2问题提出及研究目标刀具是企业非常重要的制造资源,随着现代制造技术的不断发展,越来越多的高精度刀具应用到生产加工中,刀具的数量和种类都在不断增加,其特点是数量大、品种繁杂、规格多、精度高,并应用了大量的高新技术。刀具的性能与质量直接影响到能否顺利加工出所要求的合格产品,影响到加工节拍和生产效率,工件的尺寸、形状、位置精度、表面形貌都与刀具有关,而能否按时和保证质量地将调整或修磨好的刀具提供给生产线又将直接关系到生产能否正常持续地进行下去,特别是
2、在实施精益生产的生产线上,中间在制品及缓冲区很少,因而一把关键的刀具特别是非标刀具如不能按时供应,会造成整条机加工生产线停产,而没有应急措施或不能对此快速反应,甚至可能造成总成装配线的停产。据山特维克公司统计,16%的计划作业停止是由于缺乏刀具造成,机床操作人员20%的时间花费在查找刀具上。随着车间数控设备的数量以及新产品种类的不断增加,传统的仅仅凭技术人员的工作经验、到车间现场查找刀具的传统管理方法已经无法满足生产的需要。现代化的生产工艺迫切需要采用先进的刀具管理方法实现加工刀具的科学管理。近年来,国内外开发了多种刀具管理系统,但其中大多数主要只解决刀具的库存、借入、借出等简单信息的计算
3、机管理,无法跟踪管理每个刀具在整个使用过程中的实时状态和信息,无法给出诸如生产线上哪些刀具正在运行、刀具的在现场使用状态、累计加工时间等信息,不能在工艺制定时优化出最佳的加工刀具,不能针对加工要求自动优化出最佳的切削参数,不能充分发挥数字化生产线的效益。理想的刀具管理模式应该涵盖刀具规划、采购、物流、调整、刃磨、修理、现场技术支持、加工问题分析和解决、刀具优化和刀具成本控制等多方面内容,有一套完善的体系来运作和控制,以期达到预定的目标,涉及到企业管理、质量管理、物流管理、刀具技术、制造工程、信息与数据库技术、财务与成本控制、人力资源管理等多个方面的工作,是一个系统性的问题。针对以上问题,我
4、们拟开发一套刀具管理系统,以刀具准备计划,刀具优选,切削参数优化为核心,开发一套面向刀具全生命周期的刀具管理系统。欲实现的刀具管理系统功能模块如下:二.国内外研究现状1、刀具管理系统方面从世界范围看,奥地利的咨询管理公司最早在1996年开展了系统性较强的刀具管理外包服务,至今刀具管理服务已形成一定的规模。已经有一些发展比较成熟的刀具管理系统,比较典型的如TDMSystem(ToolDataManagementSystem)、KATMS(KennametalAutomatedToolManagementSolutions)、eTMS(EnterpriseToolManagementSoftw
5、are)等。在刀具管理系统应用方面,国内的李毅、杨晓等从加工费用角度,分析了刀具对生产效率的影响达20%~30%;达世亮、张书桥等,从发动机制造业的角度,分析了刀具管理的模式、重要性以及复杂性等。在刀具管理系统平台方面,国内大部分研究也着眼于刀具管理系统的某一方面,如刀具参数数据库、刀具调度、刀具寿命等相关课题。较为系统地研究刀具管理系统的有西北工业大学,对刀具全寿命周期管理进行了研究;河北科技大学也对基于Web网络平台的刀具管理系统的模型做了一定的研究;上海交通大学提出了基于B/S结构的刀具管理,该系统以一家烟草企业现有刀具库为基础,通过企业内部局域网以及与ERP和PDM的数据接口实现了
6、与ERP/PDM的信息集成与整合,从软件实现方面介绍了烟草刀具管理系统。2、刀具优化选择方面刀具选择是切削加工中非常关键的一个组成部分,它不仅直接关系到零件加工的表面质量,还会影响到整个零件加工的成本和效率.一般来说,刀具的智能选择主要包括:刀具类型选择、刀具材料选择和刀具几何参数确定.国内外学者对刀具的优化选择作了很多研究, LimT,CorneyJ,RitchieJM等在考虑一系列3D体积或2D轮廓的基础上提出了一种确定理论最优刀具组合的方法,EdalewKO,AbdallaHS,NashRJ等在并行工程环境下提出了一种基于计算机的切削工艺及刀具自动选择的智能系统. Maropoulo
7、sPG,AlaminB等将刀具寿命预测和管理整合到刀具自动选择系统中,并在此基础上提出了刀具的选择和换刀策略。纵观这些方法,他们都在不同程度上实现了刀具的智能化选择,但是在刀具的选择过程中要求设计者具有很丰富的经验和很强的专业知识,具有一定的局限性。3、切削参数优化方面自从1907年TAYLOR提出切削参数的优化问题以来,世界各地的学者对于该问题的研究从没有间断过,并且在理论上取得了一系列重要的进展,建立了数以十计的优化