電連接器絕緣組件自動化、數字化裝配生產線建設實踐分析

喬邦 張新麗 李興朝

西安艾力特電子實業有限公司 陜西 西安 710114

1 電連接器絕緣組件裝配生產現狀

1.1 自動化程度偏低

很多企業在生產和裝配電連接器絕緣組件時，依然以來人工操作，自動化設備比較少，且利用率偏低。以下電連接器絕緣組件裝配的因素比較多，其中最主要的因素是一些關鍵工序缺乏先進設備的支持，裝配速度穩定性不足，裝配生產的質量控制難度大，從而影響了電連接器絕緣組件的生產質量，而且很多同批次的產品難以做到質量問題的有效“溯源”。

1.2 數字化程度低

數字化生產是信息時代，已經被證明和認可的最有效的生產方式，但就目前電連接器絕緣組件組裝生產而言，在一些生產環境，依然采取人和材料、人和設備相互對應的傳統裝配生產方式。這對裝配生產人員的綜合素質有很高的要求，既要掌握電連接器絕緣組件的設計圖紙和生產要點，也要掌握每臺機械設備的工作原理，更換生產人員之后，生產質量和效率都會降低。主要原因是數字化設備和儀器的使用比較少，沒有投入足夠的財力和物力，更新和引入自動化、數字化、智能化水平高的生產設備，嚴重影響了電連接器絕緣組件裝配生產質量。

1.3 生產模式沒有及時轉變

目前很多從事電連接器絕緣組件組裝生產的企業，依然采用傳統粗放式的生產模式，人工計件、人工操作為主，生產設備為輔。大量研究和實踐證明，此種生產模式存在很多弊端，如設備利用率低、生產柔性差、生產效率低、物流流通不夠靈活等，難以實現規模化、批量化、數字化的生產。

2 自動化、數字化裝配生產線的主要功能

和傳統粗放式裝配生產模式相比，自動化、數字化裝配生產線的功能更加全面，主要體現在以下幾個方面：

2.1 自動化物流和倉儲

自動化、數字化裝配生產線，通過對傳統工藝流程的再造和優化，結合裝配生產各個單元的實際情況，引入先進的自動化技術、數字化技術，可建設其集成度高、柔性化高的電連接器絕緣組件組裝生產流水線，從上物料開始，到各工位生產裝配，再到倉庫存儲，都可以實現自動化配送。在電連接器絕緣組件倉儲中，可實現按照程序設定的要求，進行自動化包裝、貼碼、裝箱以及自動化存取，從而大幅度提升電連接器絕緣組件組裝生產效率。

2.2 自動化裝配和數字化檢測

電連接器絕緣組件規格小、種類多，這就對裝配生產的柔性又提出了很高的要求。對那些需要重復操作的工序，可通過自動化裝配設備來實現自動化裝配。對那些復雜的工序，可用半自動化設備進行裝配，以提升裝配的自動化水平。在進行電連接器絕緣組件組裝生產質量檢測時，可用柔性化產品夾持機構來完成，來取代手工檢測，按照產品的規格和特點，編寫檢測程序，提升檢測的準確性，實現數字化檢測。

2.3 自動化數據采集和生產線控制

電連接器絕緣組件組裝生產工序比較多，每道工序都會形成大量的數據，僅憑人工采集，難以保證數據采集的有效性和完善性，可借助自動化數據采集設備，對每道工序的狀態數據、生產工藝參數、檢測數據、溫度、濕度等進行全天候檢測。比如：通過嵌入式系統、信息網絡系統、MES系統相互結合的方法，既能實現對電連接器絕緣組件組裝生產全過程各種數據的實時采集，并及時反饋給設計研發部門，調整生產工藝，及時發現質量問題和存在隱患，實現對電連接器絕緣組件組裝生產過程和生產質量的智能化控制。

3 電連接器絕緣組件自動化、數字化裝配生產線建設思路

3.1 選擇合適的裝配生產工藝

建設電連接器絕緣組件自動化、數字化裝配生產線具有很強的復雜性和技術性，需要借助很多高新技術、高新設備、高新工藝才能實現自動化、數字化裝配生產。比如：在選擇裝配生產工藝時，要通過價值流分析技術，對現行裝配生產工藝流程進行全面分析和優化，再用自動化、數字化的裝配生產模式，對電連接器絕緣組件組裝生產工藝進行流水式布置。此外，為提升電連接器絕緣組件組裝生產的自動化、數字化水平，還要建設結構化工藝以及工藝知識庫，將生產工藝相關數據和參數匯總到一起，進行專家論證，以選擇出最適合本企業電連接器絕緣組件自動化、數字化的組裝生產線，提升生產工藝執行的準確性，以免因為工藝不合理，引起質量問題[1]。而且通過工藝數據的結構化和工藝知識庫，才能為電連接器絕緣組件數字化組裝生產信息系統，提供可識別的工藝數據支持，從而逐步建設起一個可通用的結構化工藝設計參數。

3.2 合理應用生產線虛擬驗證技術

在電連接器絕緣組件自動化、數字化裝配生產線建設中科學合理的應用生產線虛擬驗證技術，可為物流系統的建設提供一個數字化模型，更加深入的了解和分析物流系統的特征，并結合電連接器絕緣組件自動化、數字化裝配生產線運行的特點進行全面優化。比如：在生裝配生產線建設之初，通過數字化模型運行試驗和假設的方法，可對不同的建設方案進行多方面論證、分析、評估，從而更快速地做出可靠的決策和評估。在電連接器絕緣組件自動化、數字化裝配生產線建設中主要需要用裝配仿真驗證以及物流和物料流的仿真驗證技術。

