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              基于MES的木質(zhì)定制衣柜標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)與應(yīng)用

              發(fā)布時(shí)間:所屬分類(lèi):科技論文瀏覽:1

              摘 要: 摘要:通過(guò)對(duì)MES進(jìn)行系統(tǒng)介紹,以及針對(duì)MES系統(tǒng)所獲得的衣柜尺寸、門(mén)板訂單、羅馬柱訂單的生產(chǎn)數(shù)據(jù)作為依據(jù),將頻繁使用的零件進(jìn)行歸類(lèi),最后通過(guò)系統(tǒng)分析從而確定標(biāo)準(zhǔn)件的種類(lèi)和尺寸,以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)的目的。 關(guān)鍵詞:MES系統(tǒng),定制衣柜,標(biāo)準(zhǔn)件 當(dāng)前,信息

                摘要:通過(guò)對(duì)MES進(jìn)行系統(tǒng)介紹,以及針對(duì)MES系統(tǒng)所獲得的衣柜尺寸、門(mén)板訂單、羅馬柱訂單的生產(chǎn)數(shù)據(jù)作為依據(jù),將頻繁使用的零件進(jìn)行歸類(lèi),最后通過(guò)系統(tǒng)分析從而確定標(biāo)準(zhǔn)件的種類(lèi)和尺寸,以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)的目的。

                關(guān)鍵詞:MES系統(tǒng),定制衣柜,標(biāo)準(zhǔn)件

                當(dāng)前,信息化制造已經(jīng)成為家具行業(yè)發(fā)展的主流模式[1]。而作為一套面向制造車(chē)間執(zhí)行層的MES系統(tǒng)則為木質(zhì)定制家具企業(yè)形成一套完整、可靠、全面可行的企業(yè)信息系統(tǒng)起到了不可或缺的作用。

                1關(guān)于MES的介紹

                MES是制造執(zhí)行系統(tǒng)即ManufacturingExecutionSystem的簡(jiǎn)稱(chēng),是一套面向制造企業(yè)車(chē)間執(zhí)行層的一種生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)。上世紀(jì)90年代,美國(guó)先進(jìn)制造研究機(jī)構(gòu)(AdvancedManufacturingResearch,AMR)提出了MES的三層企業(yè)信息系統(tǒng)集成模型,如圖1所示,并將MES定義為“位于上層計(jì)劃管理系統(tǒng)與底層工業(yè)控制系統(tǒng)之間的面向車(chē)間層的管理信息系統(tǒng)”,它是企業(yè)信息集成的紐帶,也是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)車(chē)間敏捷化的基本技術(shù)手段[2]。

              表1

                制造執(zhí)行系統(tǒng)MES作為一種中間體的存在,它將企業(yè)資源計(jì)劃層ERP和過(guò)程控制層PCS雙向的連接起來(lái),從而構(gòu)成完整的企業(yè)信息系統(tǒng)。MES國(guó)際聯(lián)合會(huì)根據(jù)組織內(nèi)各成員的應(yīng)用成果對(duì)制造執(zhí)行系統(tǒng)歸納出11個(gè)主要的功能模塊包括:生產(chǎn)工序調(diào)度、狀態(tài)管理及資源分配、生產(chǎn)過(guò)程管理、生產(chǎn)設(shè)備配置、設(shè)備維護(hù)管理、生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、績(jī)效管理、文檔控制、質(zhì)量管理、產(chǎn)品跟蹤清單管理和車(chē)間性能分析[3]。

                2MES數(shù)據(jù)分析

                家具制造企業(yè)生產(chǎn)的各零部件要素多而繁雜,在新時(shí)代工業(yè)化背景下僅依靠人工收集管理各要素信息已無(wú)法滿(mǎn)足企業(yè)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)。而作為企業(yè)信息化集成的紐帶MES系統(tǒng)來(lái)說(shuō),其對(duì)數(shù)據(jù)采集是一項(xiàng)基本且重要的功能,通過(guò)獲取生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)日志與數(shù)據(jù)來(lái)保證數(shù)據(jù)的及時(shí)性、準(zhǔn)確性和可靠性[4-5],且其最強(qiáng)大的一個(gè)功能是對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的分析,產(chǎn)生一系列的報(bào)表,從而供管理者進(jìn)行分析與決策。現(xiàn)針對(duì)2018年1月份的98套木質(zhì)定制衣柜的常規(guī)尺寸、訂單較多的門(mén)板及羅馬柱進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析:隨機(jī)挑選10套衣柜對(duì)其進(jìn)行尺寸統(tǒng)計(jì)分析,見(jiàn)表1。訂單較多的門(mén)板統(tǒng)計(jì)分析見(jiàn)表2。訂單較多的羅馬柱統(tǒng)計(jì)分析見(jiàn)表3。

