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第五百六十五章 系統優化

更新時間:2021-09-05  作者:齊橙
何日請長纓 第五百六十五章 系統優化
機床系統化設計的概念并不是由中國學者首創的,其思想可以一直追溯到機床起源的年代,在那個時候,中國人甚至還沒有接觸過現代意義上的機床。

什么叫系統化設計,如何做系統化設計,在過去200年中有著不少討論,但真正取得實質性的進展,卻是在過去的十幾年中。而在其中做出最大貢獻的,便是來自于中國的工程師和學者。

自2000年開始,中國便成為全球最大的機床消費國,隨后又成為全球最大的機床生產國。生產技術的進步,從來都是與應用息息相關的。豐富的應用實踐,為工程師和學者們提供了海量的研究數據,這便促成了中國在機床系統化設計領域里的飛速進步。

肖文珺從十幾年前便開始進入這個領域,憑借著她的天資以及臨機集團、蒼龍研究院所提供的實踐機會,她很快就成為這個領域里的佼佼者。到現在,在全球范圍內,如果肖文珺自謙說自己的水平只能排第二,還真沒有哪個人敢跳出來說自己是第一。

肖文珺所研究的機床系統化問題,涉及到三個層次。

第一個層次,是單臺機床的最優化設計。她所以會在這個方面做出成績,很大一部分原因是情勢所迫。中國機床與西方機床相比,在零部件的精度方面有很大差距,要想在短時間內趕上基本沒有可能。在這種情況下,如何通過零部件的配合來彌補單個部件的精度差異,就成為一個很有價值也很有挑戰性的課題。

在唐子風的支持下,肖文珺和于曉惠聯手,一個做理論研究,一個做實踐驗證,也不知道花費了臨機集團的多少研究經費,終于開發出了一套計算模型,并且成功地應用于生產實踐。

有了這套模型,臨機集團便補上了零部件精度不足的短板,能夠制造出精度、品質不亞于西方同行的高端機床,參與市場競爭。由于降低了對零部件精度的要求,臨機集團的機床還擁有了價格上的優勢,進而獲得了更強的競爭力,也改寫了機床市場的競爭規則。

于曉惠向楚占龍等人說起工匠精神和工程師精神的差異,其實也并非強詞奪理,而是有一定依據的。

零部件精度的提高是有極限的,精度達到一定水平之后,每提升一點,要付出的成本都會呈幾何級數上升。所謂工匠精神的背后,其實就是成本的無限堆積,而這些成本都是要由用戶來承擔的。

借助于系統優化的技術,臨機集團可以用精度稍遜的零部件,組合出高精度的機床,這就大大地節約了成本。這樣一來,機床企業的競爭就由不斷追求零部件的高精度,轉向了尋求機床設計的優化,而后者拼的是理論水平以及數據支撐。

理論方面,中外各有所長,也沒法說誰更強一點。但在數據支撐這方面,中國機床企業所擁有的優勢,就是西方同行所不具備的,而且也是它們無法超越的。

數據來自于生產實踐,中國有幾百萬臺機床,日復一日地運轉,每時每刻都會產生出以tb為單位計算的數據,這些數據就是機床優化設計的基礎。西方機床企業就算擁有再多的理論模型,沒有數據支撐也是枉然。

機床系統化設計的第二個層次,則是工廠級別的機床組合優化。生產一種產品要經歷許多個工序,每個工序要使用不同的機床,所以一家工廠里的機床種類是很多的。

傳統的工廠里,機床來自于不同的供應商,工人也有涇渭分明的工種劃分,開車床的是車工,開銑床的是銑工,各干各的活,哪道工序出了問題,后續的工序就只能眼睜睜看著,插不上手。

信息技術的發展,催生了智能制造的概念。一線操作工的數量不斷減少,有些企業甚至出現了所謂“無燈車間”,整條生產線上的所有設備都是通過自動化裝置聯接在一起的,一道生產指令就能夠完成所有工序的操作。而要實現這一點,就要求生產線上的機床要符合統一的標準。

工廠級別的機床組合優化,包括機床設計的標準化,還有前后工序機床之間的協調配合,此外,還要考慮容錯和冗余的因素。在一條生產線上,如果有一臺機床發生了故障,后面的工序就無法進行。容錯設計就是要在有機床出現故障的情況下,智能化地繞開故障點,避免生產中斷。

