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【關鍵詞】生產計劃管理;三橫三縱;網絡計劃;電子企業
一、引言
現在,我國軍用電子裝備生產企業還主要以研究所為主,不過,隨著信息化戰爭逐漸成為主要的戰爭形勢,各軍兵種對電子裝備的需求也迅猛增長,各個不同的電子研究所正在從研究為主轉變為研制帶小批、研制和批產并重的科研生產模式,但是現在我國軍用電子裝備企業仍然沿用著傳統的裝備研制和生產模式,即型號項目試制生產,這種生產模式在新的歷史條件下逐漸暴露出一些問題,如:(1)、這種從上到下的項目生產計劃管理模式,不具備完善的項目間橫向協同和資源平衡能力;(2)、在產品的生產過程中,各種生產計劃從上到下都是以產品為對象,計劃的層次比較模糊;(3)、生產計劃和生產準備環節嚴重脫節,所制定的生產計劃的執行性較差;(4)、還沒有建立完善的批產規范性計劃,現在還在采用傳統的試制生產計劃模式。
二、軍用企業生產計劃管理模塊
2.1 生產模式的定位
在工業制造業中,主要存在著四種生產模式,即:訂貨工程、訂貨生產、訂貨組裝和現貨生產。對于軍用電子裝備的生產而言,其生產企業屬于典型的多品種、變批量的訂貨生產加科研生產模式。對于我國的軍用電子裝備企業來說,采用訂貨工程或訂貨生產模式企業的產品化意識一般都不強,且現在客戶對產品的交貨期也越來越短,所以,企業為了能夠保證按期交貨,就不得不采用基于并行工程的邊設計、邊生產的產品制造管理模式,這種管理模式為生產計劃管理的提出和順利實施造成了不小的障礙。所以,研究電子裝備制造企業的生產管理使用新模式,對于我國軍用電子裝備生產制造企業的發展和綜合競爭力的提高都具有重要的現實和理論指導意義。
2.2 軍用企業生產管理的特點
概括起來,負責軍用電子裝備研制的企業的生產管理模式具有其鮮明的行業特點,主要體現在如下的幾個方面:(1)、負責生產的產品種類多、數量少,所設計到的技術狀態多變;(2)、產品的研制周期一般都比較長,且存在較大的風險;(3)、生產產品的組成比較復雜;(4)、通常都采用研制和批產相混合的方式研制。
2.3 生產計劃模式研究現狀
對于生產制造企業來說,其在產品的生產過程中可以采用的生產計劃管理的模型主要包括:適用于非結構化生產的網絡計劃、適用于結構化生產的企業資源計劃、準時化生產方式和最優化的生產技術等。所謂的網絡計劃方法就是通過清晰的有向圖,對網絡工序間的各種先后約束關系進行直觀反映,并通過各種關鍵路徑,對項目周期所包含的關鍵網絡工序進行確定,然后通過對這些關鍵工序的深入分析和控制達到全局優化和縮短產品周期的目的。
現在,我國軍用電子裝備生產企業的工程化生產能力一般都比較弱,所以,在產品生產過程中為了能夠滿足用戶的產品交貨期要求,通常都采用基于并行工程的邊研制、邊生產,且技術狀態多變的模式,給ERP/MRP、JIT和OPT的引進和廣泛采用帶來了較大障礙。現在,我國軍用裝備生產企業的生產計劃管理還在采用傳統的靜態年度計劃、季度計劃和月度計劃的經驗生產模式。
三、三縱三橫的生產計劃新模式
從前面對我國軍用電子裝備企業的生產管理特點可以看出,該類企業的模式項目化管理特征比較明顯,企業運行過程中的結構數據和過程數據相互交織。在充分考慮這些企業特殊性的基礎上,本文采用適用于復雜制造過程的項目網絡技術、物料需求計劃和車間動態調度層次特征相結合的三橫三縱新生產計劃模式來規范企業的電子產品生產。下面對該新生產模式進行簡介:
基于項目驅動的三縱三橫新生產計劃模型,主要以產品生產的項目為對象,將生產計劃詳細劃分為項目級、MRP級和車間作業級。這里所述的三縱主要是指:項目網絡計劃、MRP計劃和車間工序作業計劃等;而三橫則是指多項目關鍵資源計劃、多獨立結構單元MRP產能平衡和車間作業規劃等。這里所提到的多種功能模型描述為:(1)、生產網絡計劃:項目主管根據客戶合同,結合產品制造WBS、生產工藝和能力,對項目生產的網絡計劃進行詳細編制,并輸出關鍵的資源需求計劃、結構制造工作包計劃、過程工作包計劃等等;(2)、MRP計劃:負責該計劃的主觀人員根據生產網絡計劃輸出的結構制造工作包技術,結合已有的庫存數據和工藝能力數據對MRP技術進行詳細編制,并同時輸出外購件需求計劃、外協訂單和工作訂單等;(3)、車間的作業動態調度:該模塊可以根據客戶合同或者訂單的計劃要求,在結合設備、人員和在制負荷信息的基礎上,自動按時生成動態規程方案,為車間執行層計劃員的計劃派工提供指導。
四、生產計劃與調度管理系統
根據對三縱三橫身纏技術新模式的研究成果,在結合現有成熟軍用電子裝備生產業務流程的基礎上,本文對生產計劃和調度管理系統的各個模塊進行了設計定義,主要功能模塊的具體含義為:
(1)、制造基礎數據管理模塊:負責基本的數據管理和維護,以及主物料管理和工作日歷管理;
(2)、生產網絡計劃管理模塊:負責編制網絡計劃,確定關鍵路徑;
(3)、MRP計劃管理模塊:負責將生產任務細分為零部件生產訂單,并對生產訂單進行產能分析和平衡,最后將生產訂單下達執行部門;
(4)、車間任務管理模塊:負責實現車間生產準備的可視化;
(5)、車間動態調度管理模塊:負責把生產訂單自動展開成派工計劃,并統一下放到班組、設備和操作者,實現縱向計劃和橫向計劃的集成控制;
(6)、數據采集模塊:負責對設備、操作者、檢驗者、工序進度和工序質量狀況的信息采集;
(7)、數據統計匯總和分析模塊:負責對各級計劃的數據進行匯總,并根據實際執行情況,編制各級計劃。
五、結論
文中針對我國軍用點電子裝備的研制特點,在結合先進項目管理和生產管理的基礎上,提出了網絡計劃、MRP和車間動態調度技術相結合的新型生產技術調度模式。實踐證明,該模式能夠對軍用電子裝備企業的生產起到重要的推動作用。
參考文獻
[1]羅鴻.ERP原理設計實施[M ].北京:電子工業出版社,2008.
