智能制造需要改進(jìn)工藝

       行業(yè)內(nèi)常說(shuō)，要想實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0，我們還有很多的課要補(bǔ)。在要補(bǔ)的課程中，工藝是最基礎(chǔ)也是需要最先補(bǔ)的一門(mén)課。

??在工廠的生產(chǎn)全流程相關(guān)業(yè)務(wù)中，工藝工作處于基礎(chǔ)與先導(dǎo)地位。如果說(shuō)設(shè)備是工廠的肌肉，傳感器和網(wǎng)絡(luò)是工廠的神經(jīng)，那么工藝則是工廠的靈魂。因此，改進(jìn)工藝工作勢(shì)在必行。

??首先，工藝工作的改進(jìn)要從精益優(yōu)化現(xiàn)有工藝開(kāi)始，實(shí)行工藝標(biāo)準(zhǔn)化，推廣工藝精益化，研究工藝穩(wěn)健化。無(wú)論是傳統(tǒng)生產(chǎn)方式還是工業(yè)4.0環(huán)境下的智能工廠，都需要有精益穩(wěn)定的制造工藝，這也是解決我們目前效率和質(zhì)量問(wèn)題的根本途徑。

??所謂智能工廠的“智能”是技術(shù)人員將一系列的判斷因素、思考邏輯，根據(jù)具體的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行提煉而形成的，與人類(lèi)的智能不可相提并論。因此，其對(duì)制造工藝的要求比傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式要高很多，不完善的工藝在目前的狀況下只會(huì)導(dǎo)致我們的生產(chǎn)效率低下、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，但在工業(yè)4.0環(huán)境下，不穩(wěn)定的工藝規(guī)程則會(huì)出現(xiàn)預(yù)測(cè)外錯(cuò)誤，使智能工廠終止運(yùn)行，造成重大損失。

??第二，為使工藝精益穩(wěn)健，我們不能再使用依靠實(shí)際生產(chǎn)進(jìn)行的驗(yàn)證方式，而要引入工業(yè)4.0的一個(gè)重要概念-數(shù)字孿生（Digital Twin），就是將現(xiàn)實(shí)中的環(huán)境與狀態(tài)，在虛擬的數(shù)字空間中模擬出來(lái)，創(chuàng)造一個(gè)與真實(shí)工廠一模一樣的虛擬數(shù)字工廠，虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，對(duì)工藝、流程、規(guī)劃等進(jìn)行驗(yàn)證、反饋和完善。無(wú)論是加工過(guò)程中的細(xì)節(jié)還是宏觀工藝布局規(guī)劃的運(yùn)行情況，都可以在虛擬的數(shù)字工廠中進(jìn)行驗(yàn)證測(cè)試，這將極大地提高工作的成熟度，節(jié)省大量的時(shí)間與資源。

??我們?cè)诠に囍腥玷T造、焊接、鈑金、機(jī)械加工等專(zhuān)業(yè)，已經(jīng)開(kāi)始采用模擬仿真，但目前使用范圍較小，規(guī)范性也不夠，此后應(yīng)制定詳細(xì)計(jì)劃，建立好模擬仿真環(huán)境，拓展模擬仿真領(lǐng)域，使模擬仿真真正起到效果，逐步實(shí)現(xiàn)全環(huán)境的實(shí)時(shí)模擬。

??第三，要轉(zhuǎn)變工藝思想。一切變革最開(kāi)始都是源于思想的轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)工藝員的主要工作是編制單一流程的工藝規(guī)程，在未來(lái)，工藝技術(shù)人員的主要工作將是提煉工藝思考邏輯，不斷地補(bǔ)充、完善、優(yōu)化龐大的工藝數(shù)據(jù)庫(kù)，維護(hù)工藝知識(shí)數(shù)據(jù)，而實(shí)際的工藝設(shè)計(jì)工作將可能由計(jì)算機(jī)來(lái)完成。

??工藝規(guī)程也將不再是單一流程的形式，而是多流程離散型的工藝流程，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的情況下，使工藝路線盡可能地靈活，以便為智能工廠的決策系統(tǒng)提供盡可能多的選擇，通過(guò)統(tǒng)籌分析各影響因素，安排最優(yōu)的路線。

??不合時(shí)宜的傳統(tǒng)工藝思想也要摒除，最典型的是裝夾找正和入體公差的標(biāo)注習(xí)慣。

??在目前的生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)床上的裝夾找正浪費(fèi)了大量的機(jī)床工作時(shí)間，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率。由于機(jī)械加工精度的不斷提高和機(jī)床功能的增多，裝夾找正問(wèn)題已經(jīng)可以通過(guò)精密定位夾具和機(jī)床的自找正功能實(shí)現(xiàn)。

??入體公差的標(biāo)注習(xí)慣則是因?yàn)檫^(guò)去以普通機(jī)床加工為主，為了降低人為加工超差概率，提高產(chǎn)品合格率而采取的手段，這使得產(chǎn)品的實(shí)際加工尺寸偏離了正態(tài)分布，不利于保證批量產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性。

??目前數(shù)控加工設(shè)備已大范圍應(yīng)用，加工精度較以前也大為提高，不必再要求工藝尺寸采用入體公差標(biāo)注。

??第四，研究機(jī)器人和快換夾具的應(yīng)用。工業(yè)4.0要實(shí)現(xiàn)的智能化并不是要取代人，智能工廠并不是無(wú)人工廠，而是為了使人和機(jī)器更好地配合，實(shí)現(xiàn)更高的勞動(dòng)生產(chǎn)率。

??為此，在智能工廠中，要努力消除人的不穩(wěn)定因素。根據(jù)制造業(yè)目前的狀況想要實(shí)現(xiàn)高度的無(wú)人自動(dòng)化生產(chǎn)，既不現(xiàn)實(shí)，也不經(jīng)濟(jì)，在適合的環(huán)節(jié)引入機(jī)器人，是提高穩(wěn)定性和效率最好的選擇。機(jī)器人與快換夾具的配合使用，可以適應(yīng)多品種少批量的生產(chǎn)，在保證柔性的情況下提高生產(chǎn)效率與穩(wěn)定性。
 
??第五，對(duì)現(xiàn)有的各工藝信息系統(tǒng)進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)單一數(shù)據(jù)源，保證互聯(lián)互通。實(shí)現(xiàn)所有業(yè)務(wù)在統(tǒng)一平臺(tái)下的運(yùn)作是工業(yè)4.0的重要目標(biāo)之一，此前我們?cè)谛畔⒒ㄔO(shè)方面投入了很多資源，尤其是工藝信息化，在各項(xiàng)業(yè)務(wù)中，工藝信息化的水平是比較高的，但現(xiàn)有的信息化建設(shè)缺乏整體的統(tǒng)籌策劃，各信息系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，沒(méi)有共享信息資源，形成了一個(gè)個(gè)信息孤島，對(duì)于提升整體業(yè)務(wù)效率造成了很大障礙。因此，現(xiàn)在需要我們站在公司整體的層面，對(duì)工藝信息系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一平臺(tái)的集成工作，將信息化系統(tǒng)的作用真正發(fā)揮出來(lái)。

??在實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的道路上，我們要走的路還很長(zhǎng)，要補(bǔ)的課還很多，但這些都不是問(wèn)題，只要我們抓住機(jī)遇，制定切實(shí)可行的計(jì)劃，一步一個(gè)腳印地前進(jìn)，在這一過(guò)程中我們就可以提高自己，這樣工業(yè)4.0也會(huì)離我們?cè)絹?lái)越近