在達到容錯的效果,就需要生產線上有一定的冗余。其中一種方法,就是讓機床具有通用性,一臺機床壞了,另一臺機床馬上能夠改變功能,代替這臺機床的作用。現代數控加工中心原本也是能夠同時完成多種加工作業的,功能上存在著一定的冗余。不過,要保留多大的冗余量,就涉及到很復雜的計算,不是隨便就能夠設計出來的。

前兩個層次的系統化設計,國外的機床同行也同樣在做,大家只是水平上有些差異。肖文珺所做的第三個層次的系統化設計,可就是一個具有鮮明中國特色的層次,那就是跨地區、跨行業的機床組合優化,涉及到數十萬臺機床的協作。

在一個工廠內部,無論如何進行生產組織,設備的閑置都是難以避免的,尤其是高端且具有專業性的加工設備。

例如,有些工廠在生產中涉及到超重型部件的切削加工,為此就需要購置超重型機床。但這種超重型部件的加工,卻不是每天都有的,也許一年也只有那么幾次。這樣一來,企業擁有的超重型機床在大多數時候都是閑置的。

這一類高端的專業機床,往往價格都非常高。一旦閑置,造成的資金浪費就是極其可觀的。

肖文珺所做的跨地區、跨行業機床組合優化,就是通過網絡技術把各企業擁有的專業設備聯系起來,某一家企業的機床閑置時,可以承接其他企業的同類加工任務。這樣一來,另一家企業就可以不用購置這類專用機床,從而節省下大量的設備投資。而擁有機床的那家企業,又可以通過為其他企業代工來獲得收入,縮短設備投資的回收期。

除了這類高端專業機床之外,一般的通用機床其實也存在跨企業借用的可能性與必要性。許多企業的生產不是連續的,往往是有幾個月旺季,又有幾個月淡季。進入旺季的時候,企業會嫌設備不夠用,而進入淡季時,企業的設備又會大量閑置。如果能夠建立一個跨企業的設備使用平臺,不同企業就可以在旺季和淡季時與其他企業調濟生產能力的余缺,這無疑也是很有價值的。

要實現企業間的設備共享,同樣存在設備標準化和通用化的問題。越是專業性的設備,越不容易與其他企業共享。但如果一味強調設備的通用性,對于專業生產來說,又未免影響效率。如何在專業性和通用性之間取得平衡,也是一門高深的學問。

說這個層次具有中國特色,是因為在西方國家里,要實現設備的跨企業共享,涉及到的利益牽扯太多,這不是工程師們能夠解決的問題。而在中國,至少在國有企業范圍內,要推行這套體系是有一定基礎的。

肖文珺最初也沒想到這件事能夠辦成,她只是在閑聊的時候,向唐子風說起了這樣一個思路。沒想到唐子風當了真,一邊吩咐她和于曉惠盡快拿出一個可行方案來,一邊利用自己的行業影響力開始了推廣。

唐子風至今仍然擔任著機二零的秘書長,而機二零則是國內影響最大的機床企業的聯合體。國內的制造業企業,使用的機床多數都是國產,而國產機床又多數來自于機二零企業。所以,機二零企業聯合推廣這套機床共享系統,響應的企業還是非常多的。

有些企業本身對機床共享這件事并沒有太大的興趣,但礙于機二零的面子,也答應先參與進來試試。還有一些企業,就絕對是看在唐子風的份上,不愿意為這么一點小事而拂了未來國資委領導的面子。

為了能夠最好的匹配不同企業的生產要求和閑置設備,唐子風推動國資委牽頭建立了一個設備云平臺,在平臺上可以隨時查到每家企業的每臺設備的即時運行情況,包括磨損情況、維修記錄等等。這項工程之繁瑣,也是難以描述的。

系統推廣之初,出了不少岔子。有一段時間,肖文珺和于曉惠東奔西走,忙著處理各種差錯,可謂是焦頭爛額。但每一項差錯,都為研究者們提供了新的材料和啟發。幾經磨合,這套系統逐漸成熟,參與系統的企業也漸漸地嘗到了甜頭,抱怨聲越來越少,贊揚聲越來越多。

一些原來持觀望態度的企業,也開始主動申請加入了。系統所覆蓋的范圍,也從主要以國有企業為主,逐漸擴展到包含了大批民營企業和外資企業。

何日請長纓 第五百六十五章 系統優化

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