宋建峰

上海浦電網(wǎng)絡(luò)科技有限公司

0 背景

上世紀(jì)九十年代之前，我國制造的成套電氣產(chǎn)品品種比較單一，主要有GG1A高壓開關(guān)柜、PGL低壓配電屏和XL動(dòng)力配電箱等產(chǎn)品。其中，裝配的電器元件型號(hào)品種較少，成套電氣產(chǎn)品國有生產(chǎn)廠一般都設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)的系列產(chǎn)品銷售。產(chǎn)品的柜體結(jié)構(gòu)、一次電路母線、二次電路線等部件的制造，廠家都有詳細(xì)圖紙可供參考。產(chǎn)品制造比較規(guī)范，可以按不同的工序依照?qǐng)D紙分別安排生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量和交貨期都有保障。隨著我國改革開放的不斷深入，國外電器產(chǎn)品大量進(jìn)入國內(nèi)市場(chǎng)，國內(nèi)廠家也根據(jù)市場(chǎng)需求開發(fā)了大量電器元件產(chǎn)品。由于電器元件產(chǎn)品市場(chǎng)上可供選擇的產(chǎn)品越來越多，用戶在訂購成套電氣產(chǎn)品時(shí)的要求也越來越高，成套電器生產(chǎn)廠已無法按原來標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)方式應(yīng)對(duì)市場(chǎng)。目前，90%以上的成套電氣產(chǎn)品都變成了根據(jù)用戶特殊要求制造的定制產(chǎn)品。這種定制產(chǎn)品首先要根據(jù)用戶要求設(shè)計(jì)出產(chǎn)品圖紙，然后才能進(jìn)行采購材料及產(chǎn)品制造，致使生產(chǎn)周期嚴(yán)重拖長。

如今，企業(yè)要想在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中持續(xù)、健康地發(fā)展，就必須提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本，利用信息化技術(shù)改進(jìn)產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計(jì)、管理、檢測(cè)、供銷和售后服務(wù)等環(huán)節(jié)，提升管理效能，提升核心自主創(chuàng)新競(jìng)爭(zhēng)力。

1 二次導(dǎo)線下線現(xiàn)狀

1.1 組建研發(fā)團(tuán)隊(duì)

上海寶臨電氣集團(tuán)有限公司是由原1993年成立的上海寶臨電器成套制造有限公司擴(kuò)大組建而成的，是一家以高低壓電器成套設(shè)備、高低壓電器元件、防爆電器等產(chǎn)品為主導(dǎo)，集科研、生產(chǎn)、貿(mào)易為一體的大型現(xiàn)代化企業(yè)集團(tuán)。

2013年10月，公司組建“智能二次下線研發(fā)團(tuán)隊(duì)”。研發(fā)團(tuán)隊(duì)初期由10人組成，經(jīng)過兩年的運(yùn)轉(zhuǎn)，團(tuán)隊(duì)擴(kuò)大到18人。團(tuán)隊(duì)成員由高級(jí)技師、中級(jí)工程師、助理工程師和技術(shù)骨干組成。團(tuán)隊(duì)有工作室180平方米，工作場(chǎng)地260平方米，其他車間12 000平方米。

1.2 SuperHarness V3.0應(yīng)用情況

技術(shù)部組織設(shè)計(jì)人員負(fù)責(zé)二次導(dǎo)線設(shè)計(jì)軟件SuperHarness V3．0的應(yīng)用，目前已進(jìn)入正常工作，可完成導(dǎo)線的設(shè)計(jì)與資料輸出的相關(guān)工作。

1.3 引進(jìn)自動(dòng)化設(shè)備

企業(yè)引進(jìn)了海普瑞HPC-8040自動(dòng)下線設(shè)備，目前設(shè)備已正常運(yùn)行。

1.4 下線工段

下線工段采用顯示式釘板車進(jìn)行離線線束加工，顯示釘板車數(shù)量。

2 經(jīng)濟(jì)效益分析

2.1 成本節(jié)約分析

2.2.1導(dǎo)線用量分析

導(dǎo)線浪費(fèi)率預(yù)計(jì)在13%左右。按照一年400萬導(dǎo)線采購金額計(jì)算，本項(xiàng)目實(shí)施后每年可節(jié)約40萬元的導(dǎo)線采購成本。導(dǎo)線利用率計(jì)算如圖1所示。

圖1 導(dǎo)線利用率計(jì)算

2.2.2人力成本分析

縮短成套產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，可在6億元產(chǎn)值的基礎(chǔ)上增加17%的產(chǎn)值，即可每年增加1．02億元產(chǎn)值，可減少人員10至11人，詳細(xì)數(shù)據(jù)參考表1。

