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實施千臺數控機床增效工程提升軍工企業生產制造能力

發布時間：2009/6/14 17:07:00 來源：鑫泰科技發布者：manni123

   大力提倡工藝創新，全力推進中高檔數控機床增效，大幅提高現有生產設備的利用效率，是減少資源消耗、促進產業結構優化升級、轉變經濟發展方式的有效途徑，實施千臺數控機床增效工程則是其中一個重要舉措。
    “十五”期間，不少軍工企業引進了大量高檔數控機床。如何提高其加工效率和利用率成為日顯突出的問題。為此，國防科工委在國防基礎科研計劃中安排了高效切削工藝技術專項，開展技術攻關和示范應用，并在全行業開展“國防科技工業千臺數控機床增效工程”，全面推廣應用先進數控仿真和數字化集成制造技術，取得明顯成效，受到國務院領導的重視，并成為國家節能減排工作的重要內容。
    數控加工效率低成為提升軍品研制生產能力的瓶頸
    由于軍工產品高品質和高精度等特殊要求，數控機床成為軍工企業生產制造關鍵零部件的必備工具和手段，在產品研制生產中起著不可替代的作用。
    由于工藝技術落后，基礎技術、配套軟件和管理沒有相應跟上，部分單位的數控設備使用效率不高，據初步調查統計，僅為發達國家的1/4左右，嚴重制約了高新技術武器裝備的研制及批量生產。有的企業領導深有感觸地說，“軍工產品批量生產，成在機加，敗亦機加。”數控加工效率低已成為提升軍工產品研制和批生產能力的主要瓶頸之一。
    產生以上問題的主要原因有兩個：一是集成制造技術應用比較落后。數控加工車間臺帳電子化已基本實現，但大多數數控車間計算機輔助生產計劃管理(訂單處理、生產計劃編制、作業調度、任務分配、工序質量控制、現場生產信息反饋、統計報告等)和制造資源管理系統(人員、設備、刀具、夾具、量具、毛料、成品等)缺乏有機集成，CAD/CAM/CAPP集成應用整體水平還不高，生產準備時間過長；二是缺乏統一的工藝數據庫支持，數控加工優化和仿真能力比較薄弱。企業數控編程一般是利用商品化的CAD/CAM軟件系統自動生成NC系統，但工藝需要自己編制，因為缺乏統一的標準規范和優化數據庫(如切削參數庫工程數據庫等)的支撐，致使數控編程一個工藝員一個樣，相似零件多個樣，許多工藝不合理，人為因素影響大，NC程序運行效率低，極大地制約了數控技術的發展。
把工藝技術創新作為提高數控機床加工效率的抓手
    為了盡快解決數控機床加工效率低的問題，通過工藝技術創新促進裝備效率提高，“十五”期間，以航空制造業為試點，以昌河飛機工業(集團)公司、北京航空航天大學、成都飛機工業(集團)公司等為研究和應用單位，從用量最大的鋁合金零件數控切削著手，組織產學研結合，在國防基礎科研計劃中開展了“基于切削過程仿真的數控加工工藝優化”和“高效數控集成制造”技術攻關，取得了顯著成效。
    突破了數控集成制造關鍵技術。
    開發出計算機輔助生產管理和制造資源管理系統。實現了生產計劃和資源計劃自動生成，以及基于生產計劃的工裝管理、刀具集中配送和原材料領用發放管理。通過生產管理的合理安排和制造資源的合理配置，使設備盡可能處于工作狀態，既保證了設備“多出工”，提高了設備的利用率，同時實現了數控設備群的協同加工，提高了整個機械加工系統的生產效率和應變能力。
    開發了仿真優化代替傳統試切的新方法。
    自主研發了一整套工藝參數優化模擬仿真、預測和計算數字化軟硬件系統，建立了優化工藝參數數據庫，形成了第一部優化型高速切削工藝參數手冊，把經驗變成了有理論依據并經試驗驗證的科學方法，從根本上實現了工藝參數確定由試切摸索到虛擬仿真計算的跨越，同時解決了鋁合金高速切削過程中的顫振現象，提高了設備的加工效率和加工質量，實現了“出全力，干好活”。