[2]杰弗里萊克[美].豐田汽車案例,精益制造的14項管理原則[M].北京:中國財政經濟出版社, 2004.
【關鍵詞】Tribon;電子圖紙;二次開發;優化算法
一、背景
德國在2013年漢諾威工業博覽會上提出了“工業4.0”的概念,它是繼蒸汽機的應用、規?;a和電子信息技術等三次工業革命后,以生產高度數字化、網絡化、機器自組織為標志的第四次工業革命?!肮I4.0”的到來給制造業帶來了重大的發展機遇,特別為轉型期的船舶制造和航運領域的發展帶來了重大契機。
船舶設計具有數據量大、數據類型多的特點,對數據的后期處理往往耗費大量的人力和物力,在一定程度上阻礙了船企盈利能力的提升。傳統的作業方式在一定程度上已不能滿足船舶設計在高效和智能方面的要求,做出改變刻不容緩。
工作圖作業是生產設計的重要環節,是設計指導制造部門裝配船體結構的唯一指示圖,輸出結果直接面向現場加工和生產。其作業過程中涉及數量龐大的圖紙信息處理,由于智能化作業程度較低,很多時候還要進行紙面作業,效率低下。同時,每條船作業過程中都會產生大量的紙質工作圖,也給圖紙管理增加了壓力。本文研究生產信息的快速錄入機制,基于TRIBON進行二次開發,通過構建電子作業平臺,實現工作圖的電子化作業。
二、研究現狀
由于造船圖紙所包含的信息量很大,容易出現數據的遺漏和誤讀。國內很多船廠普遍采用圖紙配合清單的形式來避免錯誤的出現,這樣雖然有效地降低了出錯的概率,但是直觀性不夠,相應降低了現場加工的效率。
目前在船舶行業內,幾乎沒有對于圖紙電子化作業的研究。據了解國內主要船廠和設計院的方法基本一致,工作圖初稿在電子平臺制作結束后,打印成紙面,后期改正都是在紙面上。川崎重工(KHI)曾經在這方面進行了一定的開發,但是效果并不好。而在其他領域,如建筑、飛機制造等的數字化設計已較為普遍,幾乎可以達到設計過程的全部電子化。由此可見,對船舶設計中的圖紙電子化作業還處于較為落后的狀態,有待進一步深入研究和應用。
三、工作圖電子化研究
(一)最優化方法
伴隨著科學技術的需要、計算機的高速發展和優化計算方法的進步,最優化的應用范圍越來越廣。設計、操作、工業過程、生產裝置分析乃至生產計劃之類的有關問題,幾乎最后都歸結為確定某個目標函數的最優值。
最優化算法是研究最優解的特征和算法的一門應用性很強的學科,最優化問題的一般形式是:
(1)
其中,稱S為可行域,,稱f(x)為目標函數。
如果可行域是整n維歐式空間,那么問題稱為無約束最優化問題:(2)
(二)二次開發
Tribon模型數據抽取技術(Data Extraction)是Tribon二次開發的基礎,通過數據抽取能夠取得一個或多個Tribon對象的信息。Tribon目前所支持的數據抽取方式大致有四種:交互式工具SX700、幾何宏語言、部件模型對象和VITESSE。
VITESSE程序采用Python語言編寫,其具有語法表達簡單,易讀易懂的特點,同時其還具有面向對象編程的特性,編寫效率較高。TRIBON系統為Python編程提供了專門的接口,可對系統數據庫進行數據提取操作。另外,TRIBON系統中植入了VITESSE工具(如圖1),用戶可以方便的在系統內部進行可視化操作。本文中我們使用VITESSE進行相關開發。
圖1 VITESSE可視化工具
(三)作業規則
生產設計作業所涉及的信息量較大,對信息進行處理的工作量也比較繁重。相較于其他船廠,NACKS對設計輸出的要求更高,包含的設計數據更加詳細和多元。
工作圖作業所涉及的約束條件多且雜,作業者要使每一個圖面都滿足上述要求,實質上是在花費大量時間完成技術含量低的重復勞動。
四、工作圖電子化開發
經過對工作圖電子化作業進行研究,并結合船體生產設計的實際作業規則,我們建立了一套相對完善的工作圖電子化作業流程,如圖2所示。
為了使電子化作業方式與原有流程對接,需要開發大量的程序來進行設計支持。程序對電子作業的支持主要體現在電子圖圖面數據的快速整理與添加及電子圖紙的批量打印與格式轉換。
在工作圖的電子化作業中,需要對點、線、面進行坐標、角度等較為復雜的計算,且用到的頻率頗高。對此,我們考慮建立公共函數,將多種類型的科學計算集成到一個模塊,方便使用和維護。
慮到在程序運行過程中需要獲取模型信息,必然會大量的用到數據抽取,我們建立了數據抽取公共函數。將原本針對多種數據類型的離散抽取方法進行了集成,且僅通過一句命令即可獲取各種類型不同的數據結果,大幅提高了程序編寫的效率并縮減了代碼量。
在相關程序的支持下,工作圖作業中的人工作業相應減少,大大提高了電子圖的作成和改正效率。圖3中對比了應用程序進行小組立圖作業的前后對比。
圖3 小組立圖作業前后對比
在出圖環節,我們開發了圖紙的批量打印和批量轉換程序,不僅實現圖紙對現場的快速配布,還和電子圖庫進行對接,生成的電子圖紙可直接上傳E圖庫。
五、工作圖電子化應用
通過推進工作圖的作業電子化,建構了電子作業平臺,使得生產信息可以快速錄入,迅速應付現場的對應。經過一年的研究和開發,相關流程已經在船體生產設計的實船作業中應用,并且有較好的反饋結果,成果顯著:
工作圖電子化使得改正作業效率大幅提升,改正量越大,節省工時越明顯,以NE166船實施情況和NE089比較(見圖4)工作圖占比下降6.1%。而在流用船作業時,基本都是改正作業,對流用船作業影響較大,可以判斷對生產設計部門的設計效率提升發揮重要作用。
