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2012年是“十二五”規(guī)劃實(shí)施第二年，也是非常重要的一年。在中國機(jī)床工具行業(yè)提出的“十二五”期間行業(yè)重中之重的重點(diǎn)任務(wù)中，特別提出要“著力提升面向中高端市場的綜合服務(wù)能力”。行業(yè)企業(yè)在此方面的努力和作為將對(duì)機(jī)床工具行業(yè)最終實(shí)現(xiàn)由大變強(qiáng)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
為滿足行業(yè)快速發(fā)展的需求，減少對(duì)國外產(chǎn)品和技術(shù)的依賴，上海三一精機(jī)投入大量資金和力量進(jìn)行挖掘機(jī)液壓油缸數(shù)字化智能工廠集成技術(shù)項(xiàng)目的實(shí)施。本文就該項(xiàng)目基本情況進(jìn)行簡要介紹，希望業(yè)界在分享其技術(shù)突破和項(xiàng)目意義的同時(shí)，挖掘出更多服務(wù)國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)重點(diǎn)領(lǐng)域的重要項(xiàng)目。
挖掘機(jī)用油缸的市場現(xiàn)狀
液壓挖掘機(jī)是全球工程機(jī)械公認(rèn)的第一大機(jī)種，目前，中國挖掘機(jī)已成為中國工程機(jī)械行業(yè)增長最快的機(jī)種，具有舉足輕重的地位。近幾年，隨著國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)駛?cè)肟燔嚨?，液壓挖掘機(jī)實(shí)現(xiàn)井噴式增長。預(yù)計(jì)2011～2015年期間，在國家利好政策助推下，中國挖掘機(jī)市場將逐步形成一股影響全局的力量。
挖掘機(jī)專用液壓油缸是挖掘機(jī)核心部件之一，通常一臺(tái)挖掘機(jī)上需要四只液壓油缸，包括斗杠缸、動(dòng)臂缸、鏟斗缸和推斗缸。挖掘機(jī)行業(yè)的高速成長，帶來了挖掘機(jī)專用液壓油缸行業(yè)的快速增長。
大型工程機(jī)械廠商通常都有自己的液壓件工廠，制造其所需的液壓元器件。但由于挖掘機(jī)對(duì)液壓油缸的技術(shù)要求很高，目前我國挖掘機(jī)專用液壓油缸仍主要依靠專業(yè)企業(yè)來供應(yīng)，且大部分依靠以日本KYB、韓國東洋機(jī)電和小松液壓等為主的國外品牌。
承接油缸數(shù)字化智能工廠交鑰匙工程項(xiàng)目
為滿足不斷升級(jí)的市場需求，開發(fā)自主創(chuàng)新產(chǎn)品，上海三一精機(jī)有限公司開啟了一項(xiàng)交鑰匙工程，承接了三一集團(tuán)油缸數(shù)字化智能工廠的系統(tǒng)集成技術(shù)輸出項(xiàng)目。該公司是由三一集團(tuán)投資創(chuàng)建的，總部位于上海川沙產(chǎn)業(yè)園，擁有昆山、無錫兩大生產(chǎn)制造基地。主要從事精密機(jī)床的研發(fā)、制造和銷售，產(chǎn)品包括金切機(jī)床、成形機(jī)床、集成技術(shù)、功能部件等四大類。秉承“品質(zhì)改變世界”的企業(yè)使命，三一精機(jī)致力于為中國貢獻(xiàn)一個(gè)世界級(jí)機(jī)床品牌。
1.項(xiàng)目簡介
油缸數(shù)字化智能工廠主要包括活塞桿生產(chǎn)線、缸筒生產(chǎn)線及裝配線等，涵蓋了車、銑、磨、拋光、熱處理、焊接、電鍍、刮輥、清洗、裝配、打碼讀碼、涂裝等各類設(shè)備，另配有車間集中排屑、集中冷卻、自動(dòng)化物流、企業(yè)信息化系統(tǒng)、工廠信息化系統(tǒng)、車間MCIS(制造控制信息)系統(tǒng)等。智能工廠的基礎(chǔ)構(gòu)成為數(shù)控機(jī)床和自動(dòng)化物流設(shè)備。根據(jù)需求，采用國際上先進(jìn)的工藝方法和合理的規(guī)劃，將具有編程功能和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收功能的CNC設(shè)備和PLC設(shè)備，配上集中排屑、集中冷卻、自動(dòng)化物流、車間總控系統(tǒng)等單元，打破單機(jī)加工和人工物流轉(zhuǎn)運(yùn)的方式，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線自動(dòng)化、智能化和柔性化要求。
智能工廠的實(shí)現(xiàn)除了設(shè)備等硬件要求外，還需要數(shù)字化工廠、虛擬樣機(jī)等軟件的支撐。其上層神經(jīng)系統(tǒng)為車間的主控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過MCIS系統(tǒng)，與生產(chǎn)線上設(shè)備進(jìn)行信息交互和控制，從生產(chǎn)訂單管理、物流管理、質(zhì)量管理、設(shè)備管理、刀具管理、異常監(jiān)控管理等方面實(shí)現(xiàn)信息化管理，最終實(shí)現(xiàn)工廠的智能化生產(chǎn)。
2. 項(xiàng)目特點(diǎn)及先進(jìn)性
