非標自動化生產線的優(yōu)化與設計

秦好剛

摘 要： 隨著我國社會經濟的變革和進步，現(xiàn)代科技如大數(shù)據、人工智能等的普遍運用，從而推動“中國制造”逐漸向“中國智造”的方向邁進。商品更新迭代的速度不斷提升，在這種大環(huán)境的轉變對傳統(tǒng)制造業(yè)的生存和發(fā)展產生了深遠影響。為了提升企業(yè)的綜合競爭力，跟上時代發(fā)展的步伐，需優(yōu)化非標自動化生產流程，其中實現(xiàn)流程標準化作業(yè)是一種行之有效的手段。因此，針對非標自動化生產線的優(yōu)化與設計進行分析，以便為我國制造企業(yè)在新時代的轉型發(fā)展提供參考。

關鍵詞： 非標自動化 生產線 優(yōu)化設計 制造

中圖分類號： S611文獻標識碼： A文章編號： 1679-3567（2024）03-0026-03

基金項目：自主立項“毛坯車輪自動吊裝生產線”（項目編號：Xsh-y-21-06）。

Optimization and Design of Non-Standard Automatic Production Lines

QIN Haogang

Harbin Xingsheng Automation Equipment Manufacturing Co.， Ltd.， Harbin， Heilongjiang Province， 150000 China

Abstract： With the transformation and progress of Chinas social economy， and the widespread use of modern technologies such as big data and artificial intelligence， we will push "Made in China" to move gradually towards the direction of "Intelligent Manufacturing in China". The speed of product updates and iterations is constantly increas‐ing， and the transformation of the general environment has had a profound impact on the survival and development of the traditional manufacturing industry. In order to enhance the comprehensive competitiveness of enterprises to keep up with the pace of the times， it is necessary to optimize the non-standard automatic production process， in which achieving the standardized operation of the process is an effective means. Therefore， this paper analyzes the optimization and design of non-standard automatic production lines， in order to provide reference for the transfor‐mation and development of Chinas manufacturing enterprises in the new era.

Key Words： Non-standard automation； Production line； Optimal design； Manufacture

在非標自動化生產線的優(yōu)化與設計中，安全性和穩(wěn)定性直接影響企業(yè)的生產運營收入。因此，設計師應當具備前沿設計思維，提升非標自動化生產線的品質，持續(xù)增強企業(yè)的總體競爭力，推動我國非標自動化生產線產業(yè)走向自動化、智能化和數(shù)字化。

1 非標自動化生產線的定義

非標自動化生產線是根據我國的行業(yè)標準，由各種尺寸的單元設備組建出來的生產線。非標自動化生產線可以根據客戶的真正需要進行個性化的研究與設計。現(xiàn)階段，非標化自動化生產線主要應用于汽車加工、組裝、運輸以及電子產品等行業(yè)。非標自動化生產線擁有獨立的設備，可實現(xiàn)精確定制化，可生產一次性利用的、單獨的產品模型。

相關企業(yè)需要對非標自動化生產線進行優(yōu)化與設計，以減少非標自動化生產線的生產成本。一般而言，非標準自動化的優(yōu)化與設計是根據企業(yè)的具體狀況和生產需求進行的，其是一種定制化的項目，其規(guī)格和形態(tài)極其多樣。目前，我國大多數(shù)非標準自動化的生產規(guī)模較小，對精確性的要求也較高。

2 非標自動化設備發(fā)展與特點

2.1 非標自動化設備發(fā)展

當前，我國非標自動化生產線設備和技術與先進國家相比仍有一定差距，總體質量還需要進一步提升。在設備的制造過程中，大多設備是由海外公司生產，或與知名制造商合作生產。這種方法難以滿足當前的市場需求。另外，一些非標自動化設備所生產的產品質量不高，必須依靠現(xiàn)場的工人進行二次處理。某公司設計的“自立袋包裝機”如圖1所示。

