本報(bào)訊（記者 王嘉）小米“黑燈工廠”每分鐘生產(chǎn)60部智能手機(jī)、武漢美的智能工廠每18秒有一臺(tái)空調(diào)外機(jī)下線……眾多智能制造行業(yè)生產(chǎn)能力的“硬核”提升都源于智能化生產(chǎn)模式。記者近日在航天科技四院401所內(nèi)，也見(jiàn)識(shí)到了這種“黑燈工廠”。
“黑燈工廠”不全“黑”
生產(chǎn)線上映入眼簾的是一排排加工機(jī)械設(shè)備正自動(dòng)進(jìn)行著各項(xiàng)作業(yè)任務(wù)。“簡(jiǎn)單說(shuō)，‘黑燈工廠’模式就是工人下班后，設(shè)備仍能‘堅(jiān)守’崗位，按照系統(tǒng)命令進(jìn)行機(jī)床負(fù)載監(jiān)控、孔加工刀具破損等各類檢測(cè)，檢測(cè)完成后，開(kāi)始‘自主’加工，一個(gè)方箱上的4個(gè)頂蓋加工完成后，另一個(gè)方箱就會(huì)自動(dòng)‘上場(chǎng)’”，航天科技四院401所八室副主任周峰介紹，“它的核心是如何提高設(shè)備利用率，難點(diǎn)是如何在現(xiàn)有設(shè)備上做文章，改造現(xiàn)有設(shè)備，而不是重新引進(jìn)自動(dòng)化生產(chǎn)線。”
“‘黑燈工廠’模式是目前解決科研生產(chǎn)能力提升問(wèn)題的最優(yōu)方案。”周峰介紹，研發(fā)團(tuán)隊(duì)以提高設(shè)備使用開(kāi)機(jī)率和有效加工時(shí)間為核心目的，本著經(jīng)濟(jì)節(jié)約、省時(shí)省力、后續(xù)開(kāi)發(fā)性強(qiáng)的原則，在人力和物力不增加的前提下，基于現(xiàn)有的臥式加工中心等設(shè)備，進(jìn)行了適度的設(shè)備信息化、生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化改造和升級(jí)。經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的試行，2019年底，最終確定了適用于點(diǎn)火裝置金屬件和安全機(jī)構(gòu)柔性制造單元的“黑燈工廠”模式——夜間自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行產(chǎn)品粗加工，白天工人上班后進(jìn)行精加工及后續(xù)操作。
這種“白+黑”的生產(chǎn)模式將適合機(jī)器干的事交給機(jī)器，適合人干的事交給人，形成了人歇、設(shè)備不歇的“人機(jī)協(xié)同”狀態(tài)，既提高了設(shè)備使用的開(kāi)機(jī)率，又降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，一經(jīng)試行，就達(dá)到了生產(chǎn)效率提升2倍的預(yù)期效果。
“黑燈工廠”配備“智慧大腦”
產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性、生產(chǎn)的連續(xù)性和加工過(guò)程安全性，這些是“黑燈工廠”模式能否順利運(yùn)行的關(guān)鍵性問(wèn)題。為此，團(tuán)隊(duì)對(duì)設(shè)備進(jìn)行了“量身定制”的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和工藝優(yōu)化，成功應(yīng)用了刀具壽命管理技術(shù)、刀具破損檢測(cè)技術(shù)、機(jī)床防撞監(jiān)控模塊等關(guān)鍵技術(shù)，為其打造一個(gè)能夠“自主”識(shí)別、判斷、控制、說(shuō)話的“智慧大腦”。設(shè)備負(fù)載監(jiān)控就像“智慧大腦”的一雙“火眼金睛”，具備“看穿”機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)的能力，對(duì)設(shè)備加工負(fù)載進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、采集、顯示，判斷設(shè)備是否在正常運(yùn)行狀態(tài)并做出相應(yīng)處理，是一個(gè)可靠的“黑燈工廠”運(yùn)行“安全員”。
針對(duì)加工生產(chǎn)的主力軍——刀具，團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了能實(shí)現(xiàn)刀具磨損、破損在線檢測(cè)、“提醒”和自動(dòng)補(bǔ)償?shù)牡毒咂茡p檢測(cè)功能，還進(jìn)行了刀具優(yōu)化、刀具壽命管理等6個(gè)方面的優(yōu)化和升級(jí)。刀具的使用、更換和成本的控制變得一目了然，還能“提醒”下班前檢查狀態(tài)的工人及時(shí)“補(bǔ)換貨”。
工件在線檢測(cè)能在機(jī)械加工完成后，對(duì)加工部位進(jìn)行檢測(cè)，判斷加工工件的尺寸是否符合公差要求。就像在機(jī)器里放進(jìn)了一個(gè)“產(chǎn)品檢驗(yàn)官”，能實(shí)時(shí)檢測(cè)零件的加工尺寸、判斷產(chǎn)品的穩(wěn)定性，并根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量和刀具破損的狀態(tài)“叫停”生產(chǎn)，且只需花費(fèi)人工檢驗(yàn)時(shí)間的三分之一。
此外，團(tuán)隊(duì)還從“黑燈工廠”模式可能會(huì)發(fā)生的機(jī)床嚴(yán)重撞擊和產(chǎn)品批次報(bào)廢問(wèn)題著手，進(jìn)行反向推理和驗(yàn)證，解決了需要人員進(jìn)行的檢測(cè)零件尺寸、異常處理、坐標(biāo)系確認(rèn)、刀具維護(hù)、設(shè)備關(guān)機(jī)等相關(guān)操作和安全生產(chǎn)問(wèn)題，保證了設(shè)備在無(wú)人干預(yù)的前提下實(shí)現(xiàn)連續(xù)加工和自動(dòng)關(guān)機(jī)。自2019年7月試運(yùn)行至今，在示范車間里，該模式已有4套設(shè)備成功應(yīng)用，目前可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火頂蓋、安全機(jī)構(gòu)零件殼體、蓋的多型號(hào)、多零件、混批次柔性的夜間無(wú)人值守加工，具備24小時(shí)連續(xù)作業(yè)的能力，單個(gè)產(chǎn)品的產(chǎn)能提升2到3倍，成功實(shí)現(xiàn)了智能制造生產(chǎn)能力。