    高效數控加工優化技術在幾個企業率先使用，有效提高了加工效率和集成制造水平。企業的成功實踐表明：工藝技術創新是發揮設備潛能、充分利用現有資源，提升制造水平的重要途徑。為改變過去單純依靠增加設備規模來提高制造能力的局面、鼓勵依靠技術創新提高能力和效益具有重要啟示，是一項既快又省、既符合時代發展要求又適應國防科技工業實際需求的創新舉措。
實施千臺數控機床增效專項計劃，提升軍工制造能力
    航空企業工藝技術創新為提高數控加工效率進行了有益的嘗試，只有全行業提高加工效率才能從根本上提升國防科技工業整體制造水平。為此，從2006年下半年開始，在國防科技工業全行業實施“千臺數控機床增效專項計劃”。擬通過3年的努力，實現“1、3、5”的工程目標(即1000臺數控機床加工效率提高30%～50%，培訓技術骨干300名，構建5個工藝優化數據庫平臺)，以全面提高數控機床的利用率和加工效率。
    整個增效工程分以下兩個階段進行：
    第一階段為試點階段，選擇40家重點企業200臺數控設備，用一年半的時間，重點推廣比較成熟的技術和軟件，適當開展針對不同材料的適應性技術研究，實現40家單位200臺數控切削設備的增效。
    第一階段的重點任務是：(1)開展數控切削參數優化、分布式數控技術(DNC)、數字化制造執行系統技術(MES)等成熟技術和軟件的工程化應用和推廣；(2)針對航空、航天、兵器、船舶和軍用電子等行業產品零件數控加工的需求，開展鈦合金、高溫合金、結構鋼等軍工常用材料切削工藝參數優化工作和數據庫的建設；(3)培訓200名數控技術骨干；(4)制定相應工藝標準規范。最后達到200臺增效機床材料去除速率、主軸功率利用率等提高一倍，重點型號關鍵零件數控加工時間平均縮短50%的目標，為全面推進千臺數控機床增效奠定基礎。
    第二階段為全面實施階段。用一年半的時間，通過抓點帶面的方式，達到千臺數控機床增效的目標。同時形成跨行業的高效數控加工平臺，提高全行業的整體制造水平。
    在第一階段的基礎上，第二階段的重點任務是：(1)應用和推廣工程數據庫、工藝參數優化、車間制造執行系統等技術，使數控切削機床達到“單臺提速”、“單元聯網”和“系統集成”三個層次的目標；(2)進行數控鈑金、數控彎管和焊接技術研究，針對不同材料、不同結構、不同設備資源及加工過程，積累和優化數據，建立工藝參數優化庫；(3)完成300名數控技術骨干的培訓，使他們掌握基本的增效手段和方法，形成一支不斷創新的工藝隊伍；(4)培育一批企業和行業的先進工藝技術研究應用中心，使它們成為國防科技工業工藝創新體系的重要組成部分，增強整個數控生產系統的快速響應能力和工藝創新能力。
    千臺數控機床增效工程實施的措施與效果
    千臺數控機床增效工程實施涉及面廣，工作量大，任務艱巨，是一項復雜的系統工程。按照政府主導、企業主體、產學研相結合的原則，在國防科工委的統一領導下，由軍工集團公司具體負責本單位數控增效工程的實施，按系統工程模式管理，采取得力措施，以確保工程目標的實現。
    創新機制與體制，確保工程實施。
    通過統籌規劃，頂層設計，統一組織、強化考評，市場化運作、合同約束的實施方式，進行機制和體制創新，建立國防基礎科研成果工程化應用新方式。建立了由國防科工委統一領導，軍工集團組織實施，企業和技術支持單位參加的工程實施體系，并進行任

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