工業(yè)4.0下的“智能”鈑金工廠

楊亮

（中機(jī)中聯(lián)工程有限公司 重慶 400039）

工業(yè)4.0下的“智能”鈑金工廠

楊亮

（中機(jī)中聯(lián)工程有限公司 重慶 400039）

現(xiàn)如今，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和電子技術(shù)在制造業(yè)的交流和流通環(huán)節(jié)應(yīng)用廣泛，并且正在逐漸改變工業(yè)制造，而“工業(yè)4.0”就是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命。對此，本文將對工業(yè)4.0進(jìn)行詳細(xì)介紹，然后對工業(yè)4.0下的“智能”鈑金工廠發(fā)展方向進(jìn)行探究。

工業(yè)4.0；智能；鈑金工廠

1 引言

“工業(yè)4.0”是一場全新的工業(yè)改革，其主要作用是將信息通訊技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)空間虛擬系統(tǒng)相結(jié)合，促進(jìn)制造業(yè)朝向智能化方向轉(zhuǎn)型。為了促進(jìn)工業(yè)制造發(fā)展進(jìn)步，必須對其進(jìn)行詳細(xì)探究。

2 工業(yè)4.0概述

工業(yè)4.0是網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化生產(chǎn)的代名詞，其主要指的是一種以提高整體生產(chǎn)力、加工靈活度、生產(chǎn)穩(wěn)定性以及企業(yè)新型價(jià)值網(wǎng)絡(luò)為目標(biāo)的數(shù)字網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)生產(chǎn)模式。工業(yè)4.0強(qiáng)調(diào)，通過搭建更加智能、敏捷的自動(dòng)化工業(yè)操作管理平臺，實(shí)時(shí)反饋工作情況，這樣能夠?yàn)榭蛻魧?shí)現(xiàn)個(gè)性化定制生產(chǎn)，提高整個(gè)生產(chǎn)過程的便捷度和可靠性。中國為了提升制造業(yè)發(fā)展水平，必須積極利用全球資源和市場，加強(qiáng)國際交流合作，同時(shí)，還需要加強(qiáng)新產(chǎn)品的研發(fā)和市場化發(fā)展，依托世界領(lǐng)先的德國工業(yè)發(fā)展模式，為正處于轉(zhuǎn)型期的中國再造也提供先進(jìn)的技術(shù)和產(chǎn)品。

3 智能化制造概述

智能化制造有兩個(gè)必備條件，即知識以及運(yùn)用知識解決問題的能力。以谷歌自動(dòng)駕駛的智能車為例，智能的衡量標(biāo)準(zhǔn)主要有五點(diǎn)：①環(huán)境感知。如果系統(tǒng)能夠感知環(huán)境，及時(shí)了解外部變化，則其稱為智能；②能夠推理。如果一個(gè)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中，遇到障礙物，能夠及時(shí)調(diào)整行動(dòng)方向以及速度，則其稱為智能；③具有制定未來行動(dòng)計(jì)劃的能力。比如在遇到障礙時(shí)，系統(tǒng)能夠及時(shí)剎車或者繞開路障，則其稱為智能；④具有執(zhí)行能力；⑤其能夠不斷進(jìn)步。如果系統(tǒng)能夠不斷學(xué)習(xí)進(jìn)步，則可以成為智能。

企業(yè)未來實(shí)現(xiàn)智能化制造，必須具備以下特征：①數(shù)字化和知識化，智能制造是以數(shù)字化和知識化為基礎(chǔ)的。②不同內(nèi)涵。不同的企業(yè)，對智能制造的理解是根據(jù)行業(yè)的不同而不同的。③也是最重要的，人機(jī)物共同制造。④通過大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線智能化，對生產(chǎn)線可能會(huì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行合理預(yù)測。⑤操作單元和決策。

現(xiàn)如今，工業(yè)生產(chǎn)智能化程度越來越高，但是光把計(jì)算機(jī)用到裝備里做數(shù)控設(shè)備仍然不夠，要把設(shè)備做成網(wǎng)絡(luò)化的裝備，把車間里的每一個(gè)單元都做成可以在網(wǎng)上操控的單元。這是未來的信息化網(wǎng)絡(luò)化裝備，不是數(shù)控裝備。通過收集生產(chǎn)線的各種數(shù)據(jù)，對生產(chǎn)線做診斷，橫向縱向進(jìn)行比對，橫向比對就是不同的設(shè)備與不同的設(shè)備之間進(jìn)行比對，縱向就是同一臺數(shù)據(jù)跟過去進(jìn)行比對，這就是智能生產(chǎn)線。

