中國人民解放軍第四八零六工廠 徐海平/文

近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)、科技水平的不斷進(jìn)步，人們對衣食住行的要求越來越高，特別是對服飾面料的要求，不僅注重流行時(shí)尚，更看重穿著的舒適度，既要能大批量生產(chǎn)高品質(zhì)面料，又要能生產(chǎn)滿足特殊需求的功能面料。這種需求給紡織機(jī)械制造企業(yè)既帶來了發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)也帶來了更大生存挑戰(zhàn)。以棉紡織行業(yè)為例，棉紡紗企業(yè)既要能生產(chǎn)普通紗線，又要能生產(chǎn)功能紗線，就希望紡機(jī)制造企業(yè)生產(chǎn)的細(xì)紗機(jī)能夠一機(jī)多能，可以投入一套設(shè)備的錢通過簡便地更換某些裝置就能生產(chǎn)出不同具有功能的紗線。對于紡機(jī)制造企業(yè)來說，用以往的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)、粗放的管理模式經(jīng)營，已很難適應(yīng)當(dāng)前市場的需求；平臺化、模塊化設(shè)計(jì)概念作為一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)、制造方法，將其引入到傳統(tǒng)環(huán)錠細(xì)紗機(jī)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造中，能很好地解決企業(yè)在應(yīng)對市場需求時(shí)產(chǎn)生的矛盾，大幅地提升紡機(jī)制造企業(yè)生產(chǎn)制造傳統(tǒng)環(huán)錠細(xì)紗機(jī)的能力。

1 平臺化、模塊化

平臺化、模塊化設(shè)計(jì)思想的起源于上個(gè)世紀(jì)中期，隨著科技水平的發(fā)展進(jìn)步不斷發(fā)展起來，經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，特別是在汽車制造、電子制造行業(yè)，由于產(chǎn)品的復(fù)雜程度越來越高，產(chǎn)品類型越來越多，已經(jīng)發(fā)展成了一種標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)、制造模式。以汽車產(chǎn)品為例，同一系列的多款汽車往往是共用同一個(gè)平臺開發(fā)，以平臺為基礎(chǔ)，通過不同功能模塊的選擇和組合開發(fā)出高低不同配置的系列化產(chǎn)品，目的是為了滿足不同目標(biāo)市場的需求。近年來，現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，為平臺化模塊化設(shè)計(jì)在機(jī)械、電子以及家居輕工業(yè)領(lǐng)域的普及提供了良好的客觀條件，使平臺化模塊化設(shè)計(jì)制造逐漸應(yīng)用到的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。

2 環(huán)錠細(xì)紗機(jī)新產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)分析

環(huán)錠細(xì)紗機(jī)新產(chǎn)品開發(fā)的傳統(tǒng)模式，都是以現(xiàn)有的細(xì)紗機(jī)為原型機(jī)，根據(jù)所需的功能，比如緊密紡紗、集體落紗等，將新功能與原型機(jī)的相應(yīng)部分融為一個(gè)新的部件，通過重新設(shè)計(jì)原型機(jī)的相應(yīng)工藝參數(shù)，使得新老機(jī)型相應(yīng)部分不能通用，同時(shí)產(chǎn)生大量的新零部件，勢必大幅增加開發(fā)設(shè)計(jì)成本，在后續(xù)的生產(chǎn)制造、倉儲管理中的成本也相應(yīng)的增加。

2.2 平臺設(shè)計(jì)

通過對現(xiàn)在市面上經(jīng)典的環(huán)錠細(xì)紗機(jī)產(chǎn)品的品種、結(jié)構(gòu)形式和功能工藝參數(shù)等進(jìn)行分解分析，建立模型數(shù)據(jù)庫，從中設(shè)計(jì)出一個(gè)結(jié)構(gòu)工藝參數(shù)先進(jìn)的、能承載各種功能模塊的、性能穩(wěn)定、可開放性開發(fā)的基礎(chǔ)平臺，通過建立標(biāo)準(zhǔn)化的安裝接口搭載不同功能模塊，就可在同一平臺上開發(fā)出具備不同功能的環(huán)錠細(xì)紗機(jī)新產(chǎn)品。具體以浙江凱靈紡機(jī)開發(fā)的ZJ1798E全數(shù)字電子牽伸細(xì)紗機(jī)為例，機(jī)械部分以車頭傳動平臺、機(jī)架、主傳動作為第一層主平臺，斷面采用一體式中墻板設(shè)計(jì)，沿用FA506細(xì)紗機(jī)的優(yōu)秀的紡紗斷面參數(shù)，龍筋與中墻板采用定位銷式連接，整機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性大大增強(qiáng)，滿足用戶對高速高產(chǎn)的要求；車頭留設(shè)計(jì)卷繞成形模塊、車頭牽伸模塊安裝平臺，車尾設(shè)計(jì)有主傳動模塊、尾牽伸及電氣控制模塊安裝平臺。將牽伸部件、鋼領(lǐng)板、導(dǎo)紗升降部件、升降分配部件、錠子傳動部件、回花吸棉作為第二層次平臺，并將第一層主平臺和第二層次平臺綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)，作為產(chǎn)品系列化的、可擴(kuò)展性的綜合平臺，如圖1、圖2所示。