表5 NE089和NE166工作圖數據
圖4 NE089和NE166工作圖工時對比
工作圖設計過程中,引入了圖面信息的智能化處理方法,減少了設計者思考與判斷的過程,降低該作業環節的設計難度。讓設計者有更多的時間與精力關注結果,并且在設計基準范圍內的給定一個相對統一的作圖方案,讓設計出圖更專業化,標準化。另外,錄入計算機的信息較手寫字體、符號、線條等信息清晰,可讀,專業,得到制造部門的充分認可,電子查閱便捷,設計對應效率大幅提升,在一定程度上提高了數字化應用程度。
通過對程序的改進和完善,我們已經將這種作業方法移植到AM12中,實現了AM12的支持。
關鍵詞:煤礦;控制系統;電氣自動化;設計策略
【分類號】:TD94
1自動化技術的發展
煤礦自動化的發展己有了幾十年的歷史,從單機(系統)自動化、礦山綜合自動化(數字礦山)發展到礦山物聯網(智能礦山、智慧礦山、感知礦山)。近些年來,有關煤礦自動化的新名詞、新概念層出不窮,除了上面己列出的名詞外,還有礦山數字化、礦山信息化(信息化礦山)等,令人眼花繚亂。實際上,自動化技術的發展是有規律的、是循序漸進的,不會受這些人造名詞或概念的左右。
2 煤礦地面生產系統自動化技術發展現狀
2.1 帶式運輸集中控制系統
20世紀 80年代以來, 帶式運輸逐步成為我國高產高效礦井煤炭運輸的主要方式, 因而能否實現帶式輸送機的安全高效運行, 直接影響煤礦生產,局限于當時的技術和裝備水平, 我國煤礦帶式輸送機的控制仍以就地控制為主, 每部輸送機都有各自的控制系統, 分散操作, 這種控制方式不僅需要較多的人力, 而且工人勞動環境條件差, 不具備對故障的記錄及綜合分析等功能, 各種保護信號只能就地顯示, 不便于科學管理。
為了保障煤炭安全運輸, 降低運輸事故, 實現高產高效, 提高煤礦現代化管理程度, 國內科研院所、高校、生產廠家將計算機控制技術、網絡技術、工業電視技術、光纖通信技術和電力電子技術等高新技術應用于煤礦帶式輸送機控制中。目前,國內有多家生產和成套帶式運輸集中控制系統, 其總的設計思路相似, 具體的技術應用各有特色。在天地王坡煤礦地面生產系統自動化示范工程中, 天地科技股份有限公司高新技術事業部對其多部帶式輸送機的集中控制系統進行了設計成套, 其設計的主要原則是: 以地面計算機統一控制為主, 井下監控為輔的控制方式, 系統采用分布式計算機控制系統, 控制系統由地面遠程集中監控中心、井下和井上若干個控制分站組成, 通過 PROFIBUS總線聯網傳輸信息。地面、井下的圖像和數據采用光纖傳輸。地面控制中心由 2臺 IPC工控機、大屏幕、打印機等組成, 2臺工控機采用冗余技術互為備用。井下控制由多個控制分站組成, 采用可編程控制器為核心的防爆兼本安型帶式輸送機自動控制裝置。
該系統由于實現了帶式輸送機的集中控制和監視, 可達到減員增效、大幅減少故障提高開機率;通過工業控制計算機等多種先進的技術手段并輔以工業電視, 提供了完善的監控手段, 操作人員能實時掌握帶式輸送機的運行工況, 充分保證了煤流運輸的連續性和安全可靠運行; 達到了高起點、高技術、高質量、高效益、高效率的目標, 其技術水平先進, 達到了示范性的作用。
2.2選煤廠監控系統
改革開放以來, 我國選煤廠控制系統大致經歷了基于單片機的單機自動化控制、基于工控機和過程儀表的集散式控制、基于 PLC 的分布式集中控制 3個階段。近十年來, 在選煤廠自動化應用領20域, PLC己成為選煤廠自控系統的基本電控裝置。20世紀 90年代后期, 隨著選煤廠規模的大型化和計算機技術、通信網絡技術的高速發展, 選煤廠自動化技術水平也得到很大的提高。
選煤廠屬于典型的流程工業系統, 同其他流程工業系統一樣, 目前正在由簡單控制向先進控制、智能控制, 由單一控制向綜合自動化方向即 CIPS方向發展, 選煤廠的集控系統已不是純粹的生產過程集中控制的概念, 而是更多地擔負著數據信息處理功能, 選煤廠自動化已不限于生產過程的控制,而是給系統賦予了生產管理職能, 綜合自動化、信息網絡化已成為選煤廠控制和管理的發展方向。在天地王坡煤礦地面生產系統自動化示范工程中, 天地科技股份有限公司高新技術事業部設計成套的選煤廠監控系統主要由全廠集中控制系統、工業電視監控系統、生產調度電話系統、工業電視監視系統、計算機信息管理系統組成。全廠總體網絡設計為 3層網絡結構:( 1) 上層為公司網絡, 作為信息層, 選煤廠計算機信息管理系統定位為全礦井管理信息系統的一個組成部分。( 2) 中間層是控制層, 由全廠生產集中控制系統和工藝參數閉環控制系統組成, 作為全廠生產集中控制系統和工藝參數閉環控制系統人機界面的監控計算機: 通過百兆以太網上聯全廠信息管理系統, 作為信息管理網絡的工作站; 通過百兆以太網下聯 PLC, 與原煤準備、主洗集控 (含各工藝閉環調節 )、煤泥水處理、裝車站等構成控制層。( 3) 下層為設備層, 設備層網絡采用現場總線連接。選煤廠工業電視系統的控制和通信調度的維護終端均整合在上位機上, 實現集中生產調度。