2.2 非標自動化生產線的特點

目前，我國非標自動化設備生產尚未制定科學的指南和標準，零部件的制作、設計藍圖的繪制、合約的簽訂、設計藍圖的確認等步驟都必須依照企業(yè)具體需求進行規(guī)劃[1]。近年來，我國的制造業(yè)規(guī)模正在不斷壯大，導致對自動化設備的數(shù)量和質量的需求也在增長。由于非標自動化設備無法進行大規(guī)模生產，因此，大型企業(yè)對產品的價值有著更高的期望，而小型企業(yè)則有更多的生存空間。然而，由于成本過高、人力資源匱乏等問題，在保障質量的同時，很難實現(xiàn)盈利的最大化。在這種情況下，一些制造業(yè)選擇采用半自動化設備，由人力來執(zhí)行一些復雜的步驟，導致員工的勞動強度增加，從而生產效率下降。

3 我國非標自動化設備優(yōu)點

隨著非標自動化設備的進步，一些傳統(tǒng)的自動化生產方式無法適應特定的產品需求，很多生產企業(yè)開始優(yōu)化非標自動化設備。這一進程包括逐漸推廣自動化生產，獨立開發(fā)自動化設備，以及全面推廣自動化技術。自動化非標準設備的引入既提升了產品的全面性，也優(yōu)化了公司的制造效益。然而，還需對自動化非標準設備的構造進行適應性改進，以滿足當前社會的需求，并提升自動化非標準設備的制造效益以及產品質量。例如：某知名鹵制品生產企業(yè)，在引入非標自動化設備后對其生產線進行了全面升級。該企業(yè)引入的非標自動化設備包括智能皮帶輸送機、自動洗筐機和實時數(shù)據監(jiān)控系統(tǒng)等。這些設備的應用使該企業(yè)的生產流程更加優(yōu)化、高效和可控，具體如圖2所示。

在實際生產環(huán)境下，非標自動化生產設備能夠滿足自動化設備無法達到的生產需求。誠然，當前非標自動化生產線設備還存在很多缺陷，相較于一般的機械自動化設備，其生產效率也不高。然而，在機械和程序房間的布局上，非標自動化設備更注重產品的規(guī)范化和簡潔化，能夠滿足客戶的個性化的定制需求，因此，其更常被應用于定制型的產品加工[2]。

4 非標自動化生產線流程優(yōu)化與設計

4.1 設計目標和思路

企業(yè)需要從人力、設備、原材料、工藝和環(huán)境等各個方面來進行非標自動化生產線優(yōu)化。在優(yōu)化前期需要設定一個明確的優(yōu)化目標，具體如下。

首先，詳細規(guī)劃并優(yōu)化流程設計的具體步驟，主要涵蓋項目決策的制定、項目的設計、樣機的制作以及試運行。其次，清晰地界定項目執(zhí)行過程中的每一個環(huán)節(jié)和操作流程。最后，對非標自動化生產線進行分析，并對其成果進行總結，通過定期的報告來積累項目的經驗，從而持續(xù)改進項目的設計。確立了項目設計的目標后，就要制訂具體的方案設計策略，以解決非標自動化生產線設備生產過程中可能出現(xiàn)的問題[3]。

4.2 非標自動化生產線流程優(yōu)化

從宏觀角度考慮，非標自動化生產線的優(yōu)化主要包括4個部分：（1）優(yōu)化當前企業(yè)的非標自動化生產線生產步驟，優(yōu)化的重點在于對企業(yè)的非標自動化生產線實現(xiàn)智能的生產管理，并對企業(yè)的生產運營系統(tǒng)進行優(yōu)化；（2）生產線優(yōu)化也涉及到對企業(yè)的生產管理部門現(xiàn)存組織模式的優(yōu)化；（3）在制定和開發(fā)生產流程的過程中，必須嚴格遵循相關規(guī)定來規(guī)劃生產步驟，同時根據企業(yè)的具體生產需求來撰寫生產任務指南；（4）應根據企業(yè)的訂單和實際的銷售需求，來制訂科學且合理的生產計劃，并預先安排三天的生產計劃。在制造任務的準備階段，必須確保非標自動化生產線的環(huán)境，每個生產班組應根據制造計劃來做好物料、人力和設備的準備。在非標自動化生產線的首批產品的確認階段，無論是工作班組啟動制造、新員工上崗操作還是改變制造流程，都必須在第一時間確認制造的產品[4]。

