电力金具制造自动化研究

电力金具制造自动化研究

(1.3.中国电建集团成都电力金具有限公司;2.成都航空职业技术学院四川成都610100)

摘要:电力金具属多品种、多工艺、小批量生产,本文分析指出了电力金具产品结构、行业特点、工装设备、生产管理等因素制约了其自动化发展,研究提出了推进加工工艺标准化,推行精益生产管理,开发柔性化生产单元等对策来解决电力金具制造自动化问题。

关键词:电力金具制造、自动化、标准化

1引言

随着科学技术的不断发展,尤其是计算机与互联网技术的广泛普及,推动现代自动化技术发展到可以完全用机器取代人类劳动的程度。现代自动化技术发展的终极目标是构建一个有机体系,通过该体系的建立可以协调和优化人类和机器的关系,实现智能制造[1]。在机械加工制造中大量采用自动化技术,可以有效提高产品质量、减少原料和能源消耗、缩短生产周期、改善劳动条件、提高生产效率、降低生产成本,从而提高企业的经济效益。

2.电力金具制造自动化发展现状与问题分析

电力金具是连接和组合电力系统中的各类装置,起到传递机械负荷、电气负荷以及导线绝缘子自我保护的金属附件,可分为悬垂、耐张、连接、接续、防护、T接、设备线夹、母线金具等八类[2]。一家具有资质的常规金具企业每年要供货数百个电力工程,需分期分批制造几千种金具产品。工程多且具有较大分散性,这样的供需关系导致电力金具的生产属于“多品种、多工艺、小批量”的生产模式。

2.1产品结构导致自动化技术应用困难

电力金具实行订单生产,其制造工艺涵盖了铸造、锻造、冲压、型材加工、板材切割、焊接、车、铣、刨、钻、磨,以及热处理、表面处理等众多的加工工艺。品种多、工艺多、批量小导致其不易形成专业化程度高、大规模、批量化的生产模式,只能形成分工粗糙、大而全的生产状态。电力金具特殊的产品结构导致其不能实现流水线作业和自动化制造的困局。

2.2行业特点导致产品制造自动化改进缓慢

电力金具只占整个电网资源中很小的一部分,整个行业蛋糕有限,而每家企业能够分到的份额更是有限。同时,行业的招投标模式导致电力金具企业不可能一家独大,规模大的企业仅有几百人,小的只有几十人,甚至几人。同时,金具产品的加工技术含量并不高,各企业之间经常交流学习,工艺技术容易模仿和抄袭。再加上目前国内的人工成本还不算高,手工作业仍有利可图,在这种情况下,各家企业都不会率先投入大量资金进行大规模的技术改进与升级。同时,由于电力金具行业整体蛋糕不大,目前自动化设计和制造企业还不会将大量的资源投入到这块市场上来。

2.3设备和工艺技术相对落后

电力金具的加工制造大都停留在单机生产与手工操作相结合的程度,属于典型的劳动密集型制造。由于大多数金具企业设备使用不均衡,产能时而不足、时而过剩,设备都是采用通用设备,专用设备少,自动化生产单元更少。常常在同一台设备上完成多道工序,需要不断更换工装模具,整个工艺流程交叉混合进行,生产秩序较乱。目前,一些实力雄厚的金具企业引入了机器人进行自动化浇注、焊接、钻孔、打磨和产品装配。但这些都只拨开了冰山一角,只是简单的尝试,并没有深入改进的勇气和决心。况且,这些改进和探讨只是起到了“增亮点”、“扯眼球”、“树形象”的作用,实际的使用情况不够理想,降本增效意义也并不明显。

2.4生产管理落后

电力金具品种、规格、型号繁多,生产工序繁琐,生产情况复杂多变,随机因素多,人为影响因素大,进度常常难以准确把握。目前的生产组织模式和业务流程不合理,信息分散,不及时,不准确,不共享。产供销人财物之间存在大量信息交换,缺乏标准化、规范化、制度化和程式化的管理。ERP应用较好的金具企业非常少,成功应用精益管理思想的金具企业罕见。这种局面与金具企业长期以来粗放管理、经验管理、人治管理、口头管理的现状密不可分。

3电力金具制造自动化改进的对策探讨

基于以上认识,本文展开研究,结合先进企业的做法,提出几条电力金具制造自动化改进的对策。

3.1采用专用设备、专用工装,推进加工工艺标准化

金具企业中,大多使用通用设备。在日本,至少有50%以上的机器设备都是自制的专用设备,这是日本企业能生产世界一流产品的重要原因[3]。通用设备是满足大众化的需求,而专用设备才能更好地满足企业自身的具体需要。将工艺管理规范化、标准化,可以有效避免重复劳动,简化工作程序,规范执行过程,达到事半功倍的效果。根据行业特点、产品结构特点和加工工艺特点定制专用设备,既可有效保证产品加工质量,又可提高生产效率,还能大幅度降低生产成本。同时,专用设备还可通过升级改进,不断满足产品改进的需求。通过采用专用设备、标准化的工装,让产品各工序的加工制造达到标准化水平,才能实现制造自动化。

3.2流程再造、推行精益生产

生产流程再造的目标是适应市场,降低成本。金具企业的生产流程再造需要开展大量的改进工作:一是全面梳理现有的生产流程,将推动式流程改为拉动式,提高运行效率,缩短时间;二是要建立一体化的生产管理机构,重新规划车间管理职能,以生产流程来指导计划的编制和统一实施,并在计划执行过程中根据实际情况可实现动态调整;三是要完善基础数据,推行ERP管理系统,使之在企业资源配置服务中能够起到最大的作用。在生产现场推行可视化、智能化的调度系统,充分利用电脑、手机、LED等媒体工具,为生产管理服务。同时,在订单式的产品生产组织中,特别是多品种、多工艺、小批量的生产模式下,可以采用细胞生产单元。根据金具产品的特点,进行分类,组建多个细胞单元,按照细胞单元来规划和组织生产。

3.4组建自动化开发小组、开发柔性化生产单元

电力金具制造自动化升级之路长,需要解决的问题多,工作量大,并非一蹴而就。各企业应该根据自身现状,搭建工作平台,组建团队,形成自动化项目开发小组,将开发工作认真策划,形成开发计划。从批量大、工艺规范的产品入手,逐渐引入专业化设备和专用工装,一项一项解决,解决一个固化一个,逐渐实现自动化。目前的工业技术水平还不能解决所有的自动化问题,还需要随着工业技术的发展,开发出更加具有柔性化、智能化和适应能力强的技术和设备,才能解决电力金具制造自动化升级的长期性问题。

4结语

电力金具产品种类多、产量不定,具有非常明显的行业特征。在自动化系统的设计上应科学出发,认真分析研究,做系统、长远的规划,设计覆盖范围大,应用范围广的柔性化系统,逐步解决电力金具的自动化制造加工。

参考文献:

[1]刘武宾.新形势下机械制造与自动化技术分析[J].企业技术开发,2014,08:81-85.

[2]董吉谔,电力金具手册.北京:中国电力出版社,2001,6-7.

[3]刘昌黎,日本企业自制生产设备的优点及其成功的原因[J],外国经济与管理,1987,05.

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