面向工业4.0的精益生产线设计和实施方法.pdf

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1、论坛FORUM面向工业4.0的精益生产线设计和实施方法DesignandImplementationMethodsofIndustrie4.0OrientedLeanProductionLine中航工业信息技术中心 张伦彦德国的工业4.0为全球制造业描绘出了第四次工业革命的宏伟蓝图：基于赛博-物理系统，建立人机一体的智慧工厂。实施工业4.0的核心问题之一是构建智慧工厂的生产线，即将大量先进技术组织为有机整体，并固化为生产线及管理模式，从而通过大幅提升生产效率，将生产线的精益化水平推向新高峰。慧工厂的生产线，即将大量先进技术赛博-物理系统的时代。对于工业张伦彦组织为有机整体，并固化

2、为生产线及企业而言，工业4.0的特点主要集中中航工业信息技术中心（金航数码）管理模式，从而通过大幅提升生产效在3个方面：副总工程师，主要从事制造执行系统、精率，将生产线的精益化水平推向新高（1）借助网络化实现价值链的益制造、企业信息化等方面的研究，主持和参与了多家航空制造企业的生产管理峰。下文将围绕工业4.0环境中的横向集成。系统建设工作。精益生产线设计和实施方法展开讨自20世纪后期，市场竞争愈发论。复杂和激烈，工业企业不得不加强核心竞争力建设，分包缺乏核心竞争力工业4.0对企业的影响的工作。这种供应链关系使得单一、德国的工业4.0为全球制造业截至20世纪末，工业界已经发大而全的

3、企业逐步瓦解，具有核心竞描绘出了第四次工业革命的宏伟蓝生了3次工业革命，从传统时代逐步争力的企业群逐步形成。供应链的图：基于赛博-物理系统（Cyber-过渡到了蒸汽机时代、电气化时代、发展方向是最优价值链，企业群中新PhysicalSystem，CPS），建立人机一体电子信息技术时代。针对新世纪工加入的企业不仅能够提供更低成本、[1]的智慧工厂（SmartFactory）。实施业企业的发展，德国提出了工业4.0更高质量的产品，还能够提供更完善工业4.0的核心问题之一是构建智的概念，认为第四次工业革命是应用的服务。44航空制造技术·2014年第18期Industrie4.0&Avi

4、ationIndustryArchitecture工业4.0与航空工业架构网络化对于工业企业基于价值这种从虚拟世界到现实世界的加工设备的设置决定了生产线的基链进行横向集成非常重要：网络化纵向集成是实现智慧制造的重要基本形态，因此这方面的设计非常关能够发现更有竞争力的企业，从而帮础，而物联网设备则是支撑这种纵向键，在设计中需要注意以下3方面。助优化价值网络；网络化能够在企集成的核心手段，也是赛博-物理系对于产量足够大的产品，可以单业间快速传递设计、工艺和制造信统的重要组成部分。独为其建线；对于多品种小批量的息，从而支撑协同设计和协同制造；产品，可以将具有相似工艺路线的产网络化能够使

5、得采购和物流过程显精益是生产线永恒的主题品集中于一条生产线上，这就是柔性性化，从而缩短产品的交付周期；网随着科学技术的发展，生产线的生产线。可以不夸张地说，无论批量络化能够统一销售和维护方式，从而硬件设备和技术手段不断更新换代。大小如何，任何产品都可以建线，因降低销售和维护成本。不可否认，硬件设备和技术手段的更为精益生产线设计的本质特点就是（2）借助数字化实现工程链的新换代使得生产线的效率得到了很用小批量生产模拟大批量生产。图信息贯通。大的提升。但同时也应当看到，生产1描述的波音卫星脉动生产线（年产在工业4.0描绘的智慧工厂里，线经常有半数以上的潜能都没有得量仅10多个）就是为小

6、批量产品建[2]数字化定义的产品被快速、准确地转到发挥，其中有生产线设计不合理的线的生动体现。变为实物产品。数字化定义的产品原因，也有实施管理的原因，而这些不能简单地按照初始工艺路线既是智慧工厂的输入，更是实现工业正是精益的最佳用武之地。来配置生产线上的设备，需要适当地4.0的重要前提。产品有着自身的生生产线的设计和实施都应当围调整工艺路线以节省设备投资成本命周期，数字化定义的产品也应当是绕着精益这个主题展开。对于工业和优化生产价值流。比如，将一道工覆盖产品全生命周期的，也就是说在4.0的生产线而言，网络化、数字化、序拆分为多道工序，前面的几道简单包括设计、制造、服务在内的整条工

7、物联网都是服务于精益的技术手段，工序配置低端设备，最后一道复杂工程链上，产品都应当被数字化定义。简单地堆砌这些技术手段很难达到序配置高端设备，从而在生产价值流实现产品数字化定义的最佳手预期的效果，这就如同不从审美出不退化的情况下降低了设备投资成段是使用基于模型定义的技术，基于发，堆砌高档服装达不到理想的衣着本；将多道复杂工序合并，减少高端模型定义的技术可以保证产品的数效果一样。设备的换装时间，从而优化了生产价字化定义信息在整条工程链上被准值流。确、完整地传递。基于模型定义的产工业