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    模具企業動態建模方法研究

    作者:admin 來源: 日期:2018-2-24 17:16:42 人氣: 標簽:模具 企業動態 建模方法研究
     

      模具企業動態建模方法研究
      模具技術既是先進制造技術的重要組成部分,又是先進制造技術的重要應用領域,其技術水平與先進制造技術的發展和應用密切相關。由于模具技術的特點對企業建模提出了新的要求,企業建模必須圍繞著市場的需求展開,企業模型應該具有高靈活性和低風險性,既適應企業經營過程快速重組的要求,還要盡量避免或減少傳統上BPR(Business process reengineering,企業經營過程重構)的高風險。因此,研究企業動態建模理論、技術、方法和應用工具,具有十分重要的意義。
      2 基于CIMOSA的企業建模方法
      隨著企業建模理論與實踐的不斷發展,國內外學者提出了多種系統建模的方法(CIMOSA、PERA、ARIS、DEM、IDEF等),其中CIMOSA是目前投資量最大、系統性最強的研究成果;贑IMOSA的企業模型如圖l所示。為了簡化對復雜的企業信息系統進行分析和設計的負擔,可以從不同的觀察角度對企業信息系統的特征和內部結構做一定的劃分,形成功能、信息、過程、組織和資源等視圖子模型。除了各個視圖子模型內部對象的歸類和內聚性聯系之卜,模型之間存在的復雜的聯系使上述視圖子模型構成了1個集成的、完整的信息系統模型。各視圖子模型之間的聯系如圖2所示,由于在過程模型中描述了各活動調用的資源、依賴的組織、對應的企業功能、處理的信息實體和可能發生關聯的產品零部件,因此過程視圖在諸視圖中居于核心地位。雖然CIMOSA與其它建模方法各有特色,它們從不同的角度提出了對企業這種復雜系統的理解,并各自給出了描述方法,同時也開發了相應的工具系統,但它們也分別存在不足。
      現有企業建模方法存在的問題主要有:①現有三階段(需求定義、設計、實施)生命周期建模方法不能滿足企業持續發展的需要,僅完成了對企業信息系統的實施過程的一次描述,不能支持企業不斷改進和維護信息系統的過程;②現有企業建模工具在適應性和柔性上,基本是一個結構與功能比較固定的軟件系統,在軟件的設計與組織上沒有引入軟件組件的概念和方法;③現有建模方法缺乏有效的模型性能評價指標體系,模型仿真優化功能較弱,迫切需要建立實用的模型性能評價指標體系,在此基礎上進行模型的仿真分析與優化。
      總之,激烈的市場競爭和模具企業自身客戶訂單驅動一次性生產特點,對企業建模理論和方法在適應性、集成化、面向全生命周期、性能優化、一體化建模與實施等方面提出了更高的要求,傳統的CIMOSA企業建模已經不能滿足這些需要。
      3 企業動態建模方法
      3.1動態建模流程
      企業模型是由若干視圖子模型按一定的順序組成的,由于模型之間存在或強或弱的關聯,如圖2所示。使得這種順序變得十分模糊,因此要進行模型間關聯的消解。關聯的消解方法有很多,如設計結構矩陣法,有向圖破環法等,這里不再贅述;诟鞣N消解結果,即可確定出相應建模的路線,目前比較常用的建模方法有兩種:單視圖引導的建模方法和多視圖并進的建模方法。單視圖引導的建模方法是以某個視圖作為引導視圖,然后建模工作從該視圖擴展到其他視圖,通過多視圖不斷迭代來完成建模過程。過程視圖、資源視圖、組織視圖和產品視圖都可以作為引導視圖。多視圖并進的建模方法是產品模型、過程模型、資源模型和組織模型的建立同時在它們各自的視圖中進行,但暫不建立它們之間的關聯,等達到一定規模,將它們關聯在一起,再由過程模型導出功能模型和信息模型。但是,這種技術路線容易產生較多的一致性問題,因此對一致性檢查要求比較高。綜合比較,認為單視圖引導的建模方法是一種簡單實用的建模方法,更加適合于復雜模型系統的設計。
      由于資源和組織都是企業固有的要素,而且短時間內發生重大變化的可能性較小,因此資源視圖和組織視圖首先作為引導視圖。有了資源模型和組織模型,建立過程模型時,就可以直接對它們的節點進行引用。在參考組織結構的基礎上,用IDEFO方法建立功能結構模型,對最底層的功能單元增加定義。由于在過程模型沒有完成定義前,企業的活動、數據、控制流信息還沒有建立,因此,所建立的組織模型中的角色還不能進行定義。同樣,由于功能結構模型也主要反映企業的功能分解結構,所以也不能建立連接不同功能之間的控制流和信息流的關系。在上述3個視圖模型建成后,開始建立過程模型。通過過程模型中的活動,實現與組織視圖、資源視圖、功能視圖的集成。