裝配仿真驗證技術在應用中，主要是利用裝配仿真驗證技術，對整條生產線上的裝配工序、工作人員、設備之間的相互交互進行仿真分析和結果驗證，在生產線投入使用之前，提前做好裝配流程的優化工作。比如：通過人機交互，可實現生產線的數字化驗證，此種驗證方法，既能有效縮短各工具的安裝時間，也可以大幅度降低試用的成本。正式生產之前，進行裝配流程的優化，有助于提升一次性生產合格率，加快裝配生產的速度，減少整體規劃流程時間，提升產能。

物流和物料流仿真技術在電連接器絕緣組件自動化、數字化裝配生產線建設中應用時，主要是通過離散事件仿真分析方法，對生產的數量和績效進行分析，并對分析結果進行虛擬化處理。電連接器絕緣組件自動化、數字化裝配生產企業可通過物流與物料流仿真技術快速找到生產中存在的問題，對已經完成運送的物料進行驗證，同時掌握多個流程替代方案的長期資源利用率[2]。

虛擬驗證后的最終結果，可應用在電連接器絕緣組件自動化、數字化裝配生產線工藝優化上，尤其是在生產線設備布置、路徑規劃以及工位布設上，可利用虛擬化驗證技術進行三維可視化調整，及時發現存在的問題和不足，及時進行有針對性的調整和處理，以免不合理的規劃，造成無故浪費，提升生產線運行的經濟效益。

3.3 注重自動化設備的應用

針對目前電連接器絕緣組件裝配生產中存在自動化水平不高的問題，在進行電連接器絕緣組件自動化、數字化裝配生產線建設中，需要注重自動化設備的應用，以提升裝配生產全過程的自動化水平。但在應用自動化設備時，并不是全生產線都采用自動化設備，而是需要結合電連接器絕緣組件自動化、數字化裝配生產線的特點和具體需求，在一些關鍵工序，或者重新操作比較多的工序上，配置上裝配生產所需的自動化設備，如：在物流輸送、搬運、焊接等環節，都可以由自動化設備來完成[3]。以滿足電連接器絕緣組件自動化、數字化裝配生產線對裝配生產物料和產品自動化輸送、自動化焊接、自動化檢測以及柔性組裝的要求。電連接器絕緣組件自動化、數字化裝配生產線工序繁多，通過對不同組件配套柔性化自動化組裝系統和對現有的組裝生產設備進行自動化改造，再輔以數字化接口、開發與之相適的安裝工裝，可進一步提升電連接器絕緣組件組裝生產的自動化水平、數字化水平及智能化生產水平。

3.4 加大生產線數字化技術的應用力度

在電連接器絕緣組件組裝生產線建設中，為最大限度上提升生產的數字化水平，就必須加大先進生產數字化技術的應用力度，比如：建立起以數據庫管理系統、PLM系統、MES系統、ERP系統、APS系統、數據實時采集系統、生產線維護系統等為核心的信息化電連接器絕緣組件組裝生產線。通過不同系統之間的相互配合，相互補充，可實現電連接器絕緣組件組裝生產線上，各個單元和各系統、各平臺的相互融合，將電連接器絕緣組件組裝生產全過程匯集到一個統一的平臺上進行集中管理，打通電連接器絕緣組件組裝生產線上的信息流，驅動任務派發和物料流轉[4]。實時把控生產線運行中的各項數據和參數，并和設計參數進行對比，做出智能判斷和實時預警，建設起一條集設計、生產數據相互貫通，生產和物流相互融合的自動化、數字化、智能化、智慧化電連接器絕緣組件組裝生產線，提升電連接器絕緣組件組裝生產質量和效率，更好地滿足下游各領域發展對電連接器絕緣組件的需求。

4 實現方法

為實現電連接器絕緣組件自動化、數字化裝配生產線的穩定運行，協同數據傳遞、變更，保證整個生產線始終處于可控狀態，還需要營造一個良好的運行環境。生產線自動化、數字化系統的運行環境由兩部分共同組成，其一是軟件配置，其二是硬件配置。

在進行硬件配置時，可選擇以下配置參數：

應用服務器：

CPU：Intel(R)Xeon（R）CPUE7320@2.13GHz；Memory：4.00GB；HD：SAS136GB。

數據庫服務器：

CPU：Intel（R）Xeon(TM) MPCPU3.16GHz；Memory：3.25GB；HD：SAS204GB。

客戶端：

CPU：Intel（R）Celeron（R）CPU1.3GHz；Memory：512MB；HD：SAS38GB。

在進行軟件配置時，可選擇以下配置參數：

應用服務器參數：OS：Microsoft(R) Windows（R） Server 2003，Enterprise Edition 5.2.3790 Srevice Pack 2 Build 3790ⅡS6.0 MS.NetFrame Work3.5。

數據庫服務器：OS：Microsoft(R) Windows（R） Server 2003，Enterprise Edition 5.2.3790 Srevice Pack 2 Build 3790。Oracle 10g。

客戶端：Window XP Professional（SP3）IE6.0.2900.5512.xpsp-sp3。

整個系統運行中，無論是應用服務器、數據庫服務器，還是客戶端，網絡環境都選擇10MLA[5]。

5 結束語

綜上所述，自動化、數字化是目前生產制造領域的主要趨勢，和傳統粗放式的生產方式，自動化合數字化，既能提升產品的生產效率和質量，而且對生產線的管理和維護也更加方便、靈活。大力發展自動化技術、數字化技術對電連接器絕緣組件生產企業持續健康的發展有非常重要的意義。但建設電連接器絕緣組件自動化、數字化裝配生產線的難度頗大，需要結合現有的生產工藝和特點，在對原有設備升級改造的基礎上，加大新技術、新設備的應用力度，以實現自動化、數字化生產。