周永華，周景吉，趙 敬，黃建瑞

（寧夏共享機床輔機有限公司，寧夏 銀川 750001）

非標自動化物流設備標準化、模塊化發(fā)展需求及重要意義研究

周永華，周景吉，趙 敬，黃建瑞

（寧夏共享機床輔機有限公司，寧夏 銀川 750001）

自動化輸送產(chǎn)品目前大都為非標設備，通常需要根據(jù)客戶的需求進行設計，因此經(jīng)常需要進行非標設計。由于產(chǎn)品交付期等相關因素的限制，很難進行多次的測試、驗證、優(yōu)化及量產(chǎn)，設計難度高，設計質(zhì)量要求高，對于設計人員是個較大的考驗。基于以上，非標自動化設備的標準化工作就顯得尤為緊迫和重要。文章對如何解決這個問題進行了闡述。

非標自動化物流設備；標準化；模塊化；系列化；數(shù)字化；效率；成本

1 背景介紹

隨著我國制造業(yè)水平的不斷提升，也伴隨著整個制造行業(yè)的轉型升級，各大制造領域也都在逐步地由傳統(tǒng)的手動操作向著自動化操作轉變；由勞動密集型向智能自動化轉變。這種轉變一方面是國家轉型升級戰(zhàn)略中的一部分，另一方面也是制造業(yè)水平不斷提升的必然趨勢。作為機械制造業(yè)的輔助設備，自動化物流傳輸設備的出現(xiàn)就是走向自動化轉型升級最強有力的信號，由于自動化物流傳輸設備不僅可以取代人力勞動的搬運與操作，還可以提高生產(chǎn)效率，這不僅是成本的降低，還是效率、質(zhì)量、安全等多方面的提升。

作為中國經(jīng)濟最發(fā)達的地區(qū)，以長江三角洲、珠江三角洲為核心的沿海一帶的制造業(yè)水平也相對較高，決定著中國制造行業(yè)不斷前行的方向和發(fā)展模式，相應的自動化物流輸送設備在這些區(qū)域也最先應用，并且各類自動化物流設備設備的種類和水平也超出其他地區(qū)許多。非標設備，顧名思義就是指這類設備國家尚無固定定型的標準規(guī)范，一般都是根據(jù)實際需要進行量身設計并制造的非通用性設備，該類設備具有小批量、多品種、多功能、開發(fā)周期短、可復制性低的特點。基于產(chǎn)品質(zhì)量是設計出來的理論，該類產(chǎn)品對設計環(huán)節(jié)有著非常高的要求。

本文就非標自動化物流設備發(fā)展的現(xiàn)狀及趨勢，揭示非標產(chǎn)品的設計流程及管件環(huán)節(jié)，重點闡述標準化、模塊化的設計方法，最后論模塊化標準化設計的重要意義。

2 非標自動化設備的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

非標設備，顧名思義就是指這類設備國家尚無固定的標準規(guī)范，一般都是根據(jù)實際需要進行量身設計并制造的非通用性設備，該類設備具有小批量、多品種、多功能、開發(fā)周期短、可復制性低的特點。

盡管非標自動化產(chǎn)品的發(fā)展呈急速上升的趨勢，具有非常廣闊的市場空間。但是我國非標產(chǎn)品企業(yè)數(shù)量多、規(guī)模小、技術落后、競爭同質(zhì)化也是明顯的缺陷。新型的自動化設備往往是機械、電氣、信息技術集成的設備，對設計人員的知識面、核心設備制造精度、新型電子產(chǎn)品的熟知度等要求很高。因此，這些方面的不足大大地限制了非標設備技術水平的提高，由于在許多核心技術上也沒有真正的獨立，主要功能部件仍然依靠進口，使得設備成本居高不下，高端非標自動化設備依然依靠進口。

從市場邏輯來看，非標產(chǎn)品往往是定制型的，且項目范圍通常不是很大，在幾十萬到幾百萬之間，對于這樣的項目，由于設計投入較長、投入產(chǎn)出比太低，大企業(yè)往往不屑一顧，相反，對于規(guī)模較小的企業(yè)來說，卻是爭相競爭的重要訂單。但是，由于小企業(yè)存在的管理、質(zhì)量及售后問題，往往使得企業(yè)發(fā)展緩慢。久而久之，很多廠家仍然面向中小企業(yè)進行購買相對廉價的非標產(chǎn)品設備，致使非標產(chǎn)品沒有形成專、精、特的生產(chǎn)企業(yè)。

