非標自動化物流設備標準化、模塊化發展需求及重要意義研究

周永華，周景吉，趙 敬，黃建瑞

（寧夏共享機床輔機有限公司，寧夏 銀川 750001）

非標自動化物流設備標準化、模塊化發展需求及重要意義研究

周永華，周景吉，趙 敬，黃建瑞

（寧夏共享機床輔機有限公司，寧夏 銀川 750001）

自動化輸送產品目前大都為非標設備，通常需要根據客戶的需求進行設計，因此經常需要進行非標設計。由于產品交付期等相關因素的限制，很難進行多次的測試、驗證、優化及量產，設計難度高，設計質量要求高，對于設計人員是個較大的考驗?；谝陨?，非標自動化設備的標準化工作就顯得尤為緊迫和重要。文章對如何解決這個問題進行了闡述。

非標自動化物流設備；標準化；模塊化；系列化；數字化；效率；成本

1 背景介紹

隨著我國制造業水平的不斷提升，也伴隨著整個制造行業的轉型升級，各大制造領域也都在逐步地由傳統的手動操作向著自動化操作轉變；由勞動密集型向智能自動化轉變。這種轉變一方面是國家轉型升級戰略中的一部分，另一方面也是制造業水平不斷提升的必然趨勢。作為機械制造業的輔助設備，自動化物流傳輸設備的出現就是走向自動化轉型升級最強有力的信號，由于自動化物流傳輸設備不僅可以取代人力勞動的搬運與操作，還可以提高生產效率，這不僅是成本的降低，還是效率、質量、安全等多方面的提升。

作為中國經濟最發達的地區，以長江三角洲、珠江三角洲為核心的沿海一帶的制造業水平也相對較高，決定著中國制造行業不斷前行的方向和發展模式，相應的自動化物流輸送設備在這些區域也最先應用，并且各類自動化物流設備設備的種類和水平也超出其他地區許多。非標設備，顧名思義就是指這類設備國家尚無固定定型的標準規范，一般都是根據實際需要進行量身設計并制造的非通用性設備，該類設備具有小批量、多品種、多功能、開發周期短、可復制性低的特點?；诋a品質量是設計出來的理論，該類產品對設計環節有著非常高的要求。

本文就非標自動化物流設備發展的現狀及趨勢，揭示非標產品的設計流程及管件環節，重點闡述標準化、模塊化的設計方法，最后論模塊化標準化設計的重要意義。

2 非標自動化設備的發展現狀及發展趨勢

非標設備，顧名思義就是指這類設備國家尚無固定的標準規范，一般都是根據實際需要進行量身設計并制造的非通用性設備，該類設備具有小批量、多品種、多功能、開發周期短、可復制性低的特點。

盡管非標自動化產品的發展呈急速上升的趨勢，具有非常廣闊的市場空間。但是我國非標產品企業數量多、規模小、技術落后、競爭同質化也是明顯的缺陷。新型的自動化設備往往是機械、電氣、信息技術集成的設備，對設計人員的知識面、核心設備制造精度、新型電子產品的熟知度等要求很高。因此，這些方面的不足大大地限制了非標設備技術水平的提高，由于在許多核心技術上也沒有真正的獨立，主要功能部件仍然依靠進口，使得設備成本居高不下，高端非標自動化設備依然依靠進口。

從市場邏輯來看，非標產品往往是定制型的，且項目范圍通常不是很大，在幾十萬到幾百萬之間，對于這樣的項目，由于設計投入較長、投入產出比太低，大企業往往不屑一顧，相反，對于規模較小的企業來說，卻是爭相競爭的重要訂單。但是，由于小企業存在的管理、質量及售后問題，往往使得企業發展緩慢。久而久之，很多廠家仍然面向中小企業進行購買相對廉價的非標產品設備，致使非標產品沒有形成專、精、特的生產企業。

就目前來看，非標產品的發展仍然具有良好的勢頭，非標自動化產品也大都轉向自動化、智能化產品。就物流設備來講，機械制造加工中，多臺機床間的集成自動化成為一種趨勢，這種集成范圍內的物流傳遞解決方案已有很多成功的案例，通過桁架、自動線、機械手等相關設備將整個物料傳輸系統進行了串聯，此外越來越多檢測設備與自動化物流設備進行了集成應用，使得物流傳輸與質量檢測等過程融為一體，大大地減少了人工操作的強度。因此，自動化物流設備未來的發展方向仍然是機械、電氣、信息系統的全面集成，全自動化及智能化已成為未來制造業的必然趨勢。

3 非標自動化物流設備標準化、模塊化的設計流程

3.1 非標自動化物流定制產品定型及設計研發

（1）確定產品開發項目，通過了解客戶需求，明確其產品工藝要求，產品質量要求、產能要求，作業環境等，對癥下藥，在已有自動化產品類型的基礎上進行方案設計構思。

（2）對產品進行分析研究，明確其生產工藝、尺寸要求，并積極與客戶溝通，了解設備使用過程中的注意事項及相關技術參數。

（3）初步制定方案，得出設備的整體及局部示意圖、各機械機構、電氣控制系統、動作流程等。

（4）組件項目團隊，對方案的可行性、制造成本、產能等進行評估。

（5）對方案評估中的問題進行切實的整改優化。

（6）方案會審階段，與客戶進行詳細的方案溝通評審，根據客戶需求和意見確定最終方案。

（7）組織開展產品的設計環節，進行總裝圖、部件裝配圖、零件圖的設計；整理加工零件清單、標準件采購清單；整理操作說明書；確定自動機械的控制方案，繪制控制系統原理圖，進行電氣元件的采購，程序編制。

