贺瑞鹏，陈琦

(益阳橡胶塑料机械集团有限公司，湖南 益阳 413000)

企业数字化制造系统的实施与应用浅析

Implementation and application of enterprise digital manufacturing system

贺瑞鹏，陈琦

(益阳橡胶塑料机械集团有限公司，湖南 益阳 413000)

通过以国家信息技术应用支撑“倍增计划”项目重大橡胶机械出口制造基地数字化制造信息系统建设为背景，分析了企业在实施数字化制造系统前生产现场存在的问题，并就数字化制造系统在企业的实施及应用效果作了简单的分析。

数字化；制造系统

随着工业4.0时代的到来，以物联网、云计算等为代表的新一代信息技术给工业自动化带来新的挑战。尤其是在当前国内外市场需求增速放缓，以及美国对华“双反”政策实施的形势下，橡机企业面临的挑战更加复杂、艰巨。加速推进工业化、信息化“两化”融合进程，利用信息技术改造和提升传统产业，对企业强本固基、降本增效、破解橡机企业目前面临的困局具有重要意义。

1 数字化制造系统的组成

数字化制造信息系统由计算机网络系统、视频监控系统、应用软件系统和数控加工系统四大部分组成。参见图1、图2。

图1 数字化制造信息系统示意图

2 系统实施前生产现场存在的问题分析

公司产品加工精度要求较高，零部件吨位较大，公司新增了大批大型关键数控加工设备，随着数控设备数量的增加，主要带来如下四大问题：

2.1 程序通讯方面存在的问题

（1）信息孤岛不利于设备高效管理。企业数控设备分布相对分散，且设备进场时间不一，各台数控设备都是单机独立，通讯软件及方式相互不兼容，传输效率低，各台数控设备之间加工程序数据共享、交流困难，每台数控设备成为一个事实上的信息孤岛。

（2）设备故障频现维修成本增加。用电脑传输程序，频繁的热插拔导致机床与计算机数据物理接口易烧坏，维修成本增加。

（3）程序存储空间小导致重复劳动量大。部分出厂日期较早的数控设备，存储器存储空间有限，大量的加工程序需要反复删除和重新输入，效率低，容易出错，严重影响了机床的生产效率。

2.2 程序管理方面存在的问题

（1）程序管理分散导致知识共享困难。控制程序没有集中管理，因为传输不便，许多程序都是由操作人员在机床控制面板上手工输入，这种方式机械而繁琐，工作效率低，且随着经验丰富的操作人员离职，其编制的程序也将流失，不利于知识积累与共享。

图2 数字化制造系统网络拓扑图

（2）程序隔离存放，与工序不对应。虽然有些程序保存在计算机上，但这些程序与工艺卡、模型图、刀具清单之间是隔离存放的，并没有建立直接的对应关系，时间久了，当操作人员调用该程序时，需要反复对照，才能明确每个程序与其加工零部件的对应关系。

（3）程序管理权限混乱，追责困难。没有流程管理和权限管理，程序的修改随意性较大，出了问题很难将责任落实到具体的操作员。

2.3 程序编辑与验证方面存在的问题

大部分编程员缺少数值处理、模拟仿真、版本比较等专用软件，编程效率低下，且程序容易出错。再加上机床操作人员没有程序轨迹预演练工具，零部件加工批量报废的风险较高。

2.4 机床监控方面存在的问题

因规划布置及历史原因，机床在位置上具有较大的地理分散性，导致生产及设备管理部门不能及时得到生产设备的实时生产状况，难以做出科学的生产管理计划，极大地影响了数控设备加工能力的最大化发挥；再加上与机床配套的刀具数量大、规格多、使用频繁、损耗率高，对刀具缺少行之有效的管理手段，直接影响到企业的制造成本。

3 数字化制造系统的实施及效果

3.1 计算机网络系统

计算机网络系统的实施应充分考虑计算机网络系统的先进性、可扩充性、实用性、稳定性、可管理性、安全性等原则，并可为企业各信息点提供各种服务，包括声音、视频、图文等各种复杂数据。

企业网络系统具有以下特点：以千兆以太网技术作为网络骨干；网络核心采用高性能的三层交换技术；桌面终端采用100 Mbase-Tx接入方式；端到端的QoS；全面有效的网络安全保障；提供丰富的网络服务，实现广泛的硬、软件资源共享。