表1傳統(tǒng)生產(chǎn)流程與二次下線解決方案生產(chǎn)流程的人力成本對(duì)比

3 自動(dòng)下線項(xiàng)目實(shí)施主要內(nèi)容

3.1 主要關(guān)鍵技術(shù)和解決方法

成套電器二次下線解決方案是由CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）、CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造）、CAPP（計(jì)算機(jī)輔助工藝）三部分構(gòu)成，通過模擬內(nèi)線束走向，生成導(dǎo)線加工文件，實(shí)現(xiàn)線束離柜制作。

成套電器二次下線解決方案在CAD和CAM基礎(chǔ)上生產(chǎn)出來的導(dǎo)線產(chǎn)品，可以采用接線工藝連接至柜體：線槽工藝，將導(dǎo)線按接線圖要求直接放置在線槽中，連接導(dǎo)線兩端；線束工藝，根據(jù)SuperHarness軟件生成的釘板圖，在線束工作臺(tái)上，先將導(dǎo)線制作成線束產(chǎn)品，待殼體制造和器件裝置完畢后，直接將線束安裝至產(chǎn)品中。離線線束制造工藝可以擴(kuò)展至線槽工藝中。

3.1.1引進(jìn)全自動(dòng)端子壓接設(shè)備

過去，工人憑工作經(jīng)驗(yàn)預(yù)估出二次電路導(dǎo)線的長度，采用工具進(jìn)行手工壓接端子，造成材料浪費(fèi)。現(xiàn)在，工人用Superharness軟件輸出線長等設(shè)備加工數(shù)據(jù)信息，智能全自動(dòng)壓接機(jī)設(shè)備根據(jù)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)線加工，充分利用了自動(dòng)化設(shè)備高效率的優(yōu)勢(shì)。

3.1.2 SuperHarness軟件的作用

平臺(tái)：基于AutoCAD,降低用戶成本；

接口：可導(dǎo)入SuperWORKS；

接線信息：與下線設(shè)備接通；

3D模型庫：完備的電氣元器件庫及柜體模型庫（KYN28、GCS、HXGN等）；

服務(wù)（SaaS模式）：專業(yè)建模團(tuán)隊(duì)和低成本建模服務(wù)。

3.1.3規(guī)避了手工操作的質(zhì)量隱患

傳統(tǒng)接線工手動(dòng)剝皮操作不當(dāng)，經(jīng)常傷及線芯，接頭經(jīng)常出現(xiàn)壓接不良現(xiàn)象，這些都會(huì)帶來質(zhì)量隱患。工人在檢驗(yàn)時(shí)手拽導(dǎo)線經(jīng)常出現(xiàn)脫落的現(xiàn)象。二次電路CAM生產(chǎn)加工方案由于規(guī)避了手工操作因素，全面采用自動(dòng)設(shè)備加工二次電路導(dǎo)線，使得成套電氣產(chǎn)品的質(zhì)量與使用可靠性大大提高。

3.1.4二次線束加工和柜體裝配同時(shí)并行加工工藝可縮短制造周期

二次線束加工以superworks為基礎(chǔ)，全面采用三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)，在產(chǎn)品正式生產(chǎn)前就完成二次電路導(dǎo)線的設(shè)計(jì)與加工工作，徹底打斷原來的鏈?zhǔn)缴a(chǎn)，極大地縮短了成套項(xiàng)目的產(chǎn)品生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)質(zhì)量。

傳統(tǒng)工藝流程：

智能二次下線工藝流程：

3.2 項(xiàng)目實(shí)施過程

高低壓柜全部實(shí)現(xiàn)二次下線機(jī)工藝布線，配合車間進(jìn)行二次下線機(jī)布線的實(shí)際項(xiàng)目運(yùn)用分六個(gè)階段：

第一階段對(duì)二次下線項(xiàng)目進(jìn)行策劃、評(píng)估，對(duì)工人進(jìn)行軟件培訓(xùn)，對(duì)技術(shù)人員進(jìn)行質(zhì)量培訓(xùn)，建立完善的團(tuán)隊(duì)管理制度；

第二階段確定對(duì)設(shè)備的采購和驗(yàn)收，落實(shí)設(shè)備安裝的位置和設(shè)備配套等方案，對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行技術(shù)和工藝培訓(xùn)；

第三階段對(duì)設(shè)備進(jìn)行安裝調(diào)試，掌握設(shè)備的操作流程；

第四階段對(duì)高低壓柜布線軟件進(jìn)行測(cè)試，建立和運(yùn)用三維圖庫，進(jìn)入小規(guī)?；a(chǎn)；

第五階段根據(jù)客戶需求和意見不斷改進(jìn)方案，總結(jié)項(xiàng)目目標(biāo)完成情況；

第六階段對(duì)SuperHarness軟件的使用與下線機(jī)的對(duì)接生產(chǎn)進(jìn)行評(píng)估驗(yàn)收，正式進(jìn)入批量生產(chǎn)。

