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模具企業(yè)動(dòng)態(tài)建模方法研究

作者:admin 來(lái)源: 日期:2018-2-24 17:16:42 人氣: 標簽:模具 企業(yè)動(dòng)態(tài) 建模方法研究
 

  模具企業(yè)動(dòng)態(tài)建模方法研究
  模具技術(shù)既是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分,又是先進(jìn)制造技術(shù)的重要應用領(lǐng)域,其技術(shù)水平與先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展和應用密切相關(guān)。由于模具技術(shù)的特點(diǎn)對企業(yè)建模提出了新的要求,企業(yè)建模必須圍繞著(zhù)市場(chǎng)的需求展開(kāi),企業(yè)模型應該具有高靈活性和低風(fēng)險性,既適應企業(yè)經(jīng)營(yíng)過(guò)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(yè)經(jīng)營(yíng)過(guò)程重構)的高風(fēng)險。因此,研究企業(yè)動(dòng)態(tài)建模理論、技術(shù)、方法和應用工具,具有十分重要的意義。
  2 基于CIMOSA的企業(yè)建模方法
  隨著(zhù)企業(yè)建模理論與實(shí)踐的不斷發(fā)展,國內外學(xué)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(yè)模型如圖l所示。為了簡(jiǎn)化對復雜的企業(yè)信息系統進(jìn)行分析和設計的負擔,可以從不同的觀(guān)察角度對企業(yè)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(guò)程、組織和資源等視圖子模型。除了各個(gè)視圖子模型內部對象的歸類(lèi)和內聚性聯(lián)系之卜,模型之間存在的復雜的聯(lián)系使上述視圖子模型構成了1個(gè)集成的、完整的信息系統模型。各視圖子模型之間的聯(lián)系如圖2所示,由于在過(guò)程模型中描述了各活動(dòng)調用的資源、依賴(lài)的組織、對應的企業(yè)功能、處理的信息實(shí)體和可能發(fā)生關(guān)聯(lián)的產(chǎn)品零部件,因此過(guò)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(yè)這種復雜系統的理解,并各自給出了描述方法,同時(shí)也開(kāi)發(fā)了相應的工具系統,但它們也分別存在不足。
  現有企業(yè)建模方法存在的問(wèn)題主要有:①現有三階段(需求定義、設計、實(shí)施)生命周期建模方法不能滿(mǎn)足企業(yè)持續發(fā)展的需要,僅完成了對企業(yè)信息系統的實(shí)施過(guò)程的一次描述,不能支持企業(yè)不斷改進(jìn)和維護信息系統的過(guò)程;②現有企業(yè)建模工具在適應性和柔性上,基本是一個(gè)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(méi)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(jià)指標體系,模型仿真優(yōu)化功能較弱,迫切需要建立實(shí)用的模型性能評價(jià)指標體系,在此基礎上進(jìn)行模型的仿真分析與優(yōu)化。
  總之,激烈的市場(chǎng)競爭和模具企業(yè)自身客戶(hù)訂單驅動(dòng)一次性生產(chǎn)特點(diǎn),對企業(yè)建模理論和方法在適應性、集成化、面向全生命周期、性能優(yōu)化、一體化建模與實(shí)施等方面提出了更高的要求,傳統的CIMOSA企業(yè)建模已經(jīng)不能滿(mǎn)足這些需要。
  3 企業(yè)動(dòng)態(tài)建模方法
  3.1動(dòng)態(tài)建模流程
  企業(yè)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(guān)聯(lián),如圖2所示。使得這種順序變得十分模糊,因此要進(jìn)行模型間關(guān)聯(lián)的消解。關(guān)聯(lián)的消解方法有很多,如設計結構矩陣法,有向圖破環(huán)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(xiàn),目前比較常用的建模方法有兩種:?jiǎn)我晥D引導的建模方法和多視圖并進(jìn)的建模方法。單視圖引導的建模方法是以某個(gè)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(guò)多視圖不斷迭代來(lái)完成建模過(guò)程。過(guò)程視圖、資源視圖、組織視圖和產(chǎn)品視圖都可以作為引導視圖。多視圖并進(jìn)的建模方法是產(chǎn)品模型、過(guò)程模型、資源模型和組織模型的建立同時(shí)在它們各自的視圖中進(jìn)行,但暫不建立它們之間的關(guān)聯(lián),等達到一定規模,將它們關(guān)聯(lián)在一起,再由過(guò)程模型導出功能模型和信息模型。