先进制造技术及其在电力设备制造工业中的应用研究

1、CONSTRUCTION技 术 探 讨1、概述1.1、先进制造技术的概念先进制造技术 AMT 一词出现于 20世纪 80年代末,它是美国学者根据当时 本国制造业面临的挑战和机遇,对其制造业中存在的问题进行深刻反省,重 新认识到制造业在国民经济中的地位和作用后提出的一个新概念。笔者认为:先进制造技术是一个技术群,它是以计算机技术为支柱,综合应用信息、材 料、能源、环保等高新技术及现代管理技术于产品设计、加工、生产管理和 产品销售等制造全过程的制造技术的总称。1.2、先进制造技术的特点先进制造技术是一个技术群,而不是某项具体技术。这个技术群是一个 动态技术,而不是一成不变的;先进制造技术贯穿于产品

2、设计、制造、生产、 管理及市场营销的所有领域及其全过程,而不是单纯指制造过程本身中的技 术;先进制造技术是一个综合性的技术群,它融合了各专业学科中的先进技 术;先进制造技术是以计算机技术为支柱的先进技术。2、我国电力设备制造业制造技术现状2.1、产品的品种较为单一,设计手段较差,新产品的开发周期较长,产 品设计开发水平不高,自主开发能力较为薄弱。国内主要发电设备制造厂家 在 80年代就开始采用 CAD/CAE对发电设备的主要零部件进行设计分析,已开 发了一些专用设计软件,取得了一批成果。通过攻关和技术引进,引进了国 外的 CCAD/CAM/CAE/PDM商业软件,在某些方面也到达了世界先进水平

3、,但 系统化和集成化较差,没有充分发挥先进制造技术的作用。2.2、我国主要发电设备制造厂家的生产设备较为陈旧,总体上的自动化水 平较低,制造手段不够先进。从80年代后期以来,国内主要发电设备制造厂家 相继引进了一批国外先进的制造设备。如东方电机股份有限公司和哈尔滨电机 厂都引进了一批包括五轴联动大型数控设备在内的设备。同时,采用现代数控 技术对一批机床进行数控改造,在设备的自动化程度上有很大的改善。2.3、制造工艺相对较为落后,生产成本较高,产品质量不够稳定。90年 代中期开始 CAPP/CAM的开发应用,特别是发电设备的复杂零件、关键部件 的 CAM/CNC方面的研究开发做了大量的工作,在某

4、些方面也达到了世界先进 水平。现在正在推广实施 CAPP,但发电设备制造技术系统化和集成化较差, 总体上处于起步阶段。2.4、传统的计划经济体制的长期影响,使我国电力设备制造企业缺少快 速的市场响应能力。同时,买方市场的长期存在也使我国电力设备制造企业 急需提高用户服务水平。日渐激烈的市场竞争,很大程度上演化成服务质量 的竞争。企业提供给用户更快更好的服务,使顾客买得放心、用得满意,才 能占领更大的市场,取得更大的利润。随着市场的进一步开拓,用户需求更 加多样化、个性化,对企业的市场响应速度的要求也更为苛刻。3、先进制造技术在电力设备制造工业中的应用 3.1、产品设计与开发 3.1.1、CAD

5、 工具目前 CAD 工具与以前相比性能已有显著提高,可实现实体建模、特征建 模、参数化设计、约束管理和相关性设计等多种功能。产品零件的三维造型, 实现产品的三维设计;基于 PDM 的数据、图形库共享及产品配置管理,提高 成熟零件的借用率;基于 PDM 的数字化产品定义与管理,实现产品统一建模, 生成产品率结构树。3.1.2、VPD 工具VPD 是指以数字方式在计算机上完成包含产品设计、分析、实验和测试 等各个环节在内的整个产品开发过程,从而在实际原型制造出来之前就能对 产品的各方面进行评价,减少了对物理模型的依赖,加速了开发过程。采用 PDM 管理产品数据,为有限元分析、虚拟装配、运动力学分析

6、、动力学分析、 产品可视化等共享信息提供支持;关键件的有限元分析与优化,并根据应力、 应变状况优化零件结构,使结构更合理,达到降低生产成本,提高产品质量 的目的;产品的可装配性分析与虚拟装配,即根据 PDM 提供的零件模型,实现产品部件及整机的虚拟装配,并进行装配评价,为进行运动学,动力学分 析提供模型;关键机构运动学、动学分析,即利用虚拟装配模型,进行运动 学分析,利用动力学分析,分析振动形态,为改进设计提供有效手段。3.2、产品制造过程与工艺 3.2.1、CAM 工具利用数控机床加工的加工中心可以实现零件部分或全部加工过程的自动 化,输入信息为零件的工艺路线和工序内容,输出信息为刀具加工时

