周永华，周景吉，赵 敬，黄建瑞

（宁夏共享机床辅机有限公司，宁夏 银川 750001）

非标自动化物流设备标准化、模块化发展需求及重要意义研究

周永华，周景吉，赵 敬，黄建瑞

（宁夏共享机床辅机有限公司，宁夏 银川 750001）

自动化输送产品目前大都为非标设备，通常需要根据客户的需求进行设计，因此经常需要进行非标设计。由于产品交付期等相关因素的限制，很难进行多次的测试、验证、优化及量产，设计难度高，设计质量要求高，对于设计人员是个较大的考验。基于以上，非标自动化设备的标准化工作就显得尤为紧迫和重要。文章对如何解决这个问题进行了阐述。

非标自动化物流设备；标准化；模块化；系列化；数字化；效率；成本

1 背景介绍

随着我国制造业水平的不断提升，也伴随着整个制造行业的转型升级，各大制造领域也都在逐步地由传统的手动操作向着自动化操作转变；由劳动密集型向智能自动化转变。这种转变一方面是国家转型升级战略中的一部分，另一方面也是制造业水平不断提升的必然趋势。作为机械制造业的辅助设备，自动化物流传输设备的出现就是走向自动化转型升级最强有力的信号，由于自动化物流传输设备不仅可以取代人力劳动的搬运与操作，还可以提高生产效率，这不仅是成本的降低，还是效率、质量、安全等多方面的提升。

作为中国经济最发达的地区，以长江三角洲、珠江三角洲为核心的沿海一带的制造业水平也相对较高，决定着中国制造行业不断前行的方向和发展模式，相应的自动化物流输送设备在这些区域也最先应用，并且各类自动化物流设备设备的种类和水平也超出其他地区许多。非标设备，顾名思义就是指这类设备国家尚无固定定型的标准规范，一般都是根据实际需要进行量身设计并制造的非通用性设备，该类设备具有小批量、多品种、多功能、开发周期短、可复制性低的特点。基于产品质量是设计出来的理论，该类产品对设计环节有着非常高的要求。

本文就非标自动化物流设备发展的现状及趋势，揭示非标产品的设计流程及管件环节，重点阐述标准化、模块化的设计方法，最后论模块化标准化设计的重要意义。

2 非标自动化设备的发展现状及发展趋势

非标设备，顾名思义就是指这类设备国家尚无固定的标准规范，一般都是根据实际需要进行量身设计并制造的非通用性设备，该类设备具有小批量、多品种、多功能、开发周期短、可复制性低的特点。

尽管非标自动化产品的发展呈急速上升的趋势，具有非常广阔的市场空间。但是我国非标产品企业数量多、规模小、技术落后、竞争同质化也是明显的缺陷。新型的自动化设备往往是机械、电气、信息技术集成的设备，对设计人员的知识面、核心设备制造精度、新型电子产品的熟知度等要求很高。因此，这些方面的不足大大地限制了非标设备技术水平的提高，由于在许多核心技术上也没有真正的独立，主要功能部件仍然依靠进口，使得设备成本居高不下，高端非标自动化设备依然依靠进口。

从市场逻辑来看，非标产品往往是定制型的，且项目范围通常不是很大，在几十万到几百万之间，对于这样的项目，由于设计投入较长、投入产出比太低，大企业往往不屑一顾，相反，对于规模较小的企业来说，却是争相竞争的重要订单。但是，由于小企业存在的管理、质量及售后问题，往往使得企业发展缓慢。久而久之，很多厂家仍然面向中小企业进行购买相对廉价的非标产品设备，致使非标产品没有形成专、精、特的生产企业。

就目前来看，非标产品的发展仍然具有良好的势头，非标自动化产品也大都转向自动化、智能化产品。就物流设备来讲，机械制造加工中，多台机床间的集成自动化成为一种趋势，这种集成范围内的物流传递解决方案已有很多成功的案例，通过桁架、自动线、机械手等相关设备将整个物料传输系统进行了串联，此外越来越多检测设备与自动化物流设备进行了集成应用，使得物流传输与质量检测等过程融为一体，大大地减少了人工操作的强度。因此，自动化物流设备未来的发展方向仍然是机械、电气、信息系统的全面集成，全自动化及智能化已成为未来制造业的必然趋势。

3 非标自动化物流设备标准化、模块化的设计流程

3.1 非标自动化物流定制产品定型及设计研发

（1）确定产品开发项目，通过了解客户需求，明确其产品工艺要求，产品质量要求、产能要求，作业环境等，对症下药，在已有自动化产品类型的基础上进行方案设计构思。

（2）对产品进行分析研究，明确其生产工艺、尺寸要求，并积极与客户沟通，了解设备使用过程中的注意事项及相关技术参数。

（3）初步制定方案，得出设备的整体及局部示意图、各机械机构、电气控制系统、动作流程等。

（4）组件项目团队，对方案的可行性、制造成本、产能等进行评估。

（5）对方案评估中的问题进行切实的整改优化。

（6）方案会审阶段，与客户进行详细的方案沟通评审，根据客户需求和意见确定最终方案。

（7）组织开展产品的设计环节，进行总装图、部件装配图、零件图的设计；整理加工零件清单、标准件采购清单；整理操作说明书；确定自动机械的控制方案，绘制控制系统原理图，进行电气元件的采购，程序编制。