但是,這種技術(shù)路線(xiàn)容易產(chǎn)生較多的一致性問(wèn)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(jiǎn)單實(shí)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(yè)固有的要素,而且短時(shí)間內發(fā)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(guò)程模型時(shí),就可以直接對它們的節點(diǎn)進(jìn)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(guò)程模型沒(méi)有完成定義前,企業(yè)的活動(dòng)、數據、控制流信息還沒(méi)有建立,因此,所建立的組織模型中的角色還不能進(jìn)行定義。同樣,由于功能結構模型也主要反映企業(yè)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(guān)系。在上述3個(gè)視圖模型建成后,開(kāi)始建立過(guò)程模型。通過(guò)過(guò)程模型中的活動(dòng),實(shí)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(fā)展方向
  石化通用機械主要包括氣體壓縮機、石化專(zhuān)用泵和閥門(mén)等。
  氣體壓縮機石化生產(chǎn)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(lái),我國壓縮機制造業(yè)在引進(jìn)國外技術(shù),消化吸收和自主開(kāi)發(fā)基礎上,攻克不少難關(guān),取得重大突破。例如,催化裂化裝置用的主風(fēng)機和富氣壓縮機、加氫裝置用的循環(huán)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(chǎn)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(shù)已接近或達到國際同類(lèi)產(chǎn)品先進(jìn)水平,往復式活塞壓縮機達到國際同類(lèi)產(chǎn)品水平。
  目前,離心式壓縮機的國際發(fā)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(wú)潤滑聯(lián)軸器相繼出現;高壓和小流量壓縮機產(chǎn)品不斷涌現;三元流動(dòng)理論研究進(jìn)一步深入,不僅應用到葉輪設計,還發(fā)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(shù),改善操作環(huán)境等。
  國內為石化企業(yè)提供壓縮機的制造廠(chǎng)家有十余家,主要有沈陽(yáng)鼓風(fēng)股份有限公司、陜西鼓風(fēng)機(集團)有限公司、上海鼓風(fēng)機廠(chǎng)等,其中沈陽(yáng)鼓風(fēng)機股份有限公司生產(chǎn)的離心壓縮機在國內石化壓縮機市場(chǎng)占有率達到50%以上。目前我國的富氣壓縮機進(jìn)口流量達到81600Nm3/h,功率達7166KW,已用于300萬(wàn)噸/年催化裂化和延遲焦化裝置;離心式循環(huán)氫壓縮機流量達250000Nm3/h,功率達1600KW,出口壓力達18Mppa,已經(jīng)用于120萬(wàn)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(wàn)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(wàn)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(jīng)應用于40000Nm3/h空分裝置。陜西鼓風(fēng)機(集團)有限公司在引進(jìn)瑞士蘇爾壽公司技術(shù)基礎上,成功設計制造出170多臺套性能優(yōu)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(fēng)機。為大連石化公司350萬(wàn)噸/年催化裂化裝置制造的主風(fēng)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(shù)、高參數、高質(zhì)量和特殊產(chǎn)品上還不能滿(mǎn)足國內需要,50%左右產(chǎn)品需要進(jìn)口。另外,在技術(shù)水平、質(zhì)量、成套性上和國外還有差距。隨著(zhù)石化生產(chǎn)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(fā)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(wú)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(kāi)發(fā)變工況條件下運行的新型氣閥,使氣閥壽命大大提高;在產(chǎn)品設計上,應用壓縮機熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)計算軟件和壓縮機工作過(guò)程模擬軟件等,提高計算準確度,通過(guò)綜合模擬模型預測壓縮機在實(shí)際工況下的性能參數,以提高新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的成功率,壓縮機機電一體化得到強化。采用計算機自動(dòng)控制,自動(dòng)顯示各項運行參數,實(shí)現優(yōu)化節能運行狀態(tài),優(yōu)化聯(lián)機運行,運行參數異常顯示,報警與保護;產(chǎn)品設計重視工業(yè)設計和環(huán)境保護,壓縮機外型美觀(guān)更加符合環(huán)保要求等。

