機電一體化技術在智能制造的運用

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隨著改革開放逐步深入，機電一體化逐步發展成了我國工業進一步發展的重要動力來源。通過利用機電一體化技術能夠把電子技術與機械制造技術更為緊密的融合，確保在機械制造的過程中可以實現對整個流程的智能化管理，未來機械制造也定會逐漸向著智能化制造方向發展。

1機械制造企業智能制造的具體思路

1.1產品的智能化。因為煤礦機械設備多是在煤礦開采過程中應用，而且煤礦開采作業所面臨環境較為復雜，其要求機電設備具有更高的可靠性，也要求煤礦機械設備擁有更高的自動化程度，這樣才能確保煤礦開采的效率進一步提升，所以，便要求煤礦開采中各種機械設備，尤其是煤礦掘進設備應當擁有特定的感知能力、判斷能力以及執行能力。1.2裝備智能化。確保目前所擁有的制造設備進一步升級為智能制造設備，或是購進新的智能制造設備，首先，可以把專家所擁有的知識以及經驗和機械制造流程相互結合。其次，讓機械制造系統擁有學習能力以及知識的進化能力，確保機械制造最后可以達到自律制造的目標。1.3車間智能化。在機械制造智能化轉變過程中，車間智能化是非常關鍵的環節，對于煤礦機械制造企業而言，其中最為重要的車間為加工車間以及裝備車間，而對于這兩種車間而言，最為重要的工作便是要確定具體生產何種零件、機械設備運行狀況如何，物料配送情況、生產統計情況以及質量管理工作等等，也之后確定這些工作能夠實現智能化，才可以確保實現車間的智能化。1.4工廠智能化。要想確保煤礦機械制造企業能夠進一步的提升生產效率，最為關鍵的是要實現工廠的智能化，要能夠達到煤礦開采設備定制生產的需求，而要想實現用戶的各種需求，便應當確保工廠生產流程的智能化，其中主要包含有4個不同的內容，分別為智能生產控制過程、智能生產執行過程、智能加工過程。

2西安煤機的智能制造轉型方案設計

2.1數字化柔性生產線的建設。西安煤機目前擁有很多的進口加工設備，這些設備在國際上都是較為先進的，不過，不同的設備在運行過程中處于獨立狀態，不同系統之間也處于封閉狀態，企業實際生產過程中信息孤島問題尤為突出，而且在實際生產之中還有不少的工序要求要有人工的輔助，這樣導致了在機械設備制造過程中，使得企業所擁有的先進設備潛能無法得以有效發揮。西安煤機的制造生產線初始設計過程中，較多的考慮到了人工作業便捷性，所采用的理念依舊是流水線設計理念，所以，從生產線的整體水平來看，其自動化程度相對較低，尤其是一些機電設備的配電作業，很大程度上都要依靠人工方式完成，這也是現階段西安煤機生產效率無法有效提升的重要因素。而利用柔性生產技術，則能夠確保機電設備的自動化能力可以得到充分發揮，從而確保企業的生產能力得以顯著提升。在自動化生產線的建設過程中，主要是利用機電一體化技術，而由于裝配作業屬于勞動密集型工作，主要針對服務于人工復雜精細操作的電子看板信息推送、數字化的物料配送、檢測數據分析等工作，最終確保裝配工作也能夠實現模塊化以及數字化的生產，從而構建成基于機電一體化技術的生產模式，確保裝備的數字化能力，提升數字化制造所占比例，確保車間可以更好的應對生產柔性。數字化柔性生產線建設的技術路線如圖1所示。2.2基于機電一體化技術構建數字化車間制造。執行系統(MES系統)西安煤機目前所采用的生產模式依舊是完全訂單生產模式，此種生產模式屬于離散型生產模式，同時也導致企業在實際管理過程中會面臨較大的困難。西安煤機企業現階段只是簡單的依照產品對生產線加以劃分，導致生產計劃的安排不夠科學與合理，很多設備的運行效率也差異較大，在進行零件加工以及裝配的過程中均不夠協調，使得不同層面上所制定的計劃無法依照設定期限完成，設備制造周期相對長，從而使得企業的生產效率一直得不到提升。另外，很多實時生產信息未能被有效、全面與及時的采集，使得各種生產信息無法被有效分析以及統計，導致車間管理工作水平無法得到有效提升。在建立數字化車間制造執行系統的過程中，其是在MES之上連接上PDM系統以及ERP系統，而且還會結合CPS系統，通過這些系統的應用，能夠確保生產過程中自任務下發至產品完成生產加工的全部工序，均能夠集中到同一個平臺之上進行管理。調度以及控制。同時還利用MES系統實現現場管理的透明化，確保各項資源能夠得以優化配置，使得生產調度也更為智能化。目前西安煤機MES系統的構建內容包含有下列幾項：（1）計劃安排和生產制定的一體化。結合不同訂單的具體產品交付日期，同時充分利用ERP系統中計劃任務的數據信息，全面的分析不同制造資源，構建對應的約束模型，建立起高級排程計劃。系統依照具體的生產計劃而制定任務，還會結合不同工藝的具體參數需求對全部工序的生產數據加以收集與分析，針對生產現場存在的問題加以預警和管理，確保開展異常管理工作時能夠形成閉環管理的模式。（2）生產執行以及物料配送的一體化。借助于立體料庫和WMS、AGV系統等，確保物料配送的及時化，從而確保存貨周轉效率得以進一步提高，降低呆滯以及在制造產品數量，從而確保生產成本能夠得以顯著減少。（3）設計制造的一體化。設計制造過程中和PDM集成，從而得到MBOM、圖紙以及工序指導書等相關參數與信息，而且把所獲得的信息和具體生產任務加以關聯，確保生產過程中能夠進行可視化查詢。（4）實時、全面的生產調度以及監控。依照不同工序之中具體的完工情況，對生產進度加以全面、實時的監控，并及時生產監控報表，將生成的報表實時推送到電子看板上，確保整個生產過程達到可視化以及透明化目標，同時還能對整個生產流程進行追溯管理。

3經濟效益分析

從智能轉型方案的研發費用節約、人工費用節約、生產效率提升、產品不良率損失減少以及水電費用節約等多個方面進行分析，得出在進行智能制造轉變之后，每年可以確保企業獲得1029萬元的經濟效益，而智能制造所需資金投入約6400萬元，則可以計算得到投資的靜態回收期為6.2年，而動態回收期則為8年(貼現利率依照5.9%進行計算)。并且，在采用智能制造之后，會與企業的訂單式生產模式更為適宜，確保企業所成產的產品質量更優，產品生產的周期更短，而且企業的可參觀性會得到極大改善，使得企業的競爭實力明顯增加，可以為企業各項戰略目標的實現提供可靠保障。另外，在采用智能制造方案之后，可以使能源的利用效率進一步增加，除了能夠讓企業擁有更大的經濟效益之外，更為關鍵的是響應了我國節能減排的政策號召，確保生產過程中能源消耗數量進一步減少，對環境保護是非常有利的，其社會效益也極為顯著。

4結語

在西安煤機企業開展智能制造之后，不僅取得了相對大的經濟效益，而且還能夠使得很多生產實際問題得以解決，確保企業在市場競爭之中其競爭實力得以增強。先階段，依舊有很多企業針對這一方面做了嘗試，而且此次所設計的方案也與現代化的工業發展要求相符合，和我國所制定的政策相契合，擁有相對高的可行性。

作者:陳巍 單位:西山煤電集團公司東曲礦