工業(yè)工程在自動(dòng)化生產(chǎn)線中的應(yīng)用分析

劉健男 李巖 祁爽

摘 要：制造業(yè)是一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈中的重要組成部分，同時(shí)也是一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)和軟實(shí)力表現(xiàn)。國際經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈，中國制造業(yè)的前景并不十分樂觀，產(chǎn)能過剩，人工成本太高等問題都制約著中國制造業(yè)的發(fā)展。從微觀上來看，中國制造企業(yè)類型眾多，生產(chǎn)水平參差不齊，需要進(jìn)行深入工業(yè)自動(dòng)化改革，提高生產(chǎn)自動(dòng)化的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：工業(yè)工程；自動(dòng)化生產(chǎn)線；應(yīng)用研究

先進(jìn)的工業(yè)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)使中國機(jī)械制造業(yè)取得了舉世矚目的成就，大到航天飛機(jī)，小到兒童玩具都可以體現(xiàn)中國制造業(yè)的迅猛發(fā)展。依托科技的飛速發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)取得了廣泛的應(yīng)用，自動(dòng)化生產(chǎn)線成為了當(dāng)今機(jī)械制造的主力。各種各樣的生產(chǎn)線已經(jīng)在汽車制造業(yè)、電氣行業(yè)、化工行業(yè)、冶金行業(yè)廣泛的應(yīng)用。

1 自動(dòng)化的生產(chǎn)線內(nèi)涵概述

自動(dòng)化的生產(chǎn)方式是指在實(shí)際生產(chǎn)過程之中不采取傳統(tǒng)手工作業(yè)方式，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。其中，自動(dòng)化的設(shè)備可以根據(jù)相關(guān)人員事先所設(shè)置的指令以及工作流程進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品生產(chǎn)工作。自動(dòng)化生產(chǎn)線就是一種能夠自行進(jìn)行產(chǎn)品制作的生產(chǎn)系統(tǒng)，通過自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)，可以對(duì)原材料使用的分量以及數(shù)量進(jìn)行科學(xué)合理的控制，此外，自動(dòng)化設(shè)備在制作完成產(chǎn)品之后可以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)等工作。自動(dòng)化的生產(chǎn)方式之中，各個(gè)環(huán)節(jié)以及各個(gè)程序之間存在比較密切的聯(lián)系，在實(shí)際生產(chǎn)的過程之中，如果其中的一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯(cuò)誤，后續(xù)的環(huán)節(jié)也將持續(xù)性錯(cuò)誤，細(xì)小的錯(cuò)誤都會(huì)造成自動(dòng)化生產(chǎn)線出現(xiàn)重大經(jīng)濟(jì)損失。改革開放以后，在工業(yè)領(lǐng)域之中也開始廣泛應(yīng)用自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)，由于自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的廣泛應(yīng)用促使設(shè)備制造產(chǎn)品的自動(dòng)化程度更高。一方面，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度；另一方面，提升了工作效率以及降低了人工成本。根據(jù)目前的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，雖然自動(dòng)化生產(chǎn)線具備一定的優(yōu)勢(shì)，但是在實(shí)際的運(yùn)行過程之中依然存在一些問題，主要包括：第一，人力資源配置缺乏合理性。

2 工業(yè)工程中自動(dòng)化生產(chǎn)線中的應(yīng)用

2.1組裝車間

組裝車間的每條生產(chǎn)線都是相對(duì)獨(dú)立存在的，組裝車間一般都連接著倉庫。從車間到倉庫存在兩條物流線，分別是原材料物流線和組裝完成的半成品物流線。應(yīng)用工業(yè)工程理論中的流程分析法對(duì)產(chǎn)品的制造過程進(jìn)行研究，分成加工、質(zhì)檢、運(yùn)輸、儲(chǔ)存等幾個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，將這些工作環(huán)節(jié)進(jìn)行分析和記錄，分析運(yùn)輸環(huán)節(jié)中是否次數(shù)太多，運(yùn)輸距離是否過長、運(yùn)送方法是否得當(dāng)、運(yùn)輸?shù)耐瑫r(shí)是否可以同時(shí)進(jìn)行其他工序。組裝物料并進(jìn)行配送需要和倉庫庫管員進(jìn)行物料交接，將物料配送至組裝線，生產(chǎn)物料再進(jìn)行交接。在整個(gè)過程中，物料配送的周期長，配送人員和物料交接的耗時(shí)長，影響整個(gè)車間的效率。

隨著自動(dòng)化的發(fā)展，自動(dòng)搬運(yùn)技術(shù)已經(jīng)成功的在工業(yè)生產(chǎn)中得到應(yīng)用。自動(dòng)搬運(yùn)技術(shù)使用AGV小車進(jìn)行運(yùn)輸，小車無人駕駛，裝備自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)，能夠再不需要人工進(jìn)行引導(dǎo)的情況下按照設(shè)定的運(yùn)輸路線進(jìn)行自動(dòng)行使，完成運(yùn)輸目的。AGV的行駛路線可以根據(jù)倉庫的位置和車間的位置變化而進(jìn)行調(diào)整，生產(chǎn)工藝流程改變不會(huì)影響AGV的使用，調(diào)度系統(tǒng)的靈活性可以在任何條件下為工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)輸原料。

