先进制造技术在发电设备制造业中的应用探讨

核心提示：　　2摘要本文根据先进制造技术的发展趋势，探讨其在我国发电设备制造业中的应用存在问及对策，指出利用先进的制造技术和先进制造模式来改造我国传统发电设备制造业是将来发展的必由之路。　　1引言当今在全世界范

　　2摘要本文根据先进制造技术的发展趋势，探讨其在我国发电设备制造业中的应用存在问及对策，指出利用先进的制造技术和先进制造模式来改造我国传统发电设备制造业是将来发展的必由之路。

　　1引言当今在全世界范围内，制造业的竞争变得越来越激烈，产品的制造周期越来越短，基于时间个性化质量和价格的竞争成为企业占领市场的重要策略。发电设备制造业也不例外，若不积极采用先进制造技术AMT提高企业竞争能力，就将在激烈的竞争中陷于困境。企业的这竞争能力可以通过综合运用先进制造技术众14下，全面提高企业的柔性自动化水平来增强。AMT是指在当今技术条件下能显著提高企业的设计加工检测物料储运营销生产管理等方面能力的设备计算机软硬件和管理方法，它主要包括计算机网络制造柔性制造系统FMS计算机集成制造系统05智能制造系统13精良制造系统，3敏捷制造系统13虚拟制造系统VMS等制造技术与制造系统；柔性制造单元FMC机器人加工中心MC数控机床NC激光加工自动检测设备自动化仓库以及其它些工厂自来稿时间2001年8月20日动化等硬件设施；物料需求计划河3制造资源计划尺，准时制生产计划，1丁计算机辅助设计与分析，CAE计算机辅助制造CAM专家系统和管理信息系统MIS等软件工具。

　　2我国发电设备制造的技术现状我国发电设备制造业主要在50年代由前苏联援助建设而成，现在处于个重要的历史时期，面临着来自国内外的巨大压力。

　　方面，在国内由于出现了低水平的电力供需平衡，因而发电设备的市场需求不足；另方面，随着改革开放的逐步深人，国内市场国际化，我国发电设备制造业不但要面对国内同行的激烈竞争，而且还要直接面对国际大公司居高临下的挑战。这对于制造水平和竞争能力尚处于较低层次的我国发电设备制造业来说是次严峻考验，无论是产品的市场竞争能力设计开发能力，还是其质量水平成本水平市场快速响应能力等各个方面，我国发电设备制造业都存在些不足，主要现在产品品种较为单，新产品，发周期较长，自主开发能力较为薄弱。国内主要发电设备制造厂家在80年代就开始采用00疋处对发电设备的主要零部件进行设计分析，开发了些专用设计软件，取得了批成果，同时通过攻关和技术引进国外的CADCAMCAEDMPDM产品数据管理商业软件，在某些方面也达到了世界先进水平，但系统化和集成化程序较低，没有充分发挥先进制造技术的作用。

　　发电设备制造厂家的部分生产设备较为陈旧，总体上自动化水平较低。从80年代后期以来，国内主要发电设备制造厂相继引进了批国外先进的制造设备，如东方电机股份有限公司和哈尔滨电机厂都引进了批国外包括轴联动在内的大型数控设备，并采用现代数控技术对批机床进行数控改造，设备的自动化程度有很大提高。

　　制造工艺较为落后，生产成本较高。我国从90年代中期开始，在，CAM的开发应用，特别是发电设备的复杂零件关键部件的CAMCNC研究开发方面做了大量工作，某些方面达到了世界先进水平。现在正在推广实施0，但发电设备制造技术系统化和集成化程度较低。

　　生产的规划调度等管理手段较为落后。近年来，为了加快市场响应能力，物料需求计划制造资源计划及企业资源计划等新代生产经营管理技术开始受到重视。

　　从我国发电设备制造业的现状来看，我们已广泛使用0技术，能对关键零部件采用0进行分析计算，装备了各种数控设备和加工中心，CAMCNC及CAPP技术得以逐步推广。虽然目前在先进制造技术应用和采用先进制造模式方面同国外先进水平有较大差距，但在软硬件设施方面已具备定条件，为进步采用先进制造技术及制造模式，加快改造传统的发电设备制造业奠定了技术和物质基础。

　　3AMT在发电设备制造业中的应用分析AMT在发电设备制造业中的应用可以贯穿企业产品设计开发生产经营管理介绍。

　　3.1在发电设备产品设计开发过程中的应用80年代，国内主要发电设备制造厂家就开始采用，仙对发电设备的主要零部件进行设计分析，已在不同层次上广。泛应用于发电设备制造业，如作为水轮机核心的转轮水力模型研究开发，已全面应用叶片计算机辅助设计专用0，维流场有限元计算分析和性能预估0，丁数控加工，河等先进技术；又如在汽轮发电机组水轮发电机机组的轴系设计分析方面，已全面采用CADCAE等技术进行设计装配和动态响应计算模拟。在某些产品上，初步应用计算机集成制造技术已取得明显效益。

