路曉輝，周麗娟

（深圳市金島自動(dòng)化設(shè)備有限公司，廣東深圳 518000）

1 非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備特點(diǎn)

非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備可以通俗地理解為沒有具體認(rèn)定、沒有統(tǒng)一證書文件的設(shè)備。非標(biāo)設(shè)備的出現(xiàn)，其根本原因是由于部分企業(yè)缺乏足夠的資金購買合適的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)設(shè)備,因此開發(fā)了非標(biāo)生產(chǎn)系統(tǒng),以滿足新的生產(chǎn)需求。非標(biāo)設(shè)備通常有以下幾個(gè)特點(diǎn)：產(chǎn)品生產(chǎn)批量小、種類多、功能多樣復(fù)雜、開發(fā)時(shí)間較短。

2 非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備的開發(fā)流程

2.1 非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備開發(fā)的初步流程

非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備的開發(fā)流程是極其復(fù)雜的，一般來說，依據(jù)圖1為基本步驟來制定具體開發(fā)方案。

圖1 非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)流程圖

首先要確立非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備的開發(fā)方案。在非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備的開發(fā)過程中，重點(diǎn)在于方案的創(chuàng)新，這是整個(gè)開發(fā)過程的點(diǎn)睛之筆。在此基礎(chǔ)上，能夠進(jìn)行各種各樣的方案設(shè)計(jì)及建立依據(jù)方案設(shè)計(jì)產(chǎn)生的設(shè)備開發(fā)方案。在方案建立基本完善后，需要由專門的審核人員來審核方案的完整性與正確性，以排除可能存在的問題，將出問題的概率降到最低。如果方案的確需要修改，就返回設(shè)計(jì)人員手中進(jìn)行進(jìn)一步整改，類似于程序設(shè)計(jì)中能夠根據(jù)不足自動(dòng)給出解決方案的一種while 循環(huán)，循環(huán)的最終目的在于得到一份盡可能準(zhǔn)確無誤的設(shè)計(jì)方案，從而將產(chǎn)品生產(chǎn)推向高指標(biāo)。

2.2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的具體實(shí)施過程

2.2.1 機(jī)械工作部分

在設(shè)計(jì)方案制定完成后，又將劃分為機(jī)械工作與電氣工作兩個(gè)對(duì)等的部分。其中機(jī)械工作首先應(yīng)當(dāng)按照設(shè)計(jì)圖紙，依照工程制圖要求，聘請(qǐng)專業(yè)制圖師或是公司雇傭的CAD 專業(yè)工程人員來繪制零件的工程圖并完成整個(gè)產(chǎn)品的工程圖，其中每一個(gè)細(xì)微的長寬高都要標(biāo)注得較為細(xì)微或是至少應(yīng)當(dāng)有所體現(xiàn)，以支持后續(xù)工作的展開。

在此基礎(chǔ)上，非標(biāo)自動(dòng)化廠商就會(huì)購置相關(guān)零件或是由聘請(qǐng)的車工銑工等利用公司設(shè)備在公司內(nèi)開展工作。由于非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備的非標(biāo)性，許多零件需要進(jìn)行特殊定制，因此很難直接購置，只能現(xiàn)場加工或是從專門的企業(yè)處定制相關(guān)零件。在相關(guān)零件得以湊齊后，再對(duì)其進(jìn)行更為精細(xì)的加工步驟，從而得出較為合適的相關(guān)零件。

當(dāng)普通零件已經(jīng)購置完全且非標(biāo)零件加工完畢時(shí)，就需要進(jìn)行機(jī)械部分的組裝。在組裝時(shí)需要兼顧電氣部分零件的兼容性，這需要機(jī)械安裝工程師具有豐富的經(jīng)驗(yàn)或是較為系統(tǒng)的電氣相關(guān)專業(yè)知識(shí)，本質(zhì)上回到了人才的競爭。機(jī)械裝配完成后，等待電氣設(shè)計(jì)與安裝完成，即可進(jìn)行總體拼裝。

2.2.2 電氣工作部分

當(dāng)今行業(yè)生產(chǎn)中國際認(rèn)可的電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)主要采用Verilog HDL 和VHDL 設(shè)計(jì)程序來進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)，其考驗(yàn)的是設(shè)計(jì)者對(duì)模擬電子技術(shù)和數(shù)字邏輯系統(tǒng)的掌握程度，以及編寫程序的熟練度。依據(jù)這些系統(tǒng)依照設(shè)計(jì)好的圖紙完成電路邏輯設(shè)計(jì)，能夠使電路核心得到充分保障，從而得出更加細(xì)致入微地契合需求的元件。