      石化通用機械現狀及發展方向
      石化通用機械主要包括氣體壓縮機、石化專用泵和閥門等。
      氣體壓縮機石化生產裝置中常用的氣體壓縮機有離心式氣體壓縮機和往復式氣體壓縮機。多年來,我國壓縮機制造業在引進國外技術,消化吸收和自主開發基礎上,攻克不少難關,取得重大突破。例如,催化裂化裝置用的主風機和富氣壓縮機、加氫裝置用的循環氫壓縮機、新氫壓縮機,乙烯三大壓縮機,化肥四大壓縮機組等已大量在石化生產中應用。其中,水平剖分式離心壓縮機和軸流式壓縮機制造技術已接近或達到國際同類產品先進水平,往復式活塞壓縮機達到國際同類產品水平。
      目前,離心式壓縮機的國際發展方向是壓縮機容量不斷增大、新型氣體密封、磁力軸承和無潤滑聯軸器相繼出現;高壓和小流量壓縮機產品不斷涌現;三元流動理論研究進一步深入,不僅應用到葉輪設計,還發展到葉片擴壓器靜止元件設計中,機組效率得到提高;采用噪音防護技術,改善操作環境等。
      國內為石化企業提供壓縮機的制造廠家有十余家,主要有沈陽鼓風股份有限公司、陜西鼓風機(集團)有限公司、上海鼓風機廠等,其中沈陽鼓風機股份有限公司生產的離心壓縮機在國內石化壓縮機市場占有率達到50%以上。目前我國的富氣壓縮機進口流量達到81600Nm3/h,功率達7166KW,已用于300萬噸/年催化裂化和延遲焦化裝置;離心式循環氫壓縮機流量達250000Nm3/h,功率達1600KW,出口壓力達18Mppa,已經用于120萬噸/年加氫裂化裝置;裂解氣壓縮機流量達120000Nm3/h,功率達18000KW,已應用于3050萬噸/年乙烯裂解裝置;大化肥裝置的空氣壓縮機、天然氣壓縮機、氨壓縮機、二氧化碳壓縮機已應用于2030萬噸合成氨裝置;空分裝置的空氣壓縮機流量達到220000Nm3/h,功率達到17580KW,已經應用于40000Nm3/h空分裝置。陜西鼓風機(集團)有限公司在引進瑞士蘇爾壽公司技術基礎上,成功設計制造出170多臺套性能優良的軸流壓縮機,其中,60多臺套用于催化裂化裝置的主、備風機。為大連石化公司350萬噸/年催化裂化裝置制造的主風機是目前國內石化裝置中最大的軸流壓縮機,流量厲害到300000Nm3/h,功率達到40000KW。
      但是,我國離心壓縮機在高技術、高參數、高質量和特殊產品上還不能滿足國內需要,50%左右產品需要進口。另外,在技術水平、質量、成套性上和國外還有差距。隨著石化生產規模不斷擴大,我國離心壓縮機在大型化方面將面臨新的課題。
      國外往復式活塞壓縮機發展方向為大容量、高壓力、結構緊湊、能耗少、噪聲低、效率高、可塑性好、排氣凈化能力強;普遍采用撬裝無基礎,全罩低噪音設計,大大節約了安裝、基礎和調試費用;不斷開發變工況條件下運行的新型氣閥,使氣閥壽命大大提高;在產品設計上,應用壓縮機熱力學、動力學計算軟件和壓縮機工作過程模擬軟件等,提高計算準確度,通過綜合模擬模型預測壓縮機在實際工況下的性能參數,以提高新產品開發的成功率,壓縮機機電一體化得到強化。采用計算機自動控制,自動顯示各項運行參數,實現優化節能運行狀態,優化聯機運行,運行參數異常顯示,報警與保護;產品設計重視工業設計和環境保護,壓縮機外型美觀更加符合環保要求等。