　　如果我们进步把包括虚拟制造，4并行工程0等，特别是最新提出的虚拟产品开发技术在内的先进制造技术应用到我国发电设备制造业中，有利于摆脱产品设计开发周期长自主开发能力较为薄弱的状况，这对实现生产代试制代开发代研究代的产品开发方针具有重要意义。在发电设备制造业中，可以进步开发应用的先进技术包括计算机集成制造技术，CIM指在所有产品中推行计算机维辅助设计，实现实体建模特征建模参数化设计约束管理和相关性设计等多种功能，包括3.产品零件的维造型，实现产品的维设计。

　　b.基于PDM的数据形库共享及产品配置管理，提成熟零件的借用率。

　　采用虚拟产品开发工具0，0是指以数字方式在计算机上完成包含产品设计分析实验和测试等各个环节在内的整个产品开发过程，从而使我们在实际原型制造出来之前就能对产品的各方面进行评价，减少了对物理模型的依赖，加速了开发过程，它包括a.采用PDM管理发电设备产品数据。

　　进步对发电设备各种关键零部件进行有限元分析与优化，并根据应力应变状况优化零件结构，使结构更合理，达到降低生产成本提产品质量的目的。

　　c各种产品的可装配性分析与虚拟装配。即根据PDM提供的零件模型，实现产品部件及整机的虚拟装配，合理确定各零件的配合公差，并进行装配评价，为行运动学动力学分析提供模型。

　　1水轮机导水机构轴流式转轮的叶片调节机构等关键机构运动学发电设备的转子动力学分析。即利用虚拟装配模型进行运动学分析，利用动力学分析振动形态，为改进设计提供有效手段。

　　e.基于PDM的产品过程管理。即建立产品开发过程模型，采用消息预发布版本管理权限审批等，实现设计开发过程的动态跟踪与实时监控，实现协同工作，加速产品开发虚拟产品可视化。即利用虚拟装配模型进行产品可视化和工业设计色彩设计等，可通过INTERNET为网络制造奠定基础。

　　反求工程尺6，6既叫1如旦发电设备中有很多曲面零部件，如水轮机叶片雕塑曲面汽轮机叶片曲面水轮机导叶曲面等，这些零件都与其流体动力特性有关。在开发过程中，般要通过试验验证设计并修改曲面模型，采用反求工程可加快开发过程。

　　并行工程，已国内发电设备制造厂在产品的开发设计制造方面仍主要采用串行工程，存在设计与制造脱节产品面市周期长等问。采用并行工程后，产品从开发到生产的各环节并行进行协同工作，在开发阶段就必须考虑零件的可制造性产品的经济性，不仅可大大缩短产品制造周期，而且可降低成本。

　　3.2在产品制造过程与工艺技术中的应用9，年代，国内主要发电设备制造厂家就开始采用数控加工技术加工主要零部件，并在复杂和典型零件加工方面研究开发，厘技术，开发出大型水轮机叶片的轴联动数控加工技术汽轮机叶片制造的以汽轮机缸体数控加工技术汽轮发电机风叶加工的河3等，数控加工技术已在不同层次上广泛应用于发电设备制造业。

　　针对发电设备制造业的特点，进步推广应用FMSCIMSVM等先进制造技术，对于提我国发电设备制造水平优化生产工艺具有重要意义。可以应用的先进制造技术包括计算机辅助制造CAM及仿真加工技术利用数控机床数控加工中心配以，河技术，可以实现零件的部分或全部加工过程的自动化；利用，的产品维模型，可以在014和仿真软件中定义和模拟机床，模拟加工刀具夹具等加工工艺系统，制定零件的工艺路线和工序内容，进行刀位轨迹规划刀位轨迹计算刀具干涉计算，进行针对机床加工的后置处理数控加工程序；利用加工过程仿真软件在计算机上仿真加工对象在加工过程中的运动和状态，进行虚拟加工，检，代码和装夹等因素引起的碰撞干涉现象，优化加工方案和加工工艺；具有动画功能。

　　叶片在机床上进行轴联动数控加工。

　　计算机辅助工艺设计规划，通过传递各发电设备的零部件信息，通过，7建立各企业的工艺资源库，向计算机输入被加工零件的加工工艺信息，由计算机自动输出零件的工艺路线和工序内容，包括毛坯选择及毛坯生成和定位夹具加工方法加工顺序工艺设备工艺参数的选择等，可优化加工工艺，合理调整设备负荷，大大降低工艺准备周期。