4.3 提升非標自動化的可靠性

在進行非標自動化生產線升級時，若無法確保生產流程的穩(wěn)定運行，就會增加設備的問題發(fā)生概率，降低生產效益。設計過程對于保證非標自動化生產線的可靠性起著關鍵作用，因此，必須對其進行全面的評估。應當嚴格執(zhí)行各個設備的組成元件的可靠性設計規(guī)范，尤其是一些基礎組成元素。在具體的設計流程中，必須遵循相關標準，以增強設備的安全性，并且有效處理焊接部位的缺陷、材料的分布不平衡等情況，進一步提升非標自動化的安全性與品質。

在挑選常規(guī)元件時，要全面考慮其是否符合總體設備的預期使用年限，所有組成部分的使用年限是否不足。當環(huán)境條件改變時，需要再次考慮元件的使用年限、相關協(xié)作元件的匹配度，以提升所有元件的功效。不僅要考慮設備和零部件的使用壽命，還需要在生產制造過程中嚴格遵守設計規(guī)范。特別是在原材料和特殊工藝方面，在生產過程中必須嚴格選擇滿足設計需求的材料[5]。

5 非標自動化生產線發(fā)展方向

5.1 提高設計企業(yè)的綜合實力

企業(yè)的綜合實力對非標自動化未來的發(fā)展起著關鍵作用，企業(yè)的綜合實力的優(yōu)劣主要取決于工程師的綜合素質和能力。企業(yè)的機械和電氣工程師必須掌握扎實的機電一體化基礎知識，具備豐富的工作經驗。在非標自動化生產線的設計過程中，工程師必須不斷優(yōu)化設計細節(jié)，以提升設備的穩(wěn)定性，方便員工的操作和后期的保養(yǎng)。設計師和工程師需要在日常工作中不斷提高創(chuàng)新技巧，培養(yǎng)終身學習的能力，不斷提升自我的綜合素質，從而增強企業(yè)的整體實力。

5.2 計算機輔助設計軟件進行可行性分析

在非標化自動化設計過程中，設計師可以利用計算機輔助設計進行可行性分析，以減少設計流程的復雜性，提升設計效率，從而及時制訂三維設計方案，保障非標自動化生產線設備符合設計需求。通過可行性分析來進行監(jiān)測，確定主要負荷部分的強弱度是否達到技術要求，從而確認軸承等零件的耐久性?？尚行苑治鲇兄谧R別設計的瑕疵，從而對其進行優(yōu)化，避免在制造流程中造成無法彌補的損害。

5.3 降低生產成本，提高生產效益

在非標自動化生產線的設計過程中，先要確保非標自動化設備的功能性，然后再考慮其經濟效益。在確保所有元件能夠穩(wěn)定運行的基礎上，應選擇最經濟的標準件，以確保產品的性價比和普適性，并在設備的維修過程中減少成本。此外，企業(yè)需要持續(xù)優(yōu)化非標自動化生產線的管理系統(tǒng)，并制定出合理的績效評估和激勵機制，以降低生產成本，提高生產效益。

6 結語

我國非標自動化生產線的優(yōu)化與設計能夠為企業(yè)帶來可觀的財務收益，還有助于滿足客戶的個性化需求。非標自動化生產線的安全性和穩(wěn)定性直接影響到企業(yè)的生產運營收入。因此，企業(yè)應當招募非標自動化設計和工程方面的高級專業(yè)人才，從而提升非標自動化生產線的品質，持續(xù)增強企業(yè)的競爭力。

參考文獻

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[5]于鵬.非標自動化設備設計中氣動傳動控制系統(tǒng)的應用[J].模具制造，2023，23（10）：163-165.