信息管理系統組成及結構充分體現一種以人為本的先進的管理思想。根據選煤廠生產管理的特殊性, 更加注重與生產的緊密結合, 貫徹 、 管控一體化的思想, 將集控系統采集的數據作為基礎,進行綜合處理和分析, 從而提高生產和管理效率。系統涉及生產技術管理、調度生產管理、生產計劃統計、機電設備管理、物資供應管理、在線監控數據管理等方面。每個子系統處理相應的業務流程并產生表單供網上查詢, 還可根據需要生成報表。
3結語
綜上所述,在社會文明不斷進步的影響下,煤礦電氣自動化控制系統得以廣泛的應用,這大大地提高了煤礦的安全生產管理能力和生產效率。然而,煤礦電氣自動化控制系統具有多樣化的實施策略,成本與效率也是不一樣的,因此,創新性地設計煤礦電氣自動化控制系統,這是減少系統成本支出和提高系統運行效率的必然趨勢,此外,還應當避免重復性的設計并加強設計實踐。
參考文獻:
[1]彭里.電氣自動化在我國煤礦的發展現狀及未來展望[J].科學之友,2011(17)
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[3]董西平.淺談單片機在煤礦電氣自動化中的應用[J].中國電子商務,2012(14)
關鍵詞:電子垃圾 生產 標準化
隨著手機、電腦等電子產品更新速度不斷加快,在給我們生活帶來時尚便捷的同時,也使我國每年產生的電子廢棄物量,僅排美國之后,位居全球第二。電子垃圾主要含有鉛、汞、鎘、六價鉻、多澳聯苯和多嗅聯苯醚等6種有害物質[1],這些物質一旦被焚燒或雨水沖刷,有毒氣體與元素就會外泄,而掩埋丟棄則會對土壤、水源、動植物造成污染,給生態環境造成威脅。
雖然國際上有《巴塞爾公約》,各國也有相應法規或條例來保障回收企業的廢舊電子產品,然而這些都是產品生命末期的處置。但與其重點關注電子垃圾后處理工作,不如從制造源頭著手防患,即從理念的改變、從產品設計階段考慮產品的系列化和通用化、制造商責任EPR原則和行業規范化等方面遏制電子垃圾。
1 理念的改變
解決電子廢物危機,首先是理念的改變。當前,消費者購買新型電子產品體驗最新軟、硬件技術,來達到快速、高效、多應用的要求,是非常方便、便宜的。這種快速的“廢棄和購買”式循環,是人類付出昂貴代價的開始(資源有限、污染加劇、健康隱患)。人們急需改變傳統主導模式--更快、更小、更便宜的理念,代之以“可持續模式”。我們的產品應更清潔、持久、方便升級,易于安全處置。電子、軟硬件工程師們可以給我們提供更具彈性的軟硬件架構,使之易升級和更具兼容性,只需更換少量元件,而不是技術更新帶來的整體淘汰。
2 產品的系列化、通用化
產品系列化是標準化的高級形式,是標準化高度發展的產物,也是產品標準化走向成熟的標志;系列化是使某一類產品系統的結構優化、功能最佳的標準化形式。系列化產品的基礎件通用性好,它能根據市場的動向和消費者的特殊要求,采用升級產品的經濟合理辦法,機動靈活地發展新品種。例如,手機的更新換代中出現的一機型一充電器,同品牌手機不同充電器的情況,已造成家家多款報廢手機、充電器,電子垃圾成堆。手機標準的滯后是造成電子垃圾成堆的主要原因之一,查遍了手機相關的標準,就是沒有關于手機接口要求的條款。不單是手機,其他的電子產品亦然,在此呼喚的是所有電子產品的通用化、系列化。
因此,電子產品最初生產時,必須設計得易于清潔、安全、高效地再生出原材料。最初的原材料在最后是適于重組或處理的。在拆卸和處理時有可能造成危害、污染的要貼上警示標識,產品也應該設計的更易快速拆卸和碎小形成可再用形式,采用通用設計規范,延長使用壽命。
3 制造商責任EPR原則
制造商必須對其產品負有經濟、實物、法律上的責任?!皵U展的制造商責任”EPR原則要求制造商對其產品完整生命周期負有連續責任。過去,制造商把對環境的成本外化給公眾、消費者、后代和發展中國家。EPR的目標是鼓勵制造商通過改變設計和生產技術,在產品生命周期中的每一步防止污染、減少資源和能量的消耗,制造商對產品的生產和處理負責,促使他們采用預防原則,使用無害和易處置的原料。EPR的一種模式是制造商們最終對使用后的產品處置,可以是直接,也可以是通過第三方。無論哪種模式,都需要有強制的法律實施,促使制造商懂得對電子廢物應承擔的環境責任,促使這些產品設計者迅速地做出改進,以及必須負有產品整個生命周期的責任,并積極發明和實施利于環境、易于循環的方案。
4 最終整體規范化
電子產品可持續化應用工作任重道遠,要達到整體規范,可著手從幾個方面實施:
一是,以IEC 111/192/CD-2010《電氣和電子設備用壽命終期再循環能力計算》等標準為基礎,系統開展電子類產品生產技術標準的分析、研究、轉化、應用工作,并在企業推廣實施。二是,在GB/T 23685-2009《廢電器電子產品回收利用通用技術要求》、GB/T 28555-2012等標準為基礎,研究可回收再生物質的開發、推廣、應用。三是,明確政府、生產者和消費者的責任與義務,切實提高電子垃圾污染的防治水平,建立回收獎懲機制。四是,大力宣傳電子垃圾污染的危害性,引導群眾增強環保意識,規范回收廢舊家電,建立起電子垃圾回收處理網絡。[2]
以標準化規范企業的產品制造,以再生材料應用提升產品的環保度,應該成為電子產品生產的主流模式,是從源頭遏制電子垃圾大規模產生的有效途徑。
參考文獻:
[1]單連弟.環境科學與管理[J].2008(7)162.