2.2包裝車間

生產(chǎn)結(jié)束后進(jìn)行產(chǎn)品包裝，包裝如果進(jìn)行全人工包裝耗時(shí)長、浪費(fèi)人力資源。產(chǎn)品進(jìn)行包裝需要檢查外觀的完整性，準(zhǔn)備包裝材料，將產(chǎn)品按照規(guī)定的順序和包裝朝向進(jìn)行包裝，塞入說明書等配套文件，最后進(jìn)行裝箱、封箱?，F(xiàn)在的經(jīng)濟(jì)發(fā)展而導(dǎo)致訂單增多，不同訂單有著不同的包裝要求，同樣產(chǎn)品如果出口貿(mào)易在不同的國家，對(duì)產(chǎn)品的包裝要求都是不同的。包裝的產(chǎn)品批量小，但是種類多，在作業(yè)中需要進(jìn)行切換包裝模式，包裝效率就會(huì)變得非常低，每次產(chǎn)品切換都會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)的停滯。如果引用工程技術(shù)自動(dòng)分揀物料系統(tǒng)，就可以設(shè)定批量生產(chǎn)的信息，進(jìn)行批次劃分，在倉庫打印物料單，從而進(jìn)行物料上架。所有的員工都在自己的工位取物料，所有的物料都有分揀系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一配料，生產(chǎn)員工只需要操作自己的工作即可。這就從根本上解決了多品種、小批量產(chǎn)品包裝效率，規(guī)避了物料使用錯(cuò)誤的問題。

不同的產(chǎn)品包裝需要進(jìn)行切換包裝模式進(jìn)行換線處理，導(dǎo)致效率一直提不上來?？s短生產(chǎn)批次的切換才是有效解決問題的關(guān)鍵。通過對(duì)自動(dòng)分揀物料系統(tǒng)的應(yīng)用能夠解決多品種、小批量的產(chǎn)品包裝要求，提升包裝的速度和效率。

2.3PLC控制

現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)在自動(dòng)化生產(chǎn)線上的應(yīng)用，首當(dāng)其沖的重點(diǎn)就是PLC可編程控制技術(shù)的應(yīng)用。PLC是對(duì)機(jī)械設(shè)備的有效控制，從操作臺(tái)到生產(chǎn)線機(jī)械手等設(shè)備，已經(jīng)構(gòu)成了3-4級(jí)子網(wǎng)多級(jí)分布網(wǎng)絡(luò)控制，是專門為工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。在自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用，PLC是對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和通信技術(shù)的高度結(jié)合。

就技術(shù)而言，計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步會(huì)使可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造更加科學(xué)和先進(jìn)。在實(shí)際生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的很多連續(xù)變化的物理參數(shù)，例如速度、溫度、流量、壓力等等。這些模擬量可以通過信號(hào)的轉(zhuǎn)換得以實(shí)現(xiàn)，確保編輯程序器對(duì)模擬量的處理，讓生產(chǎn)過程中的參數(shù)得到完整的保留，同時(shí)對(duì)設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行模擬測(cè)試。PLC監(jiān)視系統(tǒng)的功能較強(qiáng)，同時(shí)監(jiān)控多個(gè)設(shè)備。設(shè)備與設(shè)備之間的連接關(guān)系、運(yùn)行順序都由中央PLC統(tǒng)一處理，整個(gè)流水線形成一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)行系統(tǒng)。集中式控制系統(tǒng)的成本更低，能夠較少一部分成本投資，對(duì)整體運(yùn)行的把控度較好，當(dāng)流水線上某一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的某個(gè)設(shè)備出現(xiàn)問題，立刻停止整個(gè)控制鏈條的運(yùn)行，避免流水作業(yè)中連鎖事故的發(fā)生。在生產(chǎn)線數(shù)據(jù)處理中，數(shù)據(jù)要能夠進(jìn)行傳送和轉(zhuǎn)換、邏輯運(yùn)算等功能，并且能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行記錄。這些數(shù)據(jù)能夠真實(shí)的反應(yīng)設(shè)備運(yùn)行狀況的良好，存儲(chǔ)的同時(shí)提供參考價(jià)值。PLC評(píng)價(jià)適應(yīng)性強(qiáng)、可靠性高、使用方便等特點(diǎn)在自動(dòng)化生產(chǎn)線中得到了廣泛的應(yīng)用。

結(jié)語

目前依然有一部分的生產(chǎn)線存在人員配置缺乏合理性和生產(chǎn)線較長的問題，這些問題對(duì)于企業(yè)的生產(chǎn)能力造成一定負(fù)面影響，為了提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，需要加強(qiáng)工業(yè)工程技術(shù)的深入應(yīng)用，尤其需要將工業(yè)工程技術(shù)應(yīng)用在產(chǎn)品制作流水線以及平衡流水線等方面，提升生產(chǎn)效率、優(yōu)化工作流程。

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