就目前來看，非標產(chǎn)品的發(fā)展仍然具有良好的勢頭，非標自動化產(chǎn)品也大都轉向自動化、智能化產(chǎn)品。就物流設備來講，機械制造加工中，多臺機床間的集成自動化成為一種趨勢，這種集成范圍內(nèi)的物流傳遞解決方案已有很多成功的案例，通過桁架、自動線、機械手等相關設備將整個物料傳輸系統(tǒng)進行了串聯(lián)，此外越來越多檢測設備與自動化物流設備進行了集成應用，使得物流傳輸與質(zhì)量檢測等過程融為一體，大大地減少了人工操作的強度。因此，自動化物流設備未來的發(fā)展方向仍然是機械、電氣、信息系統(tǒng)的全面集成，全自動化及智能化已成為未來制造業(yè)的必然趨勢。

3 非標自動化物流設備標準化、模塊化的設計流程

3.1 非標自動化物流定制產(chǎn)品定型及設計研發(fā)

（1）確定產(chǎn)品開發(fā)項目，通過了解客戶需求，明確其產(chǎn)品工藝要求，產(chǎn)品質(zhì)量要求、產(chǎn)能要求，作業(yè)環(huán)境等，對癥下藥，在已有自動化產(chǎn)品類型的基礎上進行方案設計構思。

（2）對產(chǎn)品進行分析研究，明確其生產(chǎn)工藝、尺寸要求，并積極與客戶溝通，了解設備使用過程中的注意事項及相關技術參數(shù)。

（3）初步制定方案，得出設備的整體及局部示意圖、各機械機構、電氣控制系統(tǒng)、動作流程等。

（4）組件項目團隊，對方案的可行性、制造成本、產(chǎn)能等進行評估。

（5）對方案評估中的問題進行切實的整改優(yōu)化。

（6）方案會審階段，與客戶進行詳細的方案溝通評審，根據(jù)客戶需求和意見確定最終方案。

（7）組織開展產(chǎn)品的設計環(huán)節(jié)，進行總裝圖、部件裝配圖、零件圖的設計；整理加工零件清單、標準件采購清單；整理操作說明書；確定自動機械的控制方案，繪制控制系統(tǒng)原理圖，進行電氣元件的采購，程序編制。

（8）零組件質(zhì)量檢驗，設備組裝調(diào)試，并組織產(chǎn)品的打樣預驗收。

（9）包裝出庫，歸檔技術文件，進行項目總結。

3.2 非標自動化物流設備設計標準化

由于非標自動化物流設備的種類繁多，往往根據(jù)客戶的不同需求就會延伸出一種新的產(chǎn)品設備，如何將復雜多變的產(chǎn)品類型進行分類整合，形成定型的幾種設備，進行標準化設計，是設計人員所需思考的，以下就非標自動化物流設備進行舉例說明。

（1）傳輸工件的分類定性，機械制造零件是制約物流輸送設備參數(shù)的重要因素之一，可根據(jù)傳輸不同的工件類型進行大方向的分類，如發(fā)動機缸體、缸蓋等，由于相同工件種類的外形特征大體相同，可針對某一種工件進行物流輸送設備的標準化分類。

（2）根據(jù)設備使用功能進行分類定性，物流輸送設備中常用的自動輸送線、上下料機構、姿態(tài)翻轉變化機構、空間升降連接機構、工件抓取移動機構（桁架機械手、機器人機械手等）等，通過實現(xiàn)不同功能對物流設備進行標準化分類。

（3）標準化方案設計，根據(jù)以上兩種的分類，對各類物流設備進行分類命名，并根據(jù)不同的使用環(huán)境進行更改優(yōu)化，進行方案設計完善，如機構主體的標準化、標準外購件的標準化等。

（4）標準化方案審核評估，主要針對方案的可行性、合理性、設計成本、工藝合理性等。

（5）方案整改優(yōu)化，并整理標準化設備相關裝配圖、局部裝配圖、電氣控制方案。

（6）標注化方案選型配置，根據(jù)客戶的不同需求，將部分標準外購件的配置等進行檔次劃分，已滿足不同客戶群體的需求，提升產(chǎn)品的競爭力。

3.3 非標自動化物流設備模塊化設計

對于非標自動化物流設備模塊化設計，主要指根據(jù)整套設備內(nèi)的不同功能組成部件進行合理的劃分，如抬升送料機構中，包含了機加主體模塊、抬升模塊、推進送料模塊、設備固定模塊、接液模塊、防護模塊等。將這些在不同設備中都能用到的模塊進行分類，優(yōu)化設計，行程統(tǒng)一的機構形式，并將此固化行程各個功能模塊。