      中國汽車模具工業要抓住機遇
      國內汽車沖壓模具行業年生產能力只有80億-90億元,而中國汽車市場的模具需求量已達到200多億元。中國汽車工業的高速發展對模具工業提出了越來越高的要求,也為其發展提供了巨大動力。
      中國模具協會副理事長、東風汽車模具有限公司總經理李建華在分析中國汽車模具市場時說,中國的模具工業步入了高速發展時期,近10年來,模具工業一直以每年15%的增長速度快速發展。中國汽車市場的巨大潛力,為汽車模具的發展帶來了更加廣闊的發展空間。今年國家頒布的整車特征特性(限制進口、關鍵零件本土生產)政策,也為模具企業增加了生產轎車外覆蓋件模具的機會。李建華指出,在這種行業背景下,如何抓住機遇,應對市場,就看哪家企業在技術實力上更強,在產品質量上更好,在企業競爭力上更高。
      李建華說,近年來,東風汽車模具公司在強技術、重質量、抓成本、上服務等方面加大力度,堅持抓技術進步和工藝改進,加大研發投入力度,依靠科技進步、科技創新,不斷提高企業的制造水平。新工藝、新技術的應用,大大縮短了加工時間,提高了生產效率和加工質量。他們還不斷引進先進的設計、編程軟件,對員工加強數控知識培訓,全部實現了三維設計、數控編程和數控加工。
      東風汽車模具公司承接的"天籟"轎車項目,是東風與日產合資后,該公司承接的第一個合資項目。項目實施過程中,模具公司技術部等部門積極引進和借鑒了日產在模檢具設計制造中的經驗,大膽采用包括模具整體鍍鉻、浮動壓料等一系列新工藝、新結構,首次采用全工序三維造型指導設計加工;檢具開發了搭接邊匹配檢測、總成焊裝匹配檢測等新功能。在吸收日產先進技術的同時,又充分發揮自身設計、數控制造、在線檢測等方面的優勢,大大降低了工裝成本。其中發動機罩內外板模具是國內率先設計制造的高檔乘用車外表件,這一項目的成功,改變了中國高檔乘用車外表件模具工裝全部靠進口的歷史,提升了模具公司模檢具整體設計制造水平及企業知名度。許多轎車生產企業也慕名而來,訂購東風汽車模具公司的模檢具。最近,東風汽車模具公司又接到一套高技術含量的出口美國的模具定單。
      東風汽車模具公司不惜重金從海外購置5臺高速銑和準高速銑,投入運行后,使加工效率成倍增長,產出速度明顯加快,產品質量也得到了很大提高。近幾年,東風汽車模具公司制造的日產、本田轎車發動機蓋罩零件總成受到了外籍專家的高度贊譽。今年,該公司承接的神龍B53項目在首輪送樣時得到法方專家充分認可,通過B53轎車門內板模具打響東風模具品牌,使東風汽車模具公司打進了轎車模具市場。
      在預測中國汽車模具行業的未來發展趨勢時,李建華說,總的來說,中國技術含量低的模具已供過于求,市場利潤空間狹;而技術含量較高的中、高檔模具還遠不能適應經濟發展的需要,精密、復雜的沖壓模具、轎車覆蓋件模具等高檔模具仍有很大發展空間。中國汽車模具公司今后的發展方向,應該注重產品結構的調整和定位,進一步提升模具的制造技術水平,占領結構復雜、精密度高、技術含量高的高檔模具市場。
      從中國模具工業的發展情況看,模具這一產品適合專業化、集團化方向發展,模具企業在條件成熟時走聯合之路是必然的發展趨勢。李建華認為,為了適應企業發展和市場競爭的需要,中國的汽車模具公司還積極尋求國際合作,嘗試由單純的生產型工廠走向資本運營型企業。

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