4 工業(yè)4.0對于傳統(tǒng)制造業(yè)的影響

現(xiàn)如今，工業(yè)4.0正在給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來巨大變革，制造業(yè)面臨很多機(jī)遇和挑戰(zhàn)。汽車產(chǎn)業(yè)涉及面廣，是資金、技術(shù)和人才高度集中的產(chǎn)業(yè)，在傳統(tǒng)制造業(yè)中具有代表性。對此，本文將以汽車產(chǎn)業(yè)為例，分析工業(yè)4.0對傳統(tǒng)制造業(yè)的影響。

在以往的工業(yè)變革中，汽車制造業(yè)是技術(shù)進(jìn)步和應(yīng)用的重要載體，很多先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和模式被應(yīng)用于汽車制造業(yè)中，同時(shí)，汽車產(chǎn)品本身也不斷運(yùn)用新技術(shù)和新工藝。在工業(yè)4.0時(shí)代，汽車制造業(yè)將應(yīng)用“智能制造”的模式，對于各個(gè)部件，可以采用個(gè)性化定制的方式進(jìn)行生產(chǎn)，從而有效提升汽車制造業(yè)的節(jié)能性和高效性。與此同時(shí)，汽車本身也會(huì)逐漸發(fā)生變化，其將逐漸成為可以安全、舒適、便捷移動(dòng)的智能互聯(lián)終端，同時(shí)還可以充分融入通信、辦公、娛樂等功能。為了實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變，汽車制造業(yè)必須獲得“智能制造”的有效支持。

汽車業(yè)用戶群體龐大、使用環(huán)境多種多樣，其商業(yè)價(jià)值十分高，會(huì)影響產(chǎn)業(yè)鏈條的重組、價(jià)值實(shí)現(xiàn)方式的轉(zhuǎn)變和商業(yè)模式的創(chuàng)新。在這種背景下，傳統(tǒng)汽車涉及制造業(yè)將被徹底顛覆，工業(yè)4.0將會(huì)對汽車產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)而廣泛的影響。

在工業(yè)4.0背景下，汽車產(chǎn)業(yè)主要面臨很多發(fā)展機(jī)遇。新能源汽車只涉及動(dòng)力問題，而網(wǎng)聯(lián)智能汽車是工業(yè)4.0的產(chǎn)物，汽車設(shè)計(jì)、制造、銷售、服務(wù)等各個(gè)環(huán)節(jié)，都將發(fā)生重大變革。因此，必須立足國家制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的高度準(zhǔn)確看待工業(yè)4.0，致力于打造設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售及服務(wù)各環(huán)節(jié)一體化的汽車“智造”全新業(yè)態(tài)。

5 工業(yè)4.0下的“智能”鈑金工廠

5.1 鈑金加工概述

鈑金加工是鍛壓加工中十分重要的組成部分，主要加工工序包括對板材進(jìn)行沖、剪、折、切、鉚、焊等，同時(shí)，還包括通過利用設(shè)備和模具，對型材、管材進(jìn)行切割、彎曲等加工，從而完成零部件生產(chǎn)制造，鈑金加工技術(shù)分為兩個(gè)方面：鈑金設(shè)備技術(shù)與鈑金工藝技術(shù)?，F(xiàn)如今，在工業(yè)生產(chǎn)中，較長使用的鈑金設(shè)備包括數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床、數(shù)控液壓剪板機(jī)、數(shù)控折彎機(jī)、數(shù)控激光切割機(jī)、數(shù)控激光焊接機(jī)以及板材柔性制造系統(tǒng)等等。

在數(shù)控板材柔性制造系統(tǒng)中，主要設(shè)備為一臺主機(jī)設(shè)備，同時(shí)，上料庫、移動(dòng)機(jī)構(gòu)、裝置形成一個(gè)單元，另外，還有多機(jī)類型，充分體現(xiàn)體現(xiàn)出工業(yè)4.0理念。