（1）非標自動化設備各個組裝模塊功能劃分，將各個模塊單獨分離出來。

（2）做好各個模塊組裝連接部分劃分及設計。

（3）各模塊方案評審，方案可行性、模塊劃分合理性、各模塊加工零件明細梳理、標準件外購清單梳理。

（4）各模塊工藝圖紙準備，電氣控制方案等。

4 提高非標自動化物流設備標準化、模塊化的重要意義

隨著我國機械制造行業(yè)日益發(fā)展，對自動化物流設備的需求也越來越大，要求也逐步提高，這對于非標自動化物流制造廠家的要求也越來越高。面對同行業(yè)競爭壓力，大家紛紛展開了價格戰(zhàn)、質(zhì)量戰(zhàn)，誰能打贏這場關鍵的戰(zhàn)役，誰就能在行業(yè)有立足之地。在信息飛速發(fā)展的今天，各家的產(chǎn)品方案及技術都已成為公開的秘密，如何在方案相同的情況下做到成本最低、質(zhì)量最好是每個企業(yè)都面臨的難題。標準化、模塊化設計是解決這一難題的最直接有效的辦法，通過標準化模塊化設計，有以下優(yōu)點：

（1）減少設計周期，通過前期已準備好的各類標準化方案，面對不同的客戶需求，能夠很快地對方案進行組合優(yōu)化，形成客戶最終滿意的方案。

（2）減少工藝圖紙準備時間，壓縮工藝準備時間，由于各個標準模塊相對應的圖紙都已準備完成，只需要將新增的部分組件圖紙完成即可，大大降低了工藝圖紙準備時間。

（3）提高勞動生產(chǎn)率，降低人工成本，通過設計周期等的縮減，一定程度上減少了設計人員所浪費的工時成本，此外，由于標準化模塊的各個加工件已統(tǒng)一標準，即可小批量地進行生產(chǎn)，減少了生產(chǎn)工時成本。

（4）產(chǎn)品配置層次化，提升產(chǎn)品的競爭力，通過標準化設計，針對標準外購件，不同的品牌有著很大的價格差異，在面對不同客戶的需求時，可以很好地適應彼此的需求，讓顧客自助選擇，贏得客戶的滿意。

（5）增強了產(chǎn)品的互換性，便于維修。

5 結語

綜上所述，非標自動化物流設備的發(fā)展不僅要在核心技術上有一定的突破，真正地做到機械、電氣、信息系統(tǒng)的全面集成，還要早設計過程中對癥下藥，針對定制化產(chǎn)品所帶來的設計成本及加工成本，通過合理的標準化、模塊化設計進行解決，在降低成本的同時，也更加有利于方案的優(yōu)化設計，提升產(chǎn)品質(zhì)量和性能，增強產(chǎn)品的競爭力，提升企業(yè)的競爭力，以帶動整個行業(yè)的蓬勃發(fā)展。

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[2]李洋.淺談非標設計的標準化[J].中國機械，2013（7）：191.

[3]練宏俊.非標設備制造企業(yè)標準化方法研究[J].現(xiàn)代制造工程，2013（7）：138-140.

[4]張根林.非標產(chǎn)品的標準化管理[J].機械工業(yè)標準化與質(zhì)量，2003（6）：14.

Research on standardization, modular development requirements and significance of non-standard automated logistics equipment

Zhou Yonghua, Zhou Jingji, Zhao Jing, Huang Jianrui
（Ningxia Shared Machine Tool Auxiliary Co., Ltd., Yinchuan 750001, China）

Automated conveying products are mostly non-standard equipment, which usually need to be designed according to customer need. So, we are required to take up non-standard design. Due to the constraints of the product delivery period and other related factors, it is difficult to test, verify, optim ize, and realize mass production. W ith the increasingly high-difficult design and the high-quality requirements for the design, it is a big test for designers. Based on the above, the standardization work of non-standard automation equipment is particularly urgent and important.This paper w ill expound how to solve this problem.

non-standard automatic logistics equipment; standardization; modular; serialization; digitization; efficiency; cost

周永華（1989— ），男，寧夏吳忠。