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创新智能制造方法 增强整体创新能力

2019-03-15

针对激光智能制造实施体系建设及增强整体创新能力的需要,在对现有创新方法分析和总结的基础上,大族激光科技产业集团股份有限公司技术总监冯建国项目团队和湖南大学机械与运载工程学院刘坚教授团队联合实施了“面向激光装备智能制造的创新方法系统性应用研究与示范”项目,构建了一套适合激光智能制造的创新方法体系,深入探讨该创新方法体系在智能制造过程中涉及到客户化定制订单的获取、产品设计与研发、生产组织和管理、资源效率评估、物流与供应链管理等各个环节的应用流程与模式,进而将该创新体系推广和应用到产品全生命周期管理中,同时为支撑创新方法体系在激光装备智能制造过程中的应用,构建相应的支撑工具平台。最后,通过对智能制造的探索,完成对制造业其他行业的智能制造推广。

1 研究内容

该项目主要研究内容包括4个子课题:(1)面向激光装备智能制造的创新方法体系研究。对现有的创新方法进行总结,结合大族激光智能制造情况,建立适合大族激光实情的创新方法体系,构建创新方法体系的评价指标体系,制定管理办法等推进创新体系应用;(2)面向激光装备智能制造的应用流程与模式研究。梳理大族激光现有的运营业务模式,创新方法体系与现有的业务模式相融合,再造后流程与模式推广到产品全生命周期,再造后的流程与模式应用效果评价;(3)激光装备智能制造的支撑工具平台构建。结合现有业务模型,面向激光装备智能制造的PLM系统的实施、企业服务平台系统架构的建立以及高度集成车间制造执行系统(MES);(4)面向制造业的智能制造方案示范与推广。总结出大族激光智能制造创新模式,将大族激光智能制造方案推广到其他企业,完成制造企业向服务企业的转型。

2 业务流程优化

依托云计算架构,引入SOA理念,基于业务需求分域模块化设计,包括平台层(PaaS)和应用服务层(SaaS)、运营服务管理平台、云应用管理系统和平台接口设计内容。核心内容为云计算平台、运营管理平台和WEB统一门户展现。云计算平台包括平台层内容、应用服务层内容,每层内容及各层级间互联支撑,其中应用服务层不仅有SaaS化应用服务软件,还有企业云平台的各业务应用管理系统,各业务应用管理系统又根据项目建设需求进行规划设计。

2.1 业务效率大幅度提升

CAD/CAE软件和云工作站等形成设计资源池,在平台统一调度下为设计师服务,保证了设计人员随时调用最大可用资源,CAE分析一体化,缩短研发周期,从而提升了研发人员的工作效率。

2.2 企业资源利用最大化

一台工作站,可供多人同时在线共享使用。本地无需任何CAD设计软件,通过浏览器即可使用云平台中设计资源进行CAD设计等工作。这样把软硬件资源集中动态管理,大大提高了软硬件资源的使用效率,节省企业成本。

2.3 数据安全可控

整个设计流程中涉及的模型数据均在机房存储,本地没有任何数据。仅在授权条件下,才提供上传和下载功能。员工离职时只需注销账号即可,所有设计文件和过程数据仍保留在机房。

2.4 研发业务过程可视化管理

CAE/CAD研发人员所有操作步骤和结果均记录在机房,管理者可随时查看项目进展。从而实现项目设计过程的可视化管理和量化考核。

2.5 IT管理精细高效

个性化定制用户的应用软件访问权,不同用户IT人员可通过简单的授权即可赋予不同的开发权利。通过云工作站负载和软件实时监控,硬件、软件资源统计功能,实现对IT资源的精细化管理。

3 产品研发成果

高功率激光自动化切管机系列装备采用了全自动捆料上下料生产线以及和这些设备相关的自动化控制技术、新型生产制造工艺技术、新型切管工艺技术,是集激光切割、精密机械、数控技术等学科于一体的高新技术产品。系列装备中的自动化高功率激光切管机可加工612 m长的圆管、方管、矩形管、椭圆管及其他的异形管材。该系列装备是大族激光科技产业集团股份有限公司研制开发的具有国际水准的大功率数控专业激光切管机装备。

在实际的管材激光加工过程中,用户的管材存在各种程度的缺陷,其中管材的扭曲变形和弯曲变形对加工影响较大,还会影响到切割后的质量。为了解决因用户材料原因造成的切割缺陷,项目组开发了激光切割管材扭曲、弯曲变形自动补偿技术。针对目前管材加工方面特殊截面管材的加工需求开发了特殊截面管材激光切割技术。此外,项目组还研制了多个高速大行程回转夹头组合匹配自动上下料装置、管材辅助支撑、切管数控系统开发,可有效解决多种形状管材和复杂廓形切割难题,提高管材切割柔性、质量和劳动生产率。

全自动数控激光切管机核心技术的研发,提升了国产装备在行业中的竞争优势,同时对我国激光产业的发展以及提升我国高端制造行业的技术装备水平及其产品的制造能力具有积极的推动作用,形成了激光智能化切割的产业化能力。