（8）零組件質量檢驗，設備組裝調試，并組織產品的打樣預驗收。

（9）包裝出庫，歸檔技術文件，進行項目總結。

3.2 非標自動化物流設備設計標準化

由于非標自動化物流設備的種類繁多，往往根據客戶的不同需求就會延伸出一種新的產品設備，如何將復雜多變的產品類型進行分類整合，形成定型的幾種設備，進行標準化設計，是設計人員所需思考的，以下就非標自動化物流設備進行舉例說明。

（1）傳輸工件的分類定性，機械制造零件是制約物流輸送設備參數的重要因素之一，可根據傳輸不同的工件類型進行大方向的分類，如發動機缸體、缸蓋等，由于相同工件種類的外形特征大體相同，可針對某一種工件進行物流輸送設備的標準化分類。

（2）根據設備使用功能進行分類定性，物流輸送設備中常用的自動輸送線、上下料機構、姿態翻轉變化機構、空間升降連接機構、工件抓取移動機構（桁架機械手、機器人機械手等）等，通過實現不同功能對物流設備進行標準化分類。

（3）標準化方案設計，根據以上兩種的分類，對各類物流設備進行分類命名，并根據不同的使用環境進行更改優化，進行方案設計完善，如機構主體的標準化、標準外購件的標準化等。

（4）標準化方案審核評估，主要針對方案的可行性、合理性、設計成本、工藝合理性等。

（5）方案整改優化，并整理標準化設備相關裝配圖、局部裝配圖、電氣控制方案。

（6）標注化方案選型配置，根據客戶的不同需求，將部分標準外購件的配置等進行檔次劃分，已滿足不同客戶群體的需求，提升產品的競爭力。

3.3 非標自動化物流設備模塊化設計

對于非標自動化物流設備模塊化設計，主要指根據整套設備內的不同功能組成部件進行合理的劃分，如抬升送料機構中，包含了機加主體模塊、抬升模塊、推進送料模塊、設備固定模塊、接液模塊、防護模塊等。將這些在不同設備中都能用到的模塊進行分類，優化設計，行程統一的機構形式，并將此固化行程各個功能模塊。

（1）非標自動化設備各個組裝模塊功能劃分，將各個模塊單獨分離出來。

（2）做好各個模塊組裝連接部分劃分及設計。

（3）各模塊方案評審，方案可行性、模塊劃分合理性、各模塊加工零件明細梳理、標準件外購清單梳理。

（4）各模塊工藝圖紙準備，電氣控制方案等。

4 提高非標自動化物流設備標準化、模塊化的重要意義

隨著我國機械制造行業日益發展，對自動化物流設備的需求也越來越大，要求也逐步提高，這對于非標自動化物流制造廠家的要求也越來越高。面對同行業競爭壓力，大家紛紛展開了價格戰、質量戰，誰能打贏這場關鍵的戰役，誰就能在行業有立足之地。在信息飛速發展的今天，各家的產品方案及技術都已成為公開的秘密，如何在方案相同的情況下做到成本最低、質量最好是每個企業都面臨的難題。標準化、模塊化設計是解決這一難題的最直接有效的辦法，通過標準化模塊化設計，有以下優點：

（1）減少設計周期，通過前期已準備好的各類標準化方案，面對不同的客戶需求，能夠很快地對方案進行組合優化，形成客戶最終滿意的方案。

（2）減少工藝圖紙準備時間，壓縮工藝準備時間，由于各個標準模塊相對應的圖紙都已準備完成，只需要將新增的部分組件圖紙完成即可，大大降低了工藝圖紙準備時間。

（3）提高勞動生產率，降低人工成本，通過設計周期等的縮減，一定程度上減少了設計人員所浪費的工時成本，此外，由于標準化模塊的各個加工件已統一標準，即可小批量地進行生產，減少了生產工時成本。

（4）產品配置層次化，提升產品的競爭力，通過標準化設計，針對標準外購件，不同的品牌有著很大的價格差異，在面對不同客戶的需求時，可以很好地適應彼此的需求，讓顧客自助選擇，贏得客戶的滿意。

（5）增強了產品的互換性，便于維修。

5 結語

綜上所述，非標自動化物流設備的發展不僅要在核心技術上有一定的突破，真正地做到機械、電氣、信息系統的全面集成，還要早設計過程中對癥下藥，針對定制化產品所帶來的設計成本及加工成本，通過合理的標準化、模塊化設計進行解決，在降低成本的同時，也更加有利于方案的優化設計，提升產品質量和性能，增強產品的競爭力，提升企業的競爭力，以帶動整個行業的蓬勃發展。

[1]盧新.加強工藝工裝及非標設備零部件“三化”設計—加速產品工藝、工裝及非標設備設計周期[J].國防技術基礎，2015（10）：12-14.

[2]李洋.淺談非標設計的標準化[J].中國機械，2013（7）：191.

[3]練宏俊.非標設備制造企業標準化方法研究[J].現代制造工程，2013（7）：138-140.

[4]張根林.非標產品的標準化管理[J].機械工業標準化與質量，2003（6）：14.

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

周永華（1989— ），男，寧夏吳忠。