圖1 機(jī)架第一主平臺

圖2 機(jī)架斷面

圖3 ZJ1798E數(shù)字牽伸細(xì)紗機(jī)模塊分析示意圖

2.3 模塊設(shè)計(jì)

以平臺為基礎(chǔ)，將車頭牽伸傳動、卷繞成形、粗紗部分、羅拉牽伸、搖架部分、主電機(jī)傳動、緊密紡、賽絡(luò)紡、竹節(jié)紡、緞彩紡、集體落紗、單錠檢測與粗紗停喂等等按功能分析法，建立基礎(chǔ)模塊、功能模塊，確定模塊的主要結(jié)構(gòu)形式，將不同功能模塊和相同功能模塊進(jìn)行多樣性獨(dú)立設(shè)計(jì)如圖3所示。

在ZJ1798E開發(fā)中，為了不同功能模塊的自由組合和相同功能模塊間的互換，設(shè)計(jì)時(shí)統(tǒng)一各個(gè)模塊與平臺間的安裝尺寸以及模塊間的安裝尺寸，實(shí)現(xiàn)模塊間的互換性。例如，采用錠子與羅拉分離傳動，車頭羅拉牽伸傳動模塊設(shè)計(jì)成三羅拉齒輪箱傳動和三羅拉獨(dú)立伺服傳動兩套相同功能的模塊，如用戶生產(chǎn)的紗線品種是比較單一的普紗，可以選配三羅拉齒輪箱牽伸傳動模塊；若是用戶生產(chǎn)的紗線品種多，工藝調(diào)整頻繁，可選配三羅拉獨(dú)立伺服傳動模塊，簡化紡紗工藝調(diào)整過程。通過模塊的選配可以達(dá)到既經(jīng)濟(jì)實(shí)用，又豐富了產(chǎn)品配置。

再比如羅拉牽伸模塊中，優(yōu)化設(shè)計(jì)的羅拉座，通過連體式橋接安裝，增加高速紡紗時(shí)的穩(wěn)定性，避免機(jī)械波的產(chǎn)生；作為通用零部件，預(yù)留緊密紡模塊的安裝接口，可以選裝三羅拉式、四羅拉式等不同形式的緊密紡模塊，提高了產(chǎn)品紡紗的適應(yīng)性。

2.4 平臺化模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢

隨著紡織企業(yè)對細(xì)紗機(jī)產(chǎn)品個(gè)性化需求越來越多，紡機(jī)機(jī)械新技術(shù)的不斷進(jìn)步，各種新工藝新技術(shù)的應(yīng)用，作為生產(chǎn)傳統(tǒng)環(huán)錠細(xì)紗機(jī)的制造企業(yè)，必須有數(shù)量龐大的產(chǎn)品群來滿足客戶不斷變化的需求，這無疑給本來在市場競爭中舉步維艱的紡機(jī)制造企業(yè)帶來很大的生存壓力。

通過新產(chǎn)品的平臺化、模塊化設(shè)計(jì)制造和有效的資源管理，可以以平臺為中心，在提高產(chǎn)品的通用性的同時(shí)豐富產(chǎn)品的多樣化配置，建立系列化產(chǎn)品群。在零部件的生產(chǎn)制造中，通用件可采用批量制造的方式，便于更好地管控零部件質(zhì)量，降低制造成本。在采購、總裝、倉儲管理等方面以平臺和模塊為依據(jù)，借助于先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助管理系統(tǒng)做到有效的量化管理，最大限度地降低了管理成本?？梢愿鶕?jù)銷售訂單的要求，定制化組織生產(chǎn)制造，有效縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)交貨周期，降低企業(yè)的競爭成本，為企業(yè)贏得競爭先機(jī)。

可以有效增強(qiáng)企業(yè)的開發(fā)設(shè)計(jì)能力，在傳統(tǒng)環(huán)錠細(xì)紗機(jī)的基礎(chǔ)上，加快新技術(shù)的應(yīng)用，提高產(chǎn)品的科技含量，提高產(chǎn)品的核心競爭力。模塊化的細(xì)紗機(jī)對用戶來說，省去了重復(fù)培訓(xùn)工人操作技能的過程，即可以降低設(shè)備的運(yùn)行成本，零部件的通用化系列化又降低了設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)成本，真正做到花最經(jīng)濟(jì)的錢，得最豐厚的經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)束語

采用模塊化設(shè)計(jì)理念結(jié)合現(xiàn)代成組技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)，優(yōu)化整合整個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)經(jīng)營周期，迅速開發(fā)、制造出用戶滿意的產(chǎn)品，增強(qiáng)企業(yè)對市場的應(yīng)變能力和競爭能力，能很好地緩解當(dāng)前傳統(tǒng)細(xì)紗機(jī)制造企業(yè)的生存壓力，為企業(yè)贏得新的市場增長優(yōu)勢和長效、健康的發(fā)展機(jī)遇。