              表1

              表2

              表3
               

                3標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)

                3.1柜體板材

                由表1可知衣柜整體寬度、高度和深度的尺寸往往是多變的,從整體尺寸上對(duì)其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)可實(shí)施性不大。但是當(dāng)柜體總高超過(guò)單板最大尺寸時(shí),側(cè)板則需要由兩塊板材采用對(duì)拉桿連接而成,那么此時(shí)為了便于板材的搬運(yùn)與堆放,則可以將上柜高度設(shè)置成標(biāo)準(zhǔn)值,通過(guò)表1分析可知,上柜高度在390~515mm之間的范圍內(nèi)浮動(dòng),且平均值為444mm,但是由于450mm的樣本數(shù)據(jù)出現(xiàn)了兩次,因此現(xiàn)將上柜高度設(shè)置為450mm的標(biāo)準(zhǔn)值,從而外側(cè)板及中側(cè)板的高度可設(shè)計(jì)成468mm和450mm的標(biāo)準(zhǔn)零件,深度隨柜體要求而變化。

              圖2

                3.2門(mén)板

                對(duì)于門(mén)板來(lái)說(shuō),主要分為平板門(mén)和木框嵌板門(mén)兩種,平板門(mén)的結(jié)構(gòu)是由一塊單板直接加工而成,門(mén)板尺寸由柜體的寬高而定,然而由于柜體的寬度和高度具有多變性,所以平板門(mén)不宜制成標(biāo)準(zhǔn)件。而木框嵌板門(mén)的結(jié)構(gòu)是由橫豎框、芯板、線條、中橫等組成,通過(guò)橫豎框的組框連接,將不同型號(hào)的芯板內(nèi)嵌于框內(nèi),因此為了統(tǒng)一零件尺寸便可將表2中常使用且次品率較低的門(mén)板型號(hào)的橫豎框以及中橫的寬度都做成固定值,以此為標(biāo)準(zhǔn)件作為庫(kù)存儲(chǔ)藏,同理,木框嵌板抽面的橫豎框也可按此制成標(biāo)準(zhǔn)件。

                根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可知,當(dāng)木框嵌板門(mén)橫豎框?qū)挾葹?0mm時(shí)門(mén)板不僅從結(jié)構(gòu)還是視覺(jué)美觀上都達(dá)到了較佳的效果,而由于抽屜相對(duì)于門(mén)板來(lái)說(shuō)一般高度都較小,此時(shí)橫框?qū)挾纫巡灰嗽僭O(shè)計(jì)成70mm,因此木框嵌板抽面的橫框?qū)挾葎t根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值設(shè)置成40mm的標(biāo)準(zhǔn)件。具體標(biāo)準(zhǔn)件尺寸見(jiàn)表4。

              表4

                3.3羅馬柱

                標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)的目的是規(guī)范零件的種類(lèi)以及減少零件的尺寸,那么根據(jù)表3可知,表內(nèi)所列羅馬柱為實(shí)際設(shè)計(jì)生產(chǎn)時(shí)出現(xiàn)頻率較高且工藝較穩(wěn)定的型號(hào)種類(lèi),因此在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)件的制定時(shí),首先取消其他非常用的羅馬柱型號(hào),而只將列表內(nèi)的羅馬柱作為標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)對(duì)象。

                其次為了簡(jiǎn)化制作工藝,現(xiàn)將羅馬柱的結(jié)構(gòu)由之前的通體式改為三段式,將上裝飾塊與下裝飾塊尺寸固定,制成完全標(biāo)準(zhǔn)件,而對(duì)于中間柱體而言,柱體高度雖然隨柜體高度而變化,但是仍然可將中間柱的寬度設(shè)置成固定尺寸,因此也可制成標(biāo)準(zhǔn)件,然而由于L4、L5、L10、L12-2這四種羅馬柱結(jié)構(gòu)的特殊性不宜采用三段式的結(jié)構(gòu),因此現(xiàn)將表3內(nèi)剩余羅馬柱的具體標(biāo)準(zhǔn)零件展示見(jiàn)表5。