  中國汽車(chē)模具工業(yè)要抓住機遇
  國內汽車(chē)沖壓模具行業(yè)年生產(chǎn)能力只有80億-90億元,而中國汽車(chē)市場(chǎng)的模具需求量已達到200多億元。中國汽車(chē)工業(yè)的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來(lái)越高的要求,也為其發(fā)展提供了巨大動(dòng)力。
  中國模具協(xié)會(huì )副理事長(cháng)、東風(fēng)汽車(chē)模具有限公司總經(jīng)理李建華在分析中國汽車(chē)模具市場(chǎng)時(shí)說(shuō),中國的模具工業(yè)步入了高速發(fā)展時(shí)期,近10年來(lái),模具工業(yè)一直以每年15%的增長(cháng)速度快速發(fā)展。中國汽車(chē)市場(chǎng)的巨大潛力,為汽車(chē)模具的發(fā)展帶來(lái)了更加廣闊的發(fā)展空間。今年國家頒布的整車(chē)特征特性(限制進(jìn)口、關(guān)鍵零件本土生產(chǎn))政策,也為模具企業(yè)增加了生產(chǎn)轎車(chē)外覆蓋件模具的機會(huì )。李建華指出,在這種行業(yè)背景下,如何抓住機遇,應對市場(chǎng),就看哪家企業(yè)在技術(shù)實(shí)力上更強,在產(chǎn)品質(zhì)量上更好,在企業(yè)競爭力上更高。
  李建華說(shuō),近年來(lái),東風(fēng)汽車(chē)模具公司在強技術(shù)、重質(zhì)量、抓成本、上服務(wù)等方面加大力度,堅持抓技術(shù)進(jìn)步和工藝改進(jìn),加大研發(fā)投入力度,依靠科技進(jìn)步、科技創(chuàng )新,不斷提高企業(yè)的制造水平。新工藝、新技術(shù)的應用,大大縮短了加工時(shí)間,提高了生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。他們還不斷引進(jìn)先進(jìn)的設計、編程軟件,對員工加強數控知識培訓,全部實(shí)現了三維設計、數控編程和數控加工。
  東風(fēng)汽車(chē)模具公司承接的"天籟"轎車(chē)項目,是東風(fēng)與日產(chǎn)合資后,該公司承接的第一個(gè)合資項目。項目實(shí)施過(guò)程中,模具公司技術(shù)部等部門(mén)積極引進(jìn)和借鑒了日產(chǎn)在模檢具設計制造中的經(jīng)驗,大膽采用包括模具整體鍍鉻、浮動(dòng)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(kāi)發(fā)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(chǎn)先進(jìn)技術(shù)的同時(shí),又充分發(fā)揮自身設計、數控制造、在線(xiàn)檢測等方面的優(yōu)勢,大大降低了工裝成本。其中發(fā)動(dòng)機罩內外板模具是國內率先設計制造的高檔乘用車(chē)外表件,這一項目的成功,改變了中國高檔乘用車(chē)外表件模具工裝全部靠進(jìn)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(yè)知名度。許多轎車(chē)生產(chǎn)企業(yè)也慕名而來(lái),訂購東風(fēng)汽車(chē)模具公司的模檢具。最近,東風(fēng)汽車(chē)模具公司又接到一套高技術(shù)含量的出口美國的模具定單。
  東風(fēng)汽車(chē)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(cháng),產(chǎn)出速度明顯加快,產(chǎn)品質(zhì)量也得到了很大提高。近幾年,東風(fēng)汽車(chē)模具公司制造的日產(chǎn)、本田轎車(chē)發(fā)動(dòng)機蓋罩零件總成受到了外籍專(zhuān)家的高度贊譽(yù)。今年,該公司承接的神龍B53項目在首輪送樣時(shí)得到法方專(zhuān)家充分認可,通過(guò)B53轎車(chē)門(mén)內板模具打響東風(fēng)模具品牌,使東風(fēng)汽車(chē)模具公司打進(jìn)了轎車(chē)模具市場(chǎng)。
  在預測中國汽車(chē)模具行業(yè)的未來(lái)發(fā)展趨勢時(shí),李建華說(shuō),總的來(lái)說(shuō),中國技術(shù)含量低的模具已供過(guò)于求,市場(chǎng)利潤空間狹;而技術(shù)含量較高的中、高檔模具還遠不能適應經(jīng)濟發(fā)展的需要,精密、復雜的沖壓模具、轎車(chē)覆蓋件模具等高檔模具仍有很大發(fā)展空間。中國汽車(chē)模具公司今后的發(fā)展方向,應該注重產(chǎn)品結構的調整和定位,進(jìn)一步提升模具的制造技術(shù)水平,占領(lǐng)結構復雜、精密度高、技術(shù)含量高的高檔模具市場(chǎng)。
  從中國模具工業(yè)的發(fā)展情況看,模具這一產(chǎn)品適合專(zhuān)業(yè)化、集團化方向發(fā)展,模具企業(yè)在條件成熟時(shí)走聯(lián)合之路是必然的發(fā)展趨勢。李建華認為,為了適應企業(yè)發(fā)展和市場(chǎng)競爭的需要,中國的汽車(chē)模具公司還積極尋求國際合作,嘗試由單純的生產(chǎn)型工廠(chǎng)走向資本運營(yíng)型企業(yè)。

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