3.3 項(xiàng)目目標(biāo)

3.3.1降低人力資本

二次電路線的預(yù)制設(shè)計(jì)加工工藝從裝配車間分離出來，縮短成套項(xiàng)目的生產(chǎn)周期，降低裝配車間用工需求，減少企業(yè)人力資本。原來固定接線工有45人，推廣Superharness設(shè)計(jì)和自動(dòng)加工導(dǎo)線后，接線工只需30人。以每員工年工資3萬元計(jì)，年節(jié)約人工成本45萬元。

3.3.2降低原料成本

專業(yè)軟件與成熟的設(shè)計(jì)方案對(duì)二次電路導(dǎo)線的用量透明化，用數(shù)據(jù)準(zhǔn)確值代替員工經(jīng)驗(yàn)值，減少了原材料的浪費(fèi)，降低了企業(yè)倉庫成本。傳統(tǒng)工藝導(dǎo)線利用率為90%，現(xiàn)在用Superharness設(shè)計(jì)后，導(dǎo)線利用率為98%。每年導(dǎo)線用量約1500萬元人民幣，可節(jié)省成本120萬元/年。

3.3.3降低管理成本

專業(yè)的軟件與成熟的設(shè)計(jì)方案對(duì)二次電路導(dǎo)線的用量數(shù)字化，可使輔料做到精確發(fā)放。

3.3.4提高產(chǎn)品質(zhì)量

信息化、機(jī)械化的自動(dòng)加工生產(chǎn)，提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

4 項(xiàng)目完成情況分析

4.1 經(jīng)濟(jì)和技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)完成情況

成套智能二次下線研發(fā)項(xiàng)目的實(shí)施，縮短了電氣成套產(chǎn)品加工的生產(chǎn)周期，提高了企業(yè)的生產(chǎn)能力，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。產(chǎn)品整個(gè)加工環(huán)節(jié)通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與信息資料共享，使生產(chǎn)管理進(jìn)入信息化作業(yè)。線束的批量生產(chǎn)，推動(dòng)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)更加規(guī)范化、合理化、標(biāo)準(zhǔn)化，滿足了同規(guī)格產(chǎn)品線束加工工藝的一致性要求。

4.2 社會(huì)效益

本項(xiàng)目的實(shí)施，可解決原傳統(tǒng)開關(guān)柜制造時(shí)手工接線的落后局面，不僅節(jié)約了勞動(dòng)力成本，而且大幅降低了原材料的浪費(fèi)，降低了資源與能源消耗。本項(xiàng)目的推廣和應(yīng)用，提高了企業(yè)自身競(jìng)爭(zhēng)力優(yōu)勢(shì)，提升了市場(chǎng)占有率，增加了制造企業(yè)的經(jīng)營效益，促進(jìn)了行業(yè)的良性發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了行業(yè)資源的有效整合，有利于企業(yè)在國內(nèi)工業(yè)電氣行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的提升，有助于企業(yè)在工業(yè)電氣領(lǐng)域誕生世界級(jí)民族品牌。

4.3 項(xiàng)目實(shí)施的成效

企業(yè)通過技術(shù)改進(jìn)，提高了效率和利潤。個(gè)人通過項(xiàng)目的研究和實(shí)施增強(qiáng)了技能，提高了自我。

4.4 項(xiàng)目實(shí)施的后續(xù)改進(jìn)

為了快速響應(yīng)客戶和市場(chǎng)需求的定制化生產(chǎn)能力，公司在現(xiàn)有技術(shù)儲(chǔ)備的基礎(chǔ)上，擴(kuò)大了智能二次線束制造系統(tǒng)所覆蓋的產(chǎn)品種類和規(guī)格。項(xiàng)目策劃采用目標(biāo)階段性實(shí)現(xiàn)的方式推進(jìn)，每年產(chǎn)品覆蓋率在現(xiàn)有基礎(chǔ)上提升10%以上，實(shí)現(xiàn)新工藝覆蓋產(chǎn)品率達(dá)到公司產(chǎn)品的80%以上，滿足了快速響應(yīng)客戶和市場(chǎng)需求的定制化生產(chǎn)能力。

5 總結(jié)

智能二次下線制造系統(tǒng)解決了接線的短板，縮短了產(chǎn)品生產(chǎn)周期，提升了效率，實(shí)現(xiàn)了快速響應(yīng)客戶和市場(chǎng)需求的定制化生產(chǎn)能力，為后續(xù)的生產(chǎn)提供了有力的支持。智能二次下線制造系統(tǒng)是應(yīng)該大力推廣的工藝技術(shù)。