　　柔性制造系统，推广FMS技术，以加工中心为基础，包括加工中心立体仓库物料运输系统和控制系统。FMS可以实现加工度柔性，有利于发电设备的单件加工小批量生产，增强对市场响应的敏捷性。

　　特种加工和新兴制造技术如将快速成型技术等特种加工技术应用于水轮机模型制造中，可大大缩短试制周期。

　　维测量及大尺寸测量技术发电设备中有很多大型曲面零部件需要进行维坐标测量，也有很多大部件需要进行尺寸测量，采用计算机辅助非接触光电测量技术结合反求工程，可得以很好的解决。

　　3.3在生产管理与经营管理中的应用总的来看，我国发电设备制造业的生产绰营管理水平还很低，根据国外同行业的经内的先进制造技术，对于我国发电设备制造业提生产经营管理水平取得良好的经济效益具有重要意义。可以应用的先进技术包括决策支持系统035决策支持系统，6.53叩口0，3，5，是实现企业经营管理科学决策的重要工具，利用基于1加汉如的群体智能决策支持系统基于030界的群体决策支持系统邮却和多组织决策支持系统先进手段的支持，可以帮助企业正确制定生产经营战略计划和市场营销策略，诹得市场竞争。

　　企业资源计划尺新代生产经营管理技术迅速发展，ERP在功能和技术上都超过了MRP，它从企业全系统的观点出发，以顾客为中心，面向整个企业活动的企业资源计划，能有效地集成并管理企业内外的人财物产供销信息，有力支持企业实施先进制造模式。

　　企业经营过程重构3幻从全局优化的角度出发，利用企业经营过程重构3幻的关键技术如基础研究建模仿真技术工作流系统技术等，可以对企业人员经营过程技术组织结构和文化进行重构，提高企业经济效益。

　　以生产为中心的虚拟制造，4随着发电设备制造业的全球化及各国企业间合作的加强，采用以生产为中心的虚拟制造VM技术，可方便快捷地评价生产计划，检验工艺流程和资源状况等，从而优化制造环境配置和生产供给计划。

　　敏捷制造，具有国际领先水平的0公司就采用企业，实施企业间的联作集成高度制造柔性快速制造和人力资源最优使用等。企业间联作集成充分发挥各企业的长处，针对限定市场的目标要求，共同合作完成任务，任务完成后联作解体，再依需求组织新的联作。

　　4推广和实施AMT存在的问与对策4.1存在的问实施和推广河丁的过程可能太长并非所有可获得的信息资源被用于决策对投资的财务评价不充分在计划阶段并非普遍地请各部门人员参与讨论企业重视技术方面培训而对生产管理方面培训重视不够4.2解决问的初步对策和需重视的因素l认真做好实施AMT的前期论证实施AMT在软件硬件支持系统员工培训等方面都需要巨大的资金投人。由于涉及巨额投资，并且其实施会影响企业内人员技术和经营等各个方面，因此实施某项丁的前期论证必须非常细致。若设备软件已购人，厂房已建成并付诸应用后才发现问，要对其重新作出调整是相当困难的。4丁必须符合企业的整体策略，包括商务策略营销策略技术策略和制造策略。

　　重视实施河丁的主要影响因素3.企业管理层影响因素1拟实施的企业策略的致程度企业有明确定义的4丁的实现目标土管理保证与支持的程度。企业对长期自动化的需要f+最高管理层对于进行短期冒险取得长期效益的愿望企业中河丁支持者的地位。财政支持程度实施组结构和成员影响因素a.实施组成员对AMT的熟悉程度实施组的结构和成员实施组成员调动程度企业内部员工影响因素在AMT实施前对员工进行教育在AMT实施中对员工进行培训已在丁实施后继续对员工进行培训AMT实施过程影响因素3.企业内自上而下的规划和自下而上企业通过先于实施的试验取得的经验企业重组的要求1.丁实施步骤外部条件总之，在1实施之前，必须对企业从领导层到普通职员进行教育，使他们深人理解的技术特点实施条件和能为企业带来的利益等，做到教育先行合理制定规划严格论证精选人员效益驱动，并注意丁本地化科学管理等。

　　5结论我国发电设备制造业面临的竞争变得越来越激烈，创新已成为企业竞争策略的重点，新生产模式越来越重视知识，采用先进制造技术来改造这个传统产业已成当务之急。但在我国发电设备制造业中应用先进制造技术和发展先进生产模式必须依据国情，在跟踪消化国外先进生产模式的基础上博采众长，发展我国发电设备制造业先进生产模式，推广现代先进制造技术。

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