（8）零组件质量检验，设备组装调试，并组织产品的打样预验收。

（9）包装出库，归档技术文件，进行项目总结。

3.2 非标自动化物流设备设计标准化

由于非标自动化物流设备的种类繁多，往往根据客户的不同需求就会延伸出一种新的产品设备，如何将复杂多变的产品类型进行分类整合，形成定型的几种设备，进行标准化设计，是设计人员所需思考的，以下就非标自动化物流设备进行举例说明。

（1）传输工件的分类定性，机械制造零件是制约物流输送设备参数的重要因素之一，可根据传输不同的工件类型进行大方向的分类，如发动机缸体、缸盖等，由于相同工件种类的外形特征大体相同，可针对某一种工件进行物流输送设备的标准化分类。

（2）根据设备使用功能进行分类定性，物流输送设备中常用的自动输送线、上下料机构、姿态翻转变化机构、空间升降连接机构、工件抓取移动机构（桁架机械手、机器人机械手等）等，通过实现不同功能对物流设备进行标准化分类。

（3）标准化方案设计，根据以上两种的分类，对各类物流设备进行分类命名，并根据不同的使用环境进行更改优化，进行方案设计完善，如机构主体的标准化、标准外购件的标准化等。

（4）标准化方案审核评估，主要针对方案的可行性、合理性、设计成本、工艺合理性等。

（5）方案整改优化，并整理标准化设备相关装配图、局部装配图、电气控制方案。

（6）标注化方案选型配置，根据客户的不同需求，将部分标准外购件的配置等进行档次划分，已满足不同客户群体的需求，提升产品的竞争力。

3.3 非标自动化物流设备模块化设计

对于非标自动化物流设备模块化设计，主要指根据整套设备内的不同功能组成部件进行合理的划分，如抬升送料机构中，包含了机加主体模块、抬升模块、推进送料模块、设备固定模块、接液模块、防护模块等。将这些在不同设备中都能用到的模块进行分类，优化设计，行程统一的机构形式，并将此固化行程各个功能模块。

（1）非标自动化设备各个组装模块功能划分，将各个模块单独分离出来。

（2）做好各个模块组装连接部分划分及设计。

（3）各模块方案评审，方案可行性、模块划分合理性、各模块加工零件明细梳理、标准件外购清单梳理。

（4）各模块工艺图纸准备，电气控制方案等。

4 提高非标自动化物流设备标准化、模块化的重要意义

随着我国机械制造行业日益发展，对自动化物流设备的需求也越来越大，要求也逐步提高，这对于非标自动化物流制造厂家的要求也越来越高。面对同行业竞争压力，大家纷纷展开了价格战、质量战，谁能打赢这场关键的战役，谁就能在行业有立足之地。在信息飞速发展的今天，各家的产品方案及技术都已成为公开的秘密，如何在方案相同的情况下做到成本最低、质量最好是每个企业都面临的难题。标准化、模块化设计是解决这一难题的最直接有效的办法，通过标准化模块化设计，有以下优点：

（1）减少设计周期，通过前期已准备好的各类标准化方案，面对不同的客户需求，能够很快地对方案进行组合优化，形成客户最终满意的方案。

（2）减少工艺图纸准备时间，压缩工艺准备时间，由于各个标准模块相对应的图纸都已准备完成，只需要将新增的部分组件图纸完成即可，大大降低了工艺图纸准备时间。

（3）提高劳动生产率，降低人工成本，通过设计周期等的缩减，一定程度上减少了设计人员所浪费的工时成本，此外，由于标准化模块的各个加工件已统一标准，即可小批量地进行生产，减少了生产工时成本。

（4）产品配置层次化，提升产品的竞争力，通过标准化设计，针对标准外购件，不同的品牌有着很大的价格差异，在面对不同客户的需求时，可以很好地适应彼此的需求，让顾客自助选择，赢得客户的满意。

（5）增强了产品的互换性，便于维修。

5 结语

综上所述，非标自动化物流设备的发展不仅要在核心技术上有一定的突破，真正地做到机械、电气、信息系统的全面集成，还要早设计过程中对症下药，针对定制化产品所带来的设计成本及加工成本，通过合理的标准化、模块化设计进行解决，在降低成本的同时，也更加有利于方案的优化设计，提升产品质量和性能，增强产品的竞争力，提升企业的竞争力，以带动整个行业的蓬勃发展。

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Research on standardization, modular development requirements and significance of non-standard automated logistics equipment

Zhou Yonghua, Zhou Jingji, Zhao Jing, Huang Jianrui
（Ningxia Shared Machine Tool Auxiliary Co., Ltd., Yinchuan 750001, China）

Automated conveying products are mostly non-standard equipment, which usually need to be designed according to customer need. So, we are required to take up non-standard design. Due to the constraints of the product delivery period and other related factors, it is difficult to test, verify, optim ize, and realize mass production. W ith the increasingly high-difficult design and the high-quality requirements for the design, it is a big test for designers. Based on the above, the standardization work of non-standard automation equipment is particularly urgent and important.This paper w ill expound how to solve this problem.

non-standard automatic logistics equipment; standardization; modular; serialization; digitization; efficiency; cost

周永华（1989— ），男，宁夏吴忠。