5.2 工業(yè)4.0下的“智能”鈑金工廠發(fā)展方向

鈑金加工行業(yè)是制造業(yè)的重要基礎(chǔ)行業(yè)，在未來的網(wǎng)絡(luò)化制造業(yè)當(dāng)中，其重要地位不言而喻。但是，在工業(yè)4.0背景下，鈑金加工行業(yè)必須努力實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)化，并且積極融入網(wǎng)絡(luò)化的制造業(yè)。以虛擬試做模擬系統(tǒng)為研究對象，虛擬試做模擬系統(tǒng)是一種現(xiàn)代加工工廠提出的鈑金加工改善方案，是從圖樣到加工整個(gè)過程的虛擬模擬系統(tǒng)。通過虛擬試做模擬系統(tǒng)，不僅能夠模擬出產(chǎn)品加工過程，同時(shí)還能夠?qū)庸みM(jìn)行檢驗(yàn)，盡量減少生產(chǎn)前準(zhǔn)備時(shí)間，同時(shí)，其還能夠?qū)崿F(xiàn)對于工程數(shù)據(jù)的有效管理，有利于促進(jìn)鈑金設(shè)計(jì)制造朝向網(wǎng)絡(luò)化和快捷化方向發(fā)展，而這也是鈑金加工發(fā)展的主要方向。

5.3 合理開發(fā)數(shù)據(jù)庫

現(xiàn)如今，國內(nèi)鈑金車間已經(jīng)初步完成數(shù)控裝備的更新?lián)Q代，但是與先進(jìn)國家相比，在數(shù)值仿真技術(shù)方面還是有一定的差距。根據(jù)工業(yè)4.0的要求，數(shù)控裝備應(yīng)該集成數(shù)值仿真的功能，同時(shí)，還需要大力開發(fā)兩個(gè)數(shù)據(jù)庫。

第一個(gè)數(shù)據(jù)庫，其主要依據(jù)基于企業(yè)自有裝備建立完成，包括裝備生產(chǎn)過程中的成形參數(shù)數(shù)據(jù)以及數(shù)值仿真中的成形參數(shù)數(shù)據(jù)，通過對很多數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)化的比較分析，能夠?qū)?shù)值仿真數(shù)據(jù)以及實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行定量描述。這一數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用優(yōu)勢在于，在鈑金產(chǎn)品的研制過程中，可以首先通過數(shù)值仿真準(zhǔn)確確定模具參數(shù)，工藝參數(shù)等成形參數(shù)，然后再通過這一數(shù)據(jù)庫，將數(shù)值仿真數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，這一能夠有效減少鈑金生產(chǎn)中的試模等前期工藝試驗(yàn)工序，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

第二個(gè)數(shù)據(jù)庫是基于企業(yè)合作伙伴裝備而建立完成的，該數(shù)據(jù)庫中，主要包含企業(yè)裝備和企業(yè)合作伙伴裝備實(shí)際生產(chǎn)過程中的各種參數(shù)數(shù)據(jù)。通過這一數(shù)據(jù)庫，對大量的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行科學(xué)化的比較分析，能夠?qū)ζ髽I(yè)裝備和企業(yè)合作伙伴裝備實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)的誤差進(jìn)行定量描述和分析。這一數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用優(yōu)勢在于在鈑金產(chǎn)品實(shí)際生產(chǎn)過程中，如果工廠設(shè)備出現(xiàn)故障問題，而下游企業(yè)訂單突然增多，則可以通過這一數(shù)據(jù)庫，將企業(yè)的批產(chǎn)數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)化為企業(yè)合作伙伴裝備的數(shù)據(jù)進(jìn)行批產(chǎn)，以此降低企業(yè)生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。

6 結(jié)語

綜上所述，在工業(yè)4.0背景下，工業(yè)生產(chǎn)制造面臨很多機(jī)遇和挑戰(zhàn)。鈑金加工行業(yè)是制造業(yè)的重要基礎(chǔ)行業(yè)，在未來的網(wǎng)絡(luò)化制造業(yè)當(dāng)中，其重要地位不言而喻。在工業(yè)4.0背景下，鈑金加工行業(yè)必須努力實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)化，并且積極融入網(wǎng)絡(luò)化的制造業(yè)，實(shí)現(xiàn)鈑金工廠可持續(xù)發(fā)展。

[1]齊俊河.鍛造、沖壓和鈑金企業(yè)如何迎接“工業(yè)4.0”時(shí)代[J].鍛壓技術(shù)，2015（06）：176.

[2]宋擁政.工業(yè)4.0下的“智能”鈑金工廠——鍛壓“智商”制造競爭力的全面解讀[J].金屬加工：熱加工，2015（03）：7～8.

[3]侯詣卓.最接近工業(yè)4.0的智能精益汽車工廠[J].現(xiàn)代制造，2015（17）：36～39.

TG388

A

1004-7344（2016）24-0231-02

2016-8-5

楊亮（1973-），男，工程師，本科，從事非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計(jì)及總承包工作。