【關鍵詞】自動化生產;EMS電子企業現狀;自動化管理應用的意義;發展前景
EMS電子制造企業是中國制造業的重要組成部分,在激烈的市場競爭下,為了迅速提高企業的核心競爭力,加快企業的信息化進程,讓電子企業順利地走向信息化,特別是生產自動化,目前是企業迫切需要解決的難題之一。
自動化生產就是以生產中的各種參數為控制目的,實現各種過程控制,在整個生產中,充分利用各種能源與資訊,盡量減少人力的操作,來進行生產工作,即稱為自動化生產。
1電子制造服務(EMS)企業
EMS企業為OEM(originalequipmentmanufacturer,原始設備制造)提供復雜集成的制造相關服務。國際著名品牌IBM、Intel等紛紛將制造業務剝離給EMS企業,EMS企業為OEM企業大大了節省交易成本。使得EMS產業迅速發展。EMS企業已從最初的電路板裝配外包業務發展到覆蓋整個產品生命周期的外包服務,從設計、采購、庫存、生產、測試、質量控制到售后回收服務一應俱全。
2自動化生產的發展
二十世紀20年代,隨著汽車、滾動軸承、小型電動機和縫紉機等工業發展,機械制造中開始出現自動化,最早出現的是組合機床自動化。在二十世紀20年代之前,首先是在汽車工業中出現了流水生產線和半自動生產線,隨后發展成為自動化。第二次世界大戰后,在工業發達國家的機械制造業中,自動化的數目急劇增加。
我國工業發展的重點是結構調整和產業化升級,其主要目的是提高工業體系結構的合理化,更加適應市場的需求,同時采用新技術改造傳統產業的生產過程以提高生產效率和產品質量。而采用先進的自動控制技術來提升傳統生產過程并改進其生產工藝是一條投資少、見效快的途徑。生產技術越先進,自動化程度越高,對生產過程自動化專業人才需求量就越大。曹妃甸工程、環渤海經濟圈建設中新上項目均為高度自動化項目,冶金、化工、醫藥行業等企業的擴建及自動化系統的升級改造,為生產過程自動化專業畢業生提供了廣闊的就業空間。生產過程自動化技術的發展和廣泛應用將對整個國民經濟的高速發展起著助推劑的作用,因此各行各業都需要大量的該專業的實用型技術人才。
2.1自動化生產優點。
采用自動線進行生產的產品,應有足夠大的產量。對于產品設計和工藝,應先進、穩定、可靠。在大批、大量生產中,采用自動線能提高勞動生產率,穩定和提高產品質量,改善勞動條件,縮減生產占地面積,降低生產成本,縮短生產周期,保證生產均衡性,有顯著的經濟效益。
2.2自動化生產步驟。
①先確定節拍時間:不論何種制品,必須在需完成的恰好時間內制造。
②單位流程:對于一項產品,進行單位配件的搬運、裝配、加工、素材的領取。
③先導器:以目視即能了解節拍時間的裝置的制作。
④U字型生產線:依工程順序,將設備逆時針排列,并由一人負責出口及入口。
⑤AB控制:進行工程時必須是后工程無產品,前工程有產品的情形。
⑥燈號:傳達生產線流程中產品異狀的裝置。
⑦后工程領?。荷a線的產品要滿足后工程的需求。
2.3自動化生產設備聯結。
自動線中設備的聯結方式有兩種,分為剛性聯接和柔性聯接。在剛性聯接自動線中,工序之間沒有儲料裝置,工件的加工和傳送過程有嚴格的節奏性。在某一臺設備發生故障而停歇時,會引起全線停工。因此,對剛性聯接自動線中各種設備的工作可靠性要求高。
剛性自動化生產線是多工位生產過程,用工件輸送系統將各種自動化加工設備和輔助設備按一定的順序連接起來,在控制系統的作用下完成單個零件加工的復雜大系統。在剛性自動線上,被加工零件以一定的生產節拍,順序通過各個工作位置,自動完成零件預定的全部加工過程和部分檢測過程。因此,與剛性自動化單機相比,它的結構復雜,任務完成的工序多,所以生產效率也很高,是少品種、大量生產必不可少的加工裝備。除此之外,剛性自動生產線還具有可以有效縮短生產周期,取消半成品的中間庫存,縮短物料流程,減少生產面積,改善勞動條件,便于管理等優點。它的主要缺點是投資大,系統調整周期長,更換產品不方便。為了消除這些缺點,人們發展了組合機床自動線,可以大幅度縮短建線周期,更換產品后只需更換機床的某些部件即可(例如可更換主軸箱),大大縮短了系統的調整時間,降低了生產成本,并能收到較好的使用效果和經濟效果。組合機床自動線主要用于箱體類零件和其他類型非回轉體的鉆、擴、鉸、鏜、攻螺紋和銑削等工序的加工。剛性自動化生產線目前正在向剛柔結合的方向發展。
而在柔性聯接自動線中,各工序(或工段)之間設有儲料裝置,各工序節拍不必嚴格一致,即使某一臺設備短暫停歇時,也不會影響其他設備正常工作。所以綜合自動線、裝配自動線和較長的組合機床自動線常采用柔性聯接。
最近,中國電子供應鏈中出現的問題同樣引起OEM的焦慮。在中國,供應鏈顯的很脆弱。這次經濟下滑期間,數以千計的公司中止其在中國的業務,很多公司問他們的供應商事情將如何發展,但是沒人能回答這個問題。對于大宗產品而言,貼近終端市場顯的尤為重要??拷M市場可以帶來更多的敏感信息。對于大宗產品,會有所不同。
3自動化生產應用于EMS電子企業管理的意義
在無人干預的情況下,按規定的程序或指令自動進行操作或控制的自動化生產,其目標是“穩,準,快”。自動化技術廣泛用于工業、農業、軍事、科學研究、交通運輸、商業、醫療、服務和家庭等方面,特別是應用于EMS電子企業中效果更好。由于采用自動生產化,人們可以從繁重的體力勞動、部分腦力勞動以及惡劣、危險的工作環境中解放出來,同時擴展人的器官功能,提高勞動生產率,增強人類認識世界和改造世界的能力。我們知道自動化生產應用范圍很廣,例如:機械制造業中有鑄造、鍛造、沖壓、熱處理、焊接、切削加工和機械裝配等,也有包括不同性質的工序:毛坯制造、加工、裝配、檢驗和包裝等;對于切削加工自動線,在機械制造業中發展最快、應用最廣。其主要有:用于加工箱體、殼體、雜類等零件的組合機床自動線;,由通用、專門化或專用自動機床組成的自動線用于加工軸類、盤環類等零件;用于加工工序簡單小型零件的轉子采用旋轉體加工自動線。