7、的运动 轨迹(刀位文件和数控程序。利用加工过程仿真软件仿真加工设备和加工 对象在加工过程中的运动和状态,由 NC 代码驱动,检组 NC 代码和装夹等因 素引起的碰撞干涉现象,并具有动画功能。利用单元控制系统软件和硬件技 术,提高底层加工系统的柔性程度。3.2.2、CAPP 工具CAPP 通过向计算机输入被加工零件的几何信息和加工工艺信息,由计算 机自动输出零件的工艺路线和工序内容等工艺文件,包括毛坯选择及毛坯图 生成、定位夹具选择、加工方法选择、加工顺序选择、工艺设备选择、工艺 参数选择以及工艺文件输出等。3.2.3、FMS 系统FMS 以加工中心为基础,包括加工中心、立体仓库、物料运输系统和

8、控 制系统。加工中心的自动换刀、自动切换工作台可以实现加工高度柔性,而 机器人的应用使加工向智能化方向发展,以便适应中小批量生产和增强对市 场响应的敏捷性。3.2.4、特种加工和新兴制造技术加工制造自动化技术范围迅速扩展,超精密加工、束流加工、快速成型 技术等特种加工和新兴制造技术发展迅速。由于这些技术具有容易集成的特 点,使制造自动化技术范围迅速扩展。刚刚出现的拟轴机床,改变了传统机 床的工作原理,在性能上具有许多传统机床无法比拟的优势,特别适合于车 间内各虚拟轴机床的控制和集成。3.3、生产管理与经营管理 3.3.1、DSS决策支持系统是实现企业经营管理科学决策的重要工具,利用基于 Int

9、ernet 和群体智能决策支持系统、基于 CSCW 的 GDSS 和 ODSS 先进手段的支 持,可以帮助企业正确制定企业生产经营战略计划和市场营销策略,赢得市 场竞争。3.3.2、MRP、MR-PII、ERP新一代生产经营管理技术迅速发展,MRPII/JIT和 MRPII/OKP这两种混合 模式可以对企业生产制造这一局部的管理进行优化,而 ERP 在功能和技术上 都超过了 MRPII,它从企业全系统的观点出发,以顾客为中心,面向整个企 业活动的企业资源计划,能有效地集成并管理企业内外的人财物产供销信息, 有力支持企业实施先进制造模式。3.3.3、企业经营过程重构从全局优化的角度出发,利用企业

10、经营过程重构的关键技术(如基准的 研究、建模仿真技术工作流系统技术等可以对企业的人员、经营过程、技 术、组织结构和文化进行重构,提高企业的经济效益。参考文献:1程志武.解析智能电网中的电力设备及其技术J.民营科技, 2014, 11:2.2伍楚同. 先进制造技术及其在电力设备制造工业中的应用研究 J.低碳 世界,2013,14:123-124.3聂慧荃. 先进制造技术及其在电力设备制造工业中的应用 J.山东电力 技术,2000,02:27-30.4陈世平. 先进制造技术及其在机械制造业中的应用 J.新技术新工艺, 2002,07:2-4.5赖喜德,周云飞,严思杰. 先进制造技术在发电设备制造业

11、中的应用探 讨 J.东方电气评论,2002,01:19-24+64.先进制造技术及其在电力设备制造工业中的应用研究王慧霞浙江联能电气有限公司浙江衢州324022摘要:制造业作为工业的主体,既是工业发展的基础,又处于核心地位,而制造技术则是制造业发展的最关键因素。随着社会需求的多样 化、个性化发展,再加上科技的不断进步,传统的制造技术已经无法满足社会需求,先进制造技术应运而生、先进制造技术是制造技术不断发展 的必然结果。本文就将对先进制造技术发展以及其在电力设备制造工业中的具体应用情况进行分析探讨。关键词:先进制造技术;电力设备制造;应用 中图分类号:C35 文献标识码:A第 5卷 第 2期 2015年 1月文章被我刊收录,以上为全文。此文章编码:2015J4682 先进