同時(shí)，電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也離不開其他輔助程序的支持，如使用Java 等開發(fā)語言編寫出的自動(dòng)控制程序等，它可以與電路系統(tǒng)的程序進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，并通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)程序與實(shí)際的映射，將開發(fā)出的程序與實(shí)際應(yīng)用相對(duì)應(yīng)，以優(yōu)化電路系統(tǒng)，提高運(yùn)行的流暢程度。

程序編寫完成后，即可進(jìn)行控制柜安裝工作，這與機(jī)械行業(yè)的安裝有所不同，需要安裝從業(yè)者具有極其強(qiáng)的工作能力，能夠?qū)τ?jì)算機(jī)電路等硬件設(shè)備具有極高的認(rèn)知水平，并且需要精通電氣行業(yè)相關(guān)圖紙的閱讀，需求計(jì)算機(jī)或物聯(lián)網(wǎng)等專業(yè)知識(shí)豐富的從業(yè)人員進(jìn)行操作，以保證安裝準(zhǔn)確無誤地完成。

2.2.3 設(shè)備的總安裝與后期調(diào)試

在機(jī)械工作部分與電氣工作部分分別完成后，設(shè)備進(jìn)入電氣機(jī)械總裝階段，總裝結(jié)束后，需要對(duì)設(shè)備的工作情況與總體功能進(jìn)行檢測與校驗(yàn)，以辨別設(shè)備是否能夠依據(jù)設(shè)定好的程序與設(shè)計(jì)好的步驟進(jìn)行產(chǎn)品加工等具體工作。目前多用上電1/0信號(hào)校驗(yàn)，即向設(shè)備給定一個(gè)電平，0代表低電平和邏輯0,1代表高電平和邏輯1，可以利用8-3線編碼器作為基準(zhǔn)編碼器，再拼湊為16-4線或其他編碼器，進(jìn)行二進(jìn)制信號(hào)的編碼輸入，然后再采用譯碼器得出相應(yīng)結(jié)果，與原輸入相對(duì)照，能夠有效地檢驗(yàn)非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備的工作狀態(tài)。

在此之后，需要進(jìn)行手動(dòng)調(diào)試，即由經(jīng)驗(yàn)豐富的工作人員通過手動(dòng)操作的方法進(jìn)行調(diào)試檢驗(yàn)，對(duì)設(shè)備的功能或零件安裝等進(jìn)行進(jìn)一步的檢查，從而在一定范圍內(nèi)控制非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備的外在功能與安裝過程無誤，以保證設(shè)備的正常使用。

最后使用類似于上述設(shè)計(jì)方案審核的流程進(jìn)行最終的自動(dòng)調(diào)試，如果自動(dòng)調(diào)試存在問題，則返回進(jìn)行機(jī)械電氣調(diào)整，然后繼續(xù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)試，一直調(diào)整到設(shè)備完全無差錯(cuò)為止。至此，自動(dòng)調(diào)整成功后，就可以保存設(shè)備文件，宣布一件非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備的開發(fā)完成。

3 非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)方案探究

3.1 設(shè)計(jì)流程規(guī)范化

良好的設(shè)計(jì)程序是有效工作的必要條件。由于控制系統(tǒng)為機(jī)械部分服務(wù)，不能獨(dú)立于機(jī)械部分而存在，因此其設(shè)計(jì)主要以主要技術(shù)專業(yè)為基礎(chǔ)，但有數(shù)據(jù)處理功能單元和通信功能單元等主要技術(shù)專業(yè)未涵蓋的方面。此外，為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化，需要根據(jù)基本工藝控制要求增加大量現(xiàn)場傳感器，甚至需要開發(fā)專門的機(jī)械裝置，這就需要對(duì)專門性進(jìn)行控制，以扭轉(zhuǎn)對(duì)主要工藝專門性的設(shè)計(jì)要求。因此，不同職業(yè)之間的責(zé)任分工和信息傳遞方式特別重要。