4自動化生產的應用前景
一、現狀及面臨的形勢
(一)基本情況。
1.產業規模擴展迅速。近年來,*市電子信息產業發展迅速,全行業現有規模以上企業500多家,其中過百億元企業1家,過10億元企業5家,過億元企業33家?,F有全國電子百強企業2家,全國軟件百強企業7家。20*年,全市電子信息產業實現主營業務收入732億元,增長18.3%;其中,電子信息產品制造業166億元,軟件業233億元(占全省軟件的61%);實現利潤31億元,同比增長28%。電子信息產業對全市經濟增長的貢獻率穩步提升,逐漸成為*市重要的支柱產業和新的經濟增長點。
2.產業特色漸趨鮮明。電子信息產品制造業具備一定發展基礎,基本形成以計算機/服務器、通信網絡設備、數字家電和半導體元器件為主要產品的產業集群。半導體照明、RFID(射頻識別)等新興產業起步良好,在省內具有一定發展優勢。軟件業優勢明顯,獨立軟件規模與實力居全省首位,信息服務外包和動漫游戲產業發展迅速,“動漫泉城”初具規模,“*軟件”整體品牌在全國具有一定知名度和影響力。電子信息傳輸服務業穩定增長,以通信業為主、互聯網企業為輔的發展局面初步形成。電子信息產品流通業漸成規模,山大路科技商務區成為長江以北第二大電子信息產品交易市場。
3.產業創新能力不斷增強。全市擁有市級以上企業技術中心26個(其中,國家級1個,省級4個),擁有市級以上名牌產品35項(其中,中國名牌3項,中國馳名商標3項,省名牌8項),獲得市級以上科技進步獎140項(其中,國家級8項,省級42項)。軟件產品自主知識產權率達到70%以上。
4.信息技術改造提升傳統產業成效顯著。信息技術在全市工業企業得到普遍應用,企業管理水平、技術創新能力和經濟效益得到全面提升,新產品開發周期明顯縮短。重汽、濟鋼、山水等重點企業走上科技創新、節能減排、降本增效發展道路,先后有10家企業入選全國企業信息化500強,有30多個項目列入全國信息技術推廣應用“倍增計劃”。農業、商貿、物流、金融等行業信息技術改造取得重大進展,以信息流引導商流、物流和資金流的現代服務業新業態漸成規模,電子商務交易額近年來年均增長30%以上。
5.社會各領域信息技術應用深入推進。300多個單位接入市公用信息平臺,全市75%的部門實現辦公自動化,100%的部門和縣(市)區政府建立門戶網站,電子公文傳輸系統覆蓋所有部門和縣(市)區,25%以上的行政許可事項實現網上辦理。財稅增收、行政審批、政府資金網上結算、電子監察和聯網審計工程等重點工程取得顯著成效。文化、教育、衛生、勞動就業、社會保障、公共安全、公用事業等領域的信息化服務水平不斷提高。6.發展環境逐步優化。先后出臺大力發展軟件產業、信息化工程建設管理、信息技術改造傳統產業等一系列指導意見,軟件、動漫游戲和集成電路產業發展政策日益完善。產業載體建設取得積極進展,國家信息通信國際創新園(CIIIC)、中國服務外包基地城市、國家軟件出口創新基地和國家動漫游戲產業基地相繼落戶*市,“*(濟北)電子信息產業園”、“*(長清)電子信息產業園”和“*省軟件產業園”先后被認定為省級電子信息產業園。
(二)存在的主要問題。當前,*市電子信息產業發展存在的主要問題和差距是:帶動能力強的龍頭企業少,產業基礎薄弱,發展后勁不足;信息化對工業化的帶動作用尚未得到充分發揮,融合度有待進一步提升;本地化產品配套能力較弱,產業鏈不完整;產業投入不足,缺乏新的增長點;信息產業人才隊伍結構性矛盾突出,高層次、復合型人才短缺;信息化體制機制尚需完善,政策法規體系建設相對滯后;基礎網絡整合和信息資源共享步伐不快,信息資源開發利用水平有待進一步提高。
二、指導思想、基本原則及目標
(一)指導思想。圍繞建設區域信息中心城市的發展目標,以加快信息化和工業化融合為重點,不斷優化產業發展環境,著力推動自主創新和產學研用相結合,突出抓好產業基礎和產業鏈條的打造和完善,進一步加快產業結構調整和布局優化,實現電子信息產業高端化,力爭打造過千億產業,建設國內外“軟件名城”,加快*市經濟結構調整和發展方式轉變。
(二)基本原則。
1.規劃引導與政策扶持相結合的原則。把推進電子信息產業發展和信息化建設作為發展高新技術產業的重中之重,積極運用市場調節機制,以需求為導向,以企業為主體,發揮好市場對電子信息產業和信息化資源的基礎性配置作用。
2.信息化與工業化相結合的原則。推進裝備類制造業信息化,加強對裝備類制造業企業產品設計、生產流程的信息技術再造,擴展成套設備及組合加工設備性能,增強裝備制造產業的核心競爭力。加強基礎類制造業信息化,圍繞建材、石化、冶金等高能耗、高污染行業,有效降低基礎類制造業企業資源、能源消耗和污染排放。
3.人才建設與產業發展相結合的原則。深入貫徹國家、省、市有關人才政策,結合“泰山學者”、“泉城學者”和拔尖人才建設工程,堅持培養、引進、使用人才并重,進一步形成育才、引才、聚才和用才的良好環境與政策優勢,為電子信息產業振興提供智力支撐。4.打造產業基礎與蓄勢發展相結合的原則。加強產業配套環境建設,優化產業發展環境,不斷夯實產業基礎;利用全球金融危機帶來的發展機遇,積極引進關鍵設備儀器,加大技術研發、引進和儲備力度,加快重點項目的策劃與建設,增強產業發展后勁和實力,實現信息產業持續健康快速發展。
(三)規劃目標。
