机车制造工艺技术信息化研究与实践

机车制造工艺技术信息化研究与实践

朱南

中车大连机车车辆有限公司辽宁大连116021

摘要：随着信息化技术的发展，工艺信息化研究对于工艺创新管理，促进铁路装备制造业转型升级的重大意义，提升铁路制造装备制造业工艺信息化水平已刻不容缓，从夯实工艺参数量化基础、工艺数据的积淀与创新、数控程序的网络化管理到排料自动化等几个方面着手进行研究，实现工艺管理信息的一体化输入和输出。基于此，本文首先对机车制造工艺发展现状进行了概述，详细探讨了机车制造工艺技术信息化研究与实践，旨在有效提升机车制造工艺水平。

关键词：机车制造工艺；技术信息化；研究与实践

随着经济的飞速发展，交通运输对机车车辆装备的需求将快速增加。面对机车制造企业激烈的竞争环境，了解、分析目前机车车辆制造工艺水平的现状与差距，展望机车制造工艺技术信息化研究与实践，有助于提升集团公司机车车辆制造工艺的技术水平，以适应经济形势飞速发展的需要。

1机车制造工艺发展现状

国外PDM/ERP以及DNC等系统相对比较成熟，但在国内特别是机车制造装备业才刚刚起步，自2008年前后，各机车制造装备公司先后开始进行技术引进，工艺技术的引进、消化和吸收迅速成为铁路装备研制生产的重要工作。而如何进行消化吸收、知识的积淀以及创新则成为企业获得利润的重要手段。提高工艺信息化能力，对于提高铁路装备业核心竞争力，促进铁路装备转型升级，实现又好又快发展，具有重大意义。大同电力机车有限责任公司作为中国北车的机车制造基地，针对多年以来工艺信息输入、输出缺乏高效、快捷和统一的平台，长期以来大量工艺基础信息、经验数据无法有效积累和保存，数控程序单机管理、单机传输效率低下，多系统排料系统无法集成等一系列工艺管理问题进行了分析和研究，并把这些问题的解决作为工艺创新的突破点，经过科学分析和详细论证，分析以工艺信息化为创新的载体和平台。借助公司信息化建设的时机，利用该平台创建工艺信息化，实现工艺信息的一体化输入和输出，实现信息资源的累积和共享，通过采用PDM/ERP、DNC等信息化技术的实施和应用，推动公司工艺创新管理，实现公司近10种车型、万种物料制造BOM的搭建，工艺定额的科学计算和统一输出，实现工艺数据信息共享和传承，实现公司数控程序的制造信息化管理，最终通过这些层面的实现达到推动工艺信息化的效果，实现工艺技术质量的快速提升。

2机车制造工艺技术信息化研究与实践

2.1PDM/ERP和DNC系统搭建

根据项目确立情况，分两部分进行实现，一部分是PDM/ERP系统工艺管理；另一部分是DNC/排料系统的管理。第一部分采用PDM/ERP系统的管理理论，根据机车部件结构进行工艺制造BOM的搭建，确定加工制造层级；资料共享区按区进行划分。

2.2建立数控机床联网模式

第二部分将公司数控设备分为两类，一类为机械加工数控设备；另一类为板材下料数控设备。板材加工设备网络连接还在国内还没有先例，需要对该类设备能否连网进行理论分析和测试。考虑到公司的管理模式，数控机床联网（DNC）的实施采用多用户二级管理模式。分为高级权限用户、车间二级管理权限用户二级。主要流程控制由车间独立完成，形成各车间管理小模块，同时各管理小模块又通过公司网络并入公司级管理模块，从而实现管理的统一性。各车间分别设立编程员、审核员和批准员，利用DNC程序管理流程进行程序的过程审批，并将固定后的程序归档进入PDM数据库。程序定型后，操作人员根据生产指令，到指定地点进行程序调用，程序加工完成后，程序上传车间编程人员，编程人员对程序是否改动进行比较验证。

2.3网络建设

考虑到计算机控制的灵活性以及数控机床相互之间的影响性，网络布线采用了单串口服务器的星形拓扑结构。直接利用公司现有局域网，将网络延伸到各设备节点，从而使数控设备与各个服务器及工作站形成一个统一的网络系统。每台串口数控设备上都分别装有一台单串口设备服务器，实现任意设备与以太网直接相联，达到在以太网上的任意一台计算机，都可以直接控制任意一台数控设备。同时兼顾网络传输对距离的局限性，在车间距离较远的位置设置了二级交换机。

这样的布线方案具有以下特点：①灵活性好，管理思路清晰，可以做到任意一台计算机都可以直接控制任意一台数控设备，与多串口服务器相比，数控设备控制的灵活性更大。②可靠性强，因为这种连接方式是典型的星型连接，即便单串口设备服务器发生故障，只会影响一台设备。③不受RS232传输距离的限制，确保系统传输稳定可靠。④有线与无线。考虑到公司实际情况，项目组经过认真分析，最初确定了有线和无线两种网络连接模式。⑤集成性和扩展性。经过项目组商讨，方案必须就有后续的集成性和扩展性，整个路线可以与上游的CAD进行连接，并可以将数据结果反馈给PDM，还可以融入将来的MES中，成为其中的一部分。在软件的选择上充分考虑这一因素

2.4实施效果分析比较

项目投入使用后，对实施后的效率以及产生的效果进行了数据收集和统计，并进行了项目实施前后数据的分析和比较，效果显著。在机车行业首次真正实现计算机网络控制数控机床通过力，我们从信息化应用的角度解决了长期困扰我们的数控机床管理手段问题，并取得了显著的成效，带来了一定的经济效益，技术人员的工作效率有了明显的提高，特别是排料软件和数控机床联网体现更为明显。排料工作效率平均提高了91.6%，而且一种软件兼顾了整个车间所有数控板材切割下料设备，大大缩短了技术准备周期和生产制造周期。DNC传输程序的工作效率比软盘传输提高了85.7%，比手工输入提高了95%。并且出错率几乎降低为零。板材利用率：项目实施的另一大成果是板材利用率得到了提高，特别是在零件种类多样时，套料体现的成果越发明显。单张板材平均利用率提高了12%；套料156件时（零件21项），单张板材平均利用率提高了2.2%；套料152件时（零件35项），单张板材平均利用率提高了1.5%。板材套料的管理更加规范，输出的排料报表包括排料数量、零件信息、板材利用率和程序号等各种信息，我们可以通过报表对板材下料进行有效管理。通过数控程序管理系统，设置了编制、审核、试切和批准等管理流程，对程序的有效性进行了控制，符合ISO9000管理标准，同时还通过数控程序分发、更改日志对程序进行追踪管理，实现责权明确，具有可追溯性。

3结束语

综上所述，工艺信息化的研究与输出，对于现场数控程序集中管理等方面的研究和实践具有很强的参考价值，同时还为解决不同系统的排料手段提供了借鉴，为提高工艺管理的科学性和效率提供了方法。

参考文献：

[1]刘昌崇.提升机车产品制造工艺水平增加向发达国家出口量[A].中国机械制造工艺协会.2011年“天山重工杯”全国机电企业工艺年会暨第五届机械工业节能减排工艺技术研讨会论文集[C].中国机械制造工艺协会：，2011：5.

[2]符刚.机车车辆制造技术的现状和展望综述[J].机车车辆工艺，2012，04：1-5.