目前，生產(chǎn)線所用工藝為國內(nèi)外較先進(jìn)的加工方式，關(guān)鍵工序突破了傳統(tǒng)加工方法，這也是生產(chǎn)線的亮點(diǎn)所在。如：活塞桿耳環(huán)焊接采用摩擦焊接方式，不僅大大提高生產(chǎn)效率，而且焊接質(zhì)量遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的環(huán)縫焊接方式；缸筒法蘭焊接采用了機(jī)器人焊接，加工效率提高的同時(shí)，焊接質(zhì)量同樣也得到了提升；電鍍采用全自動(dòng)電鍍線，零件的電鍍質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)人工電鍍方式；清洗機(jī)采用先進(jìn)的碳?xì)浞绞酱鎮(zhèn)鹘y(tǒng)的水洗方式，不僅提高了零件的表面清潔度，而且碳?xì)淝逑匆嚎裳h(huán)使用，避免水資源浪費(fèi)對(duì)環(huán)境造成影響；裝配線采用自動(dòng)以及半自動(dòng)化設(shè)備代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工裝配，提高裝配質(zhì)量的同時(shí)，大大地減少了人工操作時(shí)間以及人工帶來的不確定性。
所用機(jī)床要配備高精度光柵尺，整機(jī)采用全閉環(huán)控制。切削類機(jī)床具備功能互鎖，實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動(dòng)和插補(bǔ)。機(jī)床采用先進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)，提供遠(yuǎn)程控制軟件和網(wǎng)絡(luò)版DNC軟件，以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床的遠(yuǎn)程控制、診斷和數(shù)據(jù)傳輸。配有刀具管理中心，并備有自動(dòng)對(duì)刀功能。各類設(shè)備均具有行程范圍控制、軟極限保護(hù)、行程保護(hù)、UPS斷電保護(hù)、力矩過載保護(hù)等多重保護(hù)功能。制造單元具有多種保護(hù)功能互鎖，確保操作人員的人身安全。應(yīng)用智能化控制和伺服變頻系統(tǒng)，降低能耗。
主控網(wǎng)絡(luò)是通過MCIS系統(tǒng)相結(jié)合的生產(chǎn)線CNC設(shè)備和PLC設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控信息平臺(tái)。具有以下特點(diǎn)：①系統(tǒng)設(shè)計(jì)確保先進(jìn)性和現(xiàn)代化。②系統(tǒng)架構(gòu)具有開放性和可擴(kuò)展性。③業(yè)務(wù)流程整合ERP、MES等各信息化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)上傳下達(dá)，共同滿足生產(chǎn)需要。④從軟硬件架構(gòu)和數(shù)據(jù)上確保系統(tǒng)的高可用性。⑤生產(chǎn)流程盡可能自動(dòng)執(zhí)行，操作方便。⑥生產(chǎn)管理系統(tǒng)設(shè)置用戶權(quán)限，防止未授權(quán)的系統(tǒng)操作。
數(shù)字化工廠通過虛擬產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)生產(chǎn)工程的各個(gè)環(huán)節(jié)，在操作步驟、生產(chǎn)單元、生產(chǎn)線、工廠等不同層次進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真、分析和優(yōu)化。它以工藝規(guī)劃和生產(chǎn)線規(guī)劃為核心，研究如何組織生產(chǎn)的問題，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品工藝規(guī)劃、生產(chǎn)線靜態(tài)規(guī)劃、車間物流仿真和優(yōu)化等，達(dá)到縮短工廠建設(shè)周期，降低建設(shè)成本，優(yōu)化工藝布局和優(yōu)化物流方案的目的。
生產(chǎn)管理系統(tǒng)包括ERP和MES系統(tǒng)。其充分利用信息化技術(shù)，從生產(chǎn)計(jì)劃下達(dá)、物料配送、生產(chǎn)節(jié)拍、完工確認(rèn)、標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)、質(zhì)量管理、關(guān)重件條碼采集等多個(gè)維度進(jìn)行管控，并通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)將現(xiàn)場信息及時(shí)準(zhǔn)確地傳達(dá)到生產(chǎn)管理者與決策者。如下圖所示。
3.社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益
該項(xiàng)目完成投入生產(chǎn)后產(chǎn)能預(yù)計(jì)可達(dá)到每年32萬支油缸，約占30%市場份額。將產(chǎn)生良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
首先，從經(jīng)濟(jì)效益上，將提高中國挖掘機(jī)液壓油缸生產(chǎn)水平和自動(dòng)化程度；降低對(duì)國外技術(shù)依賴程度，減少進(jìn)口產(chǎn)品及技術(shù)投資費(fèi)用；提高油缸和挖掘機(jī)自主品牌附加值以及產(chǎn)品國際競爭力；實(shí)現(xiàn)中國自產(chǎn)挖掘機(jī)油缸外銷零的突破；促進(jìn)上下游相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。
同時(shí)，在社會(huì)效益方面，將積極促進(jìn)我國工程機(jī)械行業(yè)掌握核心技術(shù)，對(duì)工程機(jī)械行業(yè)的升級(jí)帶來積極的推動(dòng)作用；生產(chǎn)過程中無重大污染物排放，減少原有污水的排放量，更好地適應(yīng)城市環(huán)保要求。
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