1.經濟總量。到2011年,全市電子信息產業實現主營業務收入1500億元,年均增長27%,其中電子信息產品制造業500億元,年均增長44.2%。累計完成工業固定資產投資230億元,年均增長34%。
2.產業布局。認真落實產業發展布局規劃,加快項目和載體建設。充分發揮重點產業園區和龍頭企業帶動作用,打造和延伸產業鏈條,提高產業區域集聚水平。建設全國信息產品集散地,構筑匯集國內外生產類、消費類電子產品的強勢流通業。構建全國數字創意產業先進城市,培育“動漫泉城”品牌。重點建設國家信息通信國際創新園(CIIIC)、國家服務外包示范城市、國家軟件出口創新基地和國家動漫游戲產業基地,突出發展電子信息制造業、軟件業與信息服務業,創建“軟件名城”,加快建設*軟件產業基地及國家級電子信息產業園,拉動省會城市圈電子信息產業發展。3.技術創新。大力培育具有自主知識產權的產品、自主品牌和核心技術,進一步完善以企業為主體、以市場為導向、產學研用相結合的運行機制,基本形成具有區域特色、運轉高效的創新體系。力爭新增市級以上企業技術中心10家。
三、產業調整和振興的重點任務
(一)壯大電子信息產品制造業。重點依托齊魯軟件園、浪潮科技園、浪潮產業園和光電子產業園,以山大碳化硅材料、華芯12英寸芯片、華光LED外延片、力諾光伏電池、晟朗多晶硅、同欣半導體及器件、寶世達LED全彩顯示屏、富美科技環保激光硒鼓等大型項目為帶動,大力發展電子信息制造和半導體產業,著力打造國內重要的電子信息和半導體產業基地。
壯大計算機與通訊設備制造業規模。圍繞國家信息通信國際創新園(CIIIC)建設,以浪潮等骨干企業為龍頭,吸引國內外知名企業和研發機構入駐,努力建成全國最大的服務器及計算機設備生產基地。加快網絡設備、通訊設備、專用電子設備開發生產。迅速壯大浪潮服務器、特種計算機產業規模,創建世界一流的信息通信技術產業集群。推進基于下一代互聯網和第三代移動通信網的關鍵技術及相關產品研發生產,培育新的產業增長點。
大力發展集成電路產業。盡快尋求與國際集成電路知名企業的戰略合作,加快12英寸集成電路生產線項目建設,促進集成電路實現“設計—制造—封裝—檢測”產業鏈條延伸發展,建設形成集成電路產業園。
突出發展半導體照明與光伏產業。加快發展半導體照明,積極推進光電子產業園建設,加快碳化硅襯底材料產業化,做好LED、LD外延片等上游產品研發生產,形成國內重要的光電子上游產品襯底和外延片生產基地。加快力諾300兆瓦電池片、晟朗2000兆瓦太陽能多晶硅和1000兆瓦電池片及光伏組件生產項目建設;重點發展太陽能集熱器、硅片、電池片、光伏發電等產品;跟蹤國際前沿技術,重點研發太陽能產業新技術、新工藝、新產品。提高太陽能發電系統設備的研發制造能力,推動光伏產業發展。
迅速提升電子配套產業實力。加快電子元器件、零配件、印刷電路板等產業發展,建設電子產品生產資料市場,積極引進電子元器件、零配件、印刷電路板等配套產品生產企業,逐步形成設計、制造、測試、封裝、元件組裝、流通相配套的生產協作體系,為科技創新提供基礎條件。
加快發展消費電子產業。廣泛運用信息技術改造家電產業,逐步擴大大屏幕、壁掛式、數字化液晶電視生產規模,建設國內重要的高檔彩電生產基地;加快數字電視機頂盒、數字多媒體終端產業化進程,發展壯大智能家電產業;加快生產基地、配套產業與物流中心建設,推進家電產品網絡化、數字化升級。擴大半導體器件產業規模。在現有基礎上,整合半導體制造企業資源,積極引進功率半導體、新型元器件等生產線,提升半導體器件產業規模和整體實力。
做大做強自動化控制產業。圍繞*市先進制造業基地建設,加快儀器儀表、傳感器、汽車電子、電力電子、智能機器人等產品研發中心和生產基地建設,吸引相關企業集聚,培植優勢企業。
(二)推進信息化與工業化的融合。加快推進信息技術應用。重點圍繞汽車、鋼鐵、石化、機械裝備、建材、電力、食品藥品等領域需求,提升信息技術支撐傳統產業改造升級能力。加快重點行業產品研發、生產、營銷、管理四個環節的信息技術改造,推進設計研發信息化、生產裝備數字化、生產過程智能化和經營管理網絡化,推進國產自主開發三維CAD/CAM軟件的應用,提高企業核心競爭力。充分運用信息技術推動“雙高一資”企業的改造,推廣節能降耗信息技術及產品應用,促進循環經濟發展。鼓勵嵌入式軟件發展,支持嵌入式操作系統研發,提升產品技術含量,促進嵌入式軟件在信息家電、通信設備、自動控制、汽車電子等領域的廣泛應用。
推廣工業軟件應用,鼓勵和支持軟件企業與傳統應用行業合作,加強工業軟件開發力度,打造新的縱向行業應用軟件產業鏈。建立一批行業信息技術推廣應用中心,開通信息技術改造傳統工業公共服務平臺,完善電子商務綜合服務平臺,建設行業共用技術數據庫、解決方案和案例數據庫,為信息技術改造傳統產業提供基礎支撐。
(三)突出發展軟件產業和動漫游戲產業。
1.軟件產業。逐步形成以*高新區為核心,輻射周邊、星狀分布的三大軟件產業功能區。*高新區大力發展軟件及信息服務外包,打造成為全市軟件研發生產核心區。歷下區逐漸形成面向全省、輻射周邊的軟件市場,打造軟件與信息服務業市場開拓及推廣應用區。長清、市中、槐蔭、天橋區發揮城市中心和區域金融區功能,打造總部經濟、服務外包、投融資與產業配套服務區。
加強軟件產業載體建設,以部省共同推進*軟件與信息服務業發展為驅動,進一步完善軟件園區軟硬件建設,培植壯大核心基礎軟件,全力打造“軟件名城”;大力發展軟件及信息服務外包產業,抓好中國服務外包基地城市和軟件出口創新基地建設,完善軟件服務外包綠色通道,建設國家級“中日IT橋梁工程師示范交流基地”,培植一批具有國際競爭力的軟件出口外包企業;強化信息安全、中間件等基礎軟件研發,發展具備國際競爭力的信息安全產品,構建整體信息安全解決方案,加快信息安全保密平臺等項目建設,打造*國高水平的中間件領域創新與產業化基地;做強行業應用軟件,推動全市各應用軟件聯盟的發展,整合資源,共同開拓國內外市場,形成發展合力。
