机电一体化技术在智能制造的运用

随着改革开放逐步深入，机电一体化逐步发展成了我国工业进一步发展的重要动力来源。通过利用机电一体化技术能够把电子技术与机械制造技术更为紧密的融合，确保在机械制造的过程中可以实现对整个流程的智能化管理，未来机械制造也定会逐渐向着智能化制造方向发展。

1机械制造企业智能制造的具体思路

1.1产品的智能化。因为煤矿机械设备多是在煤矿开采过程中应用，而且煤矿开采作业所面临环境较为复杂，其要求机电设备具有更高的可靠性，也要求煤矿机械设备拥有更高的自动化程度，这样才能确保煤矿开采的效率进一步提升，所以，便要求煤矿开采中各种机械设备，尤其是煤矿掘进设备应当拥有特定的感知能力、判断能力以及执行能力。1.2装备智能化。确保目前所拥有的制造设备进一步升级为智能制造设备，或是购进新的智能制造设备，首先，可以把专家所拥有的知识以及经验和机械制造流程相互结合。其次，让机械制造系统拥有学习能力以及知识的进化能力，确保机械制造最后可以达到自律制造的目标。1.3车间智能化。在机械制造智能化转变过程中，车间智能化是非常关键的环节，对于煤矿机械制造企业而言，其中最为重要的车间为加工车间以及装备车间，而对于这两种车间而言，最为重要的工作便是要确定具体生产何种零件、机械设备运行状况如何，物料配送情况、生产统计情况以及质量管理工作等等，也之后确定这些工作能够实现智能化，才可以确保实现车间的智能化。1.4工厂智能化。要想确保煤矿机械制造企业能够进一步的提升生产效率，最为关键的是要实现工厂的智能化，要能够达到煤矿开采设备定制生产的需求，而要想实现用户的各种需求，便应当确保工厂生产流程的智能化，其中主要包含有4个不同的内容，分别为智能生产控制过程、智能生产执行过程、智能加工过程。

2西安煤机的智能制造转型方案设计

2.1数字化柔性生产线的建设。西安煤机目前拥有很多的进口加工设备，这些设备在国际上都是较为先进的，不过，不同的设备在运行过程中处于独立状态，不同系统之间也处于封闭状态，企业实际生产过程中信息孤岛问题尤为突出，而且在实际生产之中还有不少的工序要求要有人工的辅助，这样导致了在机械设备制造过程中，使得企业所拥有的先进设备潜能无法得以有效发挥。西安煤机的制造生产线初始设计过程中，较多的考虑到了人工作业便捷性，所采用的理念依旧是流水线设计理念，所以，从生产线的整体水平来看，其自动化程度相对较低，尤其是一些机电设备的配电作业，很大程度上都要依靠人工方式完成，这也是现阶段西安煤机生产效率无法有效提升的重要因素。而利用柔性生产技术，则能够确保机电设备的自动化能力可以得到充分发挥，从而确保企业的生产能力得以显著提升。在自动化生产线的建设过程中，主要是利用机电一体化技术，而由于装配作业属于劳动密集型工作，主要针对服务于人工复杂精细操作的电子看板信息推送、数字化的物料配送、检测数据分析等工作，最终确保装配工作也能够实现模块化以及数字化的生产，从而构建成基于机电一体化技术的生产模式，确保装备的数字化能力，提升数字化制造所占比例，确保车间可以更好的应对生产柔性。数字化柔性生产线建设的技术路线如图1所示。2.2基于机电一体化技术构建数字化车间制造。执行系统(MES系统)西安煤机目前所采用的生产模式依旧是完全订单生产模式，此种生产模式属于离散型生产模式，同时也导致企业在实际管理过程中会面临较大的困难。西安煤机企业现阶段只是简单的依照产品对生产线加以划分，导致生产计划的安排不够科学与合理，很多设备的运行效率也差异较大，在进行零件加工以及装配的过程中均不够协调，使得不同层面上所制定的计划无法依照设定期限完成，设备制造周期相对长，从而使得企业的生产效率一直得不到提升。另外，很多实时生产信息未能被有效、全面与及时的采集，使得各种生产信息无法被有效分析以及统计，导致车间管理工作水平无法得到有效提升。在建立数字化车间制造执行系统的过程中，其是在MES之上连接上PDM系统以及ERP系统，而且还会结合CPS系统，通过这些系统的应用，能够确保生产过程中自任务下发至产品完成生产加工的全部工序，均能够集中到同一个平台之上进行管理。调度以及控制。同时还利用MES系统实现现场管理的透明化，确保各项资源能够得以优化配置，使得生产调度也更为智能化。目前西安煤机MES系统的构建内容包含有下列几项：（1）计划安排和生产制定的一体化。结合不同订单的具体产品交付日期，同时充分利用ERP系统中计划任务的数据信息，全面的分析不同制造资源，构建对应的约束模型，建立起高级排程计划。系统依照具体的生产计划而制定任务，还会结合不同工艺的具体参数需求对全部工序的生产数据加以收集与分析，针对生产现场存在的问题加以预警和管理，确保开展异常管理工作时能够形成闭环管理的模式。（2）生产执行以及物料配送的一体化。借助于立体料库和WMS、AGV系统等，确保物料配送的及时化，从而确保存货周转效率得以进一步提高，降低呆滞以及在制造产品数量，从而确保生产成本能够得以显著减少。（3）设计制造的一体化。设计制造过程中和PDM集成，从而得到MBOM、图纸以及工序指导书等相关参数与信息，而且把所获得的信息和具体生产任务加以关联，确保生产过程中能够进行可视化查询。（4）实时、全面的生产调度以及监控。依照不同工序之中具体的完工情况，对生产进度加以全面、实时的监控，并及时生产监控报表，将生成的报表实时推送到电子看板上，确保整个生产过程达到可视化以及透明化目标，同时还能对整个生产流程进行追溯管理。

3经济效益分析

从智能转型方案的研发费用节约、人工费用节约、生产效率提升、产品不良率损失减少以及水电费用节约等多个方面进行分析，得出在进行智能制造转变之后，每年可以确保企业获得1029万元的经济效益，而智能制造所需资金投入约6400万元，则可以计算得到投资的静态回收期为6.2年，而动态回收期则为8年(贴现利率依照5.9%进行计算)。并且，在采用智能制造之后，会与企业的订单式生产模式更为适宜，确保企业所成产的产品质量更优，产品生产的周期更短，而且企业的可参观性会得到极大改善，使得企业的竞争实力明显增加，可以为企业各项战略目标的实现提供可靠保障。另外，在采用智能制造方案之后，可以使能源的利用效率进一步增加，除了能够让企业拥有更大的经济效益之外，更为关键的是响应了我国节能减排的政策号召，确保生产过程中能源消耗数量进一步减少，对环境保护是非常有利的，其社会效益也极为显著。

4结语

在西安煤机企业开展智能制造之后，不仅取得了相对大的经济效益，而且还能够使得很多生产实际问题得以解决，确保企业在市场竞争之中其竞争实力得以增强。先阶段，依旧有很多企业针对这一方面做了尝试，而且此次所设计的方案也与现代化的工业发展要求相符合，和我国所制定的政策相契合，拥有相对高的可行性。

作者:陈巍 单位:西山煤电集团公司东曲矿