3.2 视频监控系统

采用了以电子技术、传感器技术和计算机技术为基础的安全防范技术的器材设备组建视频监控系统。视频监控系统采用摄像机对车间机床进行实时监控，实现了机床运行状态全方位防护，重要出入口、机床均能处于安防系统的管理范围之内，电视监控可以不间断录像，录像时间可以保存10天以上，系统的硬盘录像主机具有图像处理功能，能多画面实时显示图像及1/4/9/16画面分割功能，对所采集的图像先进行模转换后压缩，最后存储在硬盘内，回放时既可回放多路图像，也可以只回放某一路图像，能在一台显示器上同时显示多个画面，无需进行频繁切换就能直观地监看图像。该系统支持报警联动，可以自动切换监控画面，并同时进行录像。通过对生产车间的远程监控，管理人员能过该监控系统可以对整个生产车间的情况有了详细了解，图像传输系统工作稳定，图像清晰。

3.3 应用软件系统

应用软件系统由CAM/CAPP/DNC等软件构成，实现了数控代码的快速生成、数控加工设备的统一管理、加工工艺流程的标准化和规范化，增强了加工柔性，提高了制造效率。对生产过程的监控、管理具有很大的辅助作用，使数控程序的管理规范化、系统化，数控加工设备与信息系统集成的网络化管理控制，可以将程序编辑、仿真、管理等生产辅助任务在计算机端快速高效地完成，提高机床的有效利用率。同时，该系统专业的程序模拟仿真以及规范严谨的程序管理，把程序错误最大程度地消除在虚拟环境中，从而完全避免因程序错误而出现批次报废的情况，降低了零件的废品率，从管理手段与措施上使产品质量有了根本的保障。

3.4 数控加工系统

数控加工系统是数字化制造的核心。新增的数控设备大多是根据重大橡胶机械加工的要求，由企业定制生产并参与设计。其中大型双龙门铣床实现了数控磨铣的复合，卧式深孔钻组合机床采用外排屑钻削法实现了深孔钻与铣削的复合。通过这种功能的集成，为企业节省了设备投资和厂房用地。同时，数控加工系统提高了加工精度，简化了工艺操作流程，提高了加工效率，缩短了加工周期，从而降低了制造成本。

4 结束语

数字化制造系统的实施，促进了企业先进制造模式的建立，提高了产品质量和生产效率，提升了企业核心竞争力，创造了良好的经济和社会效益，为企业迎接工业4.0时代的挑战奠定了良好的基础。

[1] 李明浩.企业DNC系统应用.CAD/CAM与制造业信息化，2012，（1～2）:91～92.

[2]惠伟.数字化制造方案应用.新技术新工艺，2010，（6）,47～48.

[3]尚德波.面向加工车间的网络数控操作平台研究与设计.制造业自动化，2009,31（8），108～110.

NUSIL开发出高强度硅橡胶

2015年12月，NuSil Technology公司开发出一种新型铂硫化硅橡胶，它是一种高强度、低硬度、高伸长率材料，同时还保持了良好的滞后或拉伸永久变形。这种综合性能拓展了高性能医用领域的设计范围，如球囊导管，该产品要求球囊必须易于充气，不破裂，而且必须能够完全放气以便于取出。该产品的拉伸强度比市场上的现有硅橡胶高50%，同时具有良好的综合材料性能，柔软，易弯曲，有助于大幅改进医用器械的设计。

燕丰供稿

大日本印刷公司开发出吸附性低强度高的包装薄膜

2015年12月，大日木印刷公司开发出一种吸附性低强度高的包装薄膜。使用该薄膜可有效抑制吸附药品和化妆品等含有的有效药物成分和香气成分。该包装材料是运用该公司的薄膜制备技术和层压技术制备而成，它具备在控制薄膜吸附性低的同时，薄膜的密封性能还比以往的聚丙烯腈薄膜高2～3倍，具有用途多样化及可以适用于各种包装形态的优点。

燕丰供稿

TQ330.493

1009-797X(2016)03-0054-03

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.03.013

贺瑞鹏（1983-），男，毕业于郑州大学信息管理专业，学士学位，计算机工程师，现从事科技规划管理工作。

2015-08-27