2.動漫游戲產業。圍繞建設“動漫泉城”的戰略目標,打造成熟的動漫游戲產業鏈,培育一批具有泉城風格和國際影響力的動漫游戲品牌,形成全國一流的動漫游戲產業集聚中心。建立健全動漫游戲產業教育培訓中心、研究創作中心、產業孵化中心、產品展示和交易中心、信息交流中心、動漫游戲體驗中心,形成集創意、研發、產品制造、市場推廣為一體的動漫游戲市場運營體系。著力突破一批重大優秀動漫游戲產業項目,帶動軟件開發、影視制作、教育出版、休閑娛樂等相關產業發展,使動漫游戲產業成為全市國民經濟新的增長點。
(四)加快發展信息服務業。建立健全信息基礎設施建設協調處理機制,促進資源共享和聯合建設。重點推進離岸信息服務外包業務和3G、寬帶無線城域網絡、下一代互聯網建設,加快三網融合,全面提升全市信息基礎設施水平。引導通信企業參與信息化建設,重點發展電信與互聯網增值業務,鼓勵企業把技術業務創新和應用重點放在傳統產業改造、社會服務領域應用上,開發面向大眾和企業的增值服務業務,積極推廣經濟實用的網絡服務,讓全社會享受到信息產業發展帶來的便利和實惠。凈化網絡環境,促進互聯網繁榮發展。發展數字內容服務業,鼓勵企業和社會中介機構從事信息資源公益性和商業性開發。加快“數字泉城”建設,不斷提高城市數字化管理服務水平。
四、政策措施
(一)貫徹落實國家、省擴大內需的各項措施。全面落實國家、省擴大內需、促進經濟增長各項措施,加快重點電子信息投資項目的建設進度,爭取更多相關投資項目得到國家、省支持。進一步拓展電子信息產業發展空間,抓住產業振興規劃實施、增值稅轉型、家電下鄉等有利時機,借助國家推進第三代移動網絡、下一帶互聯網、寬帶光纖接入網絡的契機,找準切入點,加快電子信息產業的振興和發展。
(二)拓展融資渠道,進一步破解資金難點。引導和支持企業與國內外知名企業、財團重組聯合,采取多種形式籌融資。加強部門協調,支持優勢企業上市融資。建立銀政企合作平臺,完善資金需求項目庫,采取多種形式向金融機構推薦項目。各商業銀行應創新金融產品,擔保機構要有效發揮功能作用,為電子信息產業提供更好的金融服務。
(三)實施園區發展戰略,促進信息產業聚集發展。進一步優化電子信息產品制造業區域發展功能結構,明確產業定位,完善產業鏈條,壯大電子信息產品制造業規模。發揮高新區三大金字招牌和產業中心區的作用,重點培育設計研發、整機制造等功能;同時,加快濟陽、長清電子產品加工、自動控制產業等配套產業區建設。完善基礎設施和支撐服務體系建設,優化產業積聚區發展環境,形成空間優化、分工有序、協調發展的產業格局。
(四)加強技術創新和對外開放。加快技術創新體系建設,重點加強技術中心、研究中心、實驗室、產業聯盟和公共技術支撐平臺建設。充分發揮駐濟高等院校和科研院所的研發優勢,推動“政企產學研金”緊密結合。以重點園區和骨干企業為載體,加大招商引資力度,擴大利用外資規模,促進國際交流與合作。
1.1先進控制
1.1.1先進控制的特點在化工的生產當中,往往生產過程較為復雜多樣,這樣就很難的建立起數學模型。一旦沒有完善的數學模型,就會導致預測和推斷的失誤。與傳統的控制技術相比,先進的控制技術能夠更加的抓準將要預測和推斷的難點。
1.1.2先進控制的應用
先進控制的應用在當今的自動化技術當中得到過廣泛的應用,與傳統的技術水平相比,現如今的技術手段不僅僅應用到了信息化技術手段,還應用到了很多數學模型之類的知識。因為只有建立了完善的數學模型,才能夠對采集到的變量進行精確的統計和計算。再加上信息化的先進技術,這些是保障先進控制應用的有效技術手段之一。
1.2現場總線
1.2.1現場總線的特點
現場總線具有將所有的線路連接起來的功能,現場總線將所有的自動化系統和只能現場設備進行了連接,使得這些智能化設備能夠聽從統一的號令,這種管理方式既能夠節省大量的人力和物力,還能夠在很大程度上使得系統的管理變得更具有自動化和智能化。線路總線基于計算機網絡自動化技術,使得系統的單回路調節器、現場變送器、現場執行器、可編程序控制器等設備能夠與總線進行連接,進而對化工生產當中的一些設備進行更好的控制和調整。
1.2.2現場總線控制系統
現場總線系統能夠在化工生產和電氣自動化的生產當中保證成本的最低化和投資以及安裝費用的最低化,這些費用對于任何一個商家來說都是應當精打細算的,只有注重每一個細節,才能夠使得企業不斷的變得強大起來?,F場總線的控制還能夠減少工人的工作量,在保證質量的情況下增加了工作的效率。
2化工生產中電氣自動化技術的發展趨勢
化工生產中電氣自動化技術的發展趨勢已經越來越趨向于國際化,因為我國目前的電氣化發展已經采用了很多先進的科學技術和技巧,現代化的科學技術與先進的技術是完全分不開的,其中以電子信息技術為最主要的技術手段?,F如今在這個二十一世紀當中,更多的事業都趨向于信息化和國際化。自從研發出了電氣自動化技術在化工廠當中的應用,對于提高信息系統的處理能力就有著很高的要求,然而信息系統的運行和應用又完全離不開網絡技術。通過電氣自動化的運行和應用可以加快我國現有工業的發展,從節約資源入手,盡最大的可能去降低生產的成本和費用,保證少成本就可以獲得更多的經濟效益。能夠合理并且高效的應用現代化信息技術是縮短我國與其他國家之間差距的一個保障之一,只有促進全國的經濟發展才能夠讓更多的百姓擁有現代化的生活。
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