有必要實(shí)現(xiàn)每種專業(yè)的特殊性，盡量減少重復(fù)勞動(dòng)，消除責(zé)任的盲區(qū)，確保提高工作效率，非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的生產(chǎn)和設(shè)計(jì)公司可以根據(jù)自己的具體情況制定標(biāo)準(zhǔn)化的程序和規(guī)格。

3.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)材料

在設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化設(shè)備時(shí)，應(yīng)首先確定設(shè)備應(yīng)具備的基本應(yīng)用功能，然后在確保設(shè)備具有實(shí)際應(yīng)用資格、優(yōu)化設(shè)備性能、確保設(shè)備能夠更好地滿足其要求后，按步驟進(jìn)行優(yōu)化，除了有針對(duì)性地選擇設(shè)備材料之外，還應(yīng)將設(shè)備的性能和成本視為重要標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 對(duì)非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備的流程進(jìn)行完善和改進(jìn)

在大多數(shù)情況下，不符合標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)化設(shè)備的設(shè)計(jì)是基于業(yè)務(wù)的即時(shí)需求，這很容易導(dǎo)致設(shè)備設(shè)計(jì)不符合客戶的期望。因此，在非標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，需要更多地與企業(yè)溝通，更好地溝通，然后塑造非標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化設(shè)備的設(shè)計(jì)方向，以滿足客戶的需求。接下來的任務(wù)是確定設(shè)計(jì)計(jì)劃，然后開始討論設(shè)計(jì)計(jì)劃，最好先確定可以制造的設(shè)計(jì)方面，然后選擇最佳設(shè)計(jì)計(jì)劃。在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)考慮到設(shè)備的最高質(zhì)量、性能和最低成本標(biāo)準(zhǔn),然后生產(chǎn)出不符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)化設(shè)備。

3.4 根據(jù)設(shè)備需要確定和定義設(shè)備參數(shù)

連接tiabo，調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)庫模塊，自動(dòng)生成工程配置任務(wù)，包括API 程序和HMI 屏幕，將生成規(guī)則設(shè)置為tiabo，調(diào)用控制程序和HMI 庫，自動(dòng)生成可視化界面，然后根據(jù)需要調(diào)整自動(dòng)化界面和HMI 界面通過數(shù)字化工作流、精細(xì)設(shè)計(jì)流程管理、標(biāo)準(zhǔn)化庫管理以及數(shù)字設(shè)計(jì)和仿真技術(shù)實(shí)踐的改進(jìn)，改造了非標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化設(shè)備的設(shè)計(jì)思路和流程，將非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的要求轉(zhuǎn)換為串行設(shè)備，即標(biāo)準(zhǔn)模塊和非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)靈活結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了多樣化管理，自動(dòng)化設(shè)備可以根據(jù)客戶需求快速設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量得到提高。

3.5 使設(shè)計(jì)更加實(shí)用

非標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化設(shè)備的設(shè)計(jì)不僅是一個(gè)工作項(xiàng)目，而且與下一個(gè)供應(yīng)鏈密切相關(guān)。根據(jù)不同公司的不同生產(chǎn)需求，設(shè)計(jì)流程必須確保設(shè)計(jì)內(nèi)容符合應(yīng)用程序要求。提高設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中的便利性，確保更方便。在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域取得的經(jīng)驗(yàn)可以得到有益的利用，但也需要?jiǎng)?chuàng)新和改進(jìn)。

4 結(jié)束語

非標(biāo)自動(dòng)化發(fā)展與應(yīng)用的道路仍然漫長，其廣闊前景是不可估量的。然而目前為止，非標(biāo)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)仍然存在許多限制條件。非標(biāo)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目標(biāo)就是要努力消除這些阻礙，加強(qiáng)技術(shù)革新。非標(biāo)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)有別于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，其依靠的是高水平生產(chǎn)技術(shù)和尖端計(jì)算機(jī)電子科技和電路設(shè)計(jì)等新興產(chǎn)業(yè)，這不僅意味著其成為了國家經(jīng)濟(jì)的重要一環(huán)，也注定了其發(fā)展難度以及發(fā)展未來的輝煌程度。而對(duì)此，仍需非標(biāo)自動(dòng)化相關(guān)產(chǎn)業(yè)能夠認(rèn)清發(fā)展現(xiàn)狀，了解開發(fā)流程，提出更有效的措施提高設(shè)計(jì)效率，為非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)施的發(fā)展創(chuàng)造條件。