              表5

                3.4其他標(biāo)準(zhǔn)件的制定

                除了以上標(biāo)準(zhǔn)件的制定外,另需針對(duì)衣柜內(nèi)常設(shè)計(jì)有的抽屜、格子抽以及四周封板進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)件的制定。據(jù)表1可知,抽屜高度180mm和200mm處于10個(gè)樣本數(shù)據(jù)的數(shù)值中部且出現(xiàn)次數(shù)相同,而將樣本數(shù)擴(kuò)大一倍后發(fā)現(xiàn)高度180mm出現(xiàn)的頻率更高,因此根據(jù)MES的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)現(xiàn)將抽屜高度180mm設(shè)置成標(biāo)準(zhǔn)值,那么與此對(duì)應(yīng)的抽側(cè)和抽后高度則為150mm的標(biāo)準(zhǔn)值。

                另外對(duì)于格子抽而言,整體結(jié)構(gòu)僅比普通抽屜多出一套內(nèi)格而已,所以現(xiàn)將格子抽內(nèi)格高度定為120mm,內(nèi)格板材厚度定為8mm的標(biāo)準(zhǔn)值。而對(duì)于柜體四周平板封板而言,取消其他規(guī)格的封板尺寸,統(tǒng)一將其寬度固定為60mm的標(biāo)準(zhǔn)值,厚度分為18mm和25mm兩個(gè)規(guī)格,高度隨柜體變化,具體尺寸如表6所示。

              表6

                4結(jié)論

                通過(guò)對(duì)MES系統(tǒng)所保存的木質(zhì)定制衣柜訂單的歷史數(shù)據(jù)分析,在對(duì)其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)件的制定時(shí),主要可分為以下3個(gè)步驟進(jìn)行:

                1)數(shù)據(jù)分析。主要針對(duì)已生產(chǎn)的零件類(lèi)型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,將不同結(jié)構(gòu)部位的零件型號(hào)進(jìn)行歸類(lèi),統(tǒng)計(jì)出一段時(shí)間內(nèi)各型號(hào)的具體尺寸數(shù)據(jù)以及生產(chǎn)數(shù)量和比例,以此為后續(xù)的標(biāo)準(zhǔn)件種類(lèi)及尺寸的確立提供確切的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。

                2)標(biāo)準(zhǔn)件種類(lèi)的確定。總的來(lái)說(shuō),標(biāo)準(zhǔn)件種類(lèi)的確定主要是以MES系統(tǒng)獲得的實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)作為制定的依據(jù),且根據(jù)企業(yè)自身的生產(chǎn)能力及情況,適當(dāng)?shù)倪x擇生產(chǎn)比例較高的零件型號(hào)作為標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)對(duì)象。

                3)標(biāo)準(zhǔn)件尺寸的確定。在確定標(biāo)準(zhǔn)件的種類(lèi)之后,進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)件尺寸設(shè)計(jì)時(shí),不僅要分析MES系統(tǒng)所反映出的各數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性,同時(shí)仍需考慮結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、視覺(jué)美觀性、實(shí)際適用性等多方面因素,綜合考量之后方可進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)件尺寸的確定。

                企業(yè)在實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)件的制定后,既可將繁瑣的設(shè)計(jì)模式簡(jiǎn)單化,提高設(shè)計(jì)效率。而且在實(shí)際生產(chǎn)中,企業(yè)通過(guò)制定標(biāo)準(zhǔn)件,既減少了機(jī)器的調(diào)試時(shí)間,也降低了加工難度,簡(jiǎn)化制作工藝,從而保證了零件的加工質(zhì)量,因此在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)也對(duì)于企業(yè)日后的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展起到了重要的作用。

                參考文獻(xiàn)

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                [2]楊海素.面向MES的制造過(guò)程信息采集與處理系統(tǒng)研究[D].南京:南京理工大學(xué),2014.

                [3]冀鴻凱.基于MES的車(chē)間信息管理系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)[D].南京:南京理工大學(xué),2014.

                [4]朱月明.鋼鐵企業(yè)MES數(shù)據(jù)采集技術(shù)研究與應(yīng)用[D].蘭州:蘭州大學(xué),2013.

                [5]郝景新,吳新鳳,唐志宏,等.定制家具的成組制造模式分析[J].林產(chǎn)工業(yè),2017,44(8):51-52.

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