非标自动化设备的现状、开发流程及提高设计效率的措施

赵亚宁，万文浩

（宁夏共享机床辅机有限公司，宁夏银川750021）

非标自动化设备的现状、开发流程及提高设计效率的措施

赵亚宁，万文浩

（宁夏共享机床辅机有限公司，宁夏银川750021）

非标设备，顾名思义是因为这类设备国家尚无定型标准，一般都是根据实际需要进行设计和制造的非通用性设备。该类产品的特点是批量小、种类多、功能多样、开发时间短。

非标自动化；设计效率；数字化；标准化；模块化；系列化

十二五期间，我国的工业化进程进一步发展，制造业进一步加快转型升级的步伐。但是，与此同时我们要深刻地认识到传统的制造企业仍然有很多处于手工操作、劳动密集的阶段。在劳动密集型企业中人工成本是一笔很大的支出，而这一趋势还在上升。这正是为什么近年来很多传统代工企业，纷纷将工厂迁到人工成本更低的地方如：东南亚、非洲等；或者通过运用自动化设备来取代人工以降底生产成本，提高生产效率。

随着市场对自动化需求的提升，珠三角、长三角、京津地区迎来了非标设备发展的快速增长。非标设备，顾名思义是因为这类设备国家尚无定型标准，一般都是根据实际需要进行设计和制造的非通用性设备。该类产品的特点是批量小、种类多、功能多样、开发时间短。基于产品性能的80%是由设计阶段决定的理念，该类产品对设计环节有着非常高的要求。

本文从非标自动化设备的现状切入、揭示非标产品的设计流程及关键环节，最后重点论述提高非标自动化设备设计效率及质量的措施。

1　非标自动化设备的现状

尽管非标设备行业具有广阔的市场空间，但是我国非标企业数量多，规模小，技术落后、竞争同质化也是明显缺陷。由于许多核心技术上也并没有真正独立，主要功能部件依然依靠进口，使得设备的成本居高不下，高端非标自动化产品仍然依靠进口。

从市场逻辑来看，增长的市场空间可以提高企业的技术研发水平并壮大企业规模，给于企业良好的发展机遇，但是，客观情况却与之相反，原因在于非标设备无法批量生产，大企业不愿意做，小规模企业却容易获得生存空间。制造企业在人力资源短缺的压力下，选择了自动化。基于成本考虑，很多企业选择了半自动化的设备，稍微复杂的工序还是由人工完成。大量的这种低层次的自动化需求制约了非标行业向更高层次的发展。

2　非标自动化设备的开发流程

通常情况，非标设备需要按照顾客不同的需求设计制造。尽管设备需求多元化，但是此类产品的开发一般都会经历以下开发流程：

（1）确定产品开发项目，明确顾客需求，如生产工艺、产能要求、作业环境等；

（2）对产品进行分析研究，明确其生产工艺、尺寸要求，了解设备的技术参数；

（3）初步制定设备方案，得出设备的整体和局部示意图、各机械机构、电气控制系统、动作流程等；

（4）组建方案审核小组，对设备的可行性、制造成本、产能等进行客观评估；

（5）与客户进行方案会审，根据客户意见，确定最后的设备方案；

（6）组织实施产品的设计开发进行总装配图、部件装配图、零件图的设计，确定自动机械的控制方案等；

（7）零组件质量检验，设备组装、联机调试，并进行产品打样预验收；

（8）包装出货，技术文档归档，进行项目总结。

3　提高非标自动化设备设计效率的措施

3.1精细化设计流程并建立保障制度

标准化产品的生产都有一套涵盖产品整个生命周期完整的流程制度，对产品进行规范。非标自动化设备开发过程涵盖机械结构、工艺，电气、信息技术等多学科的知识，具有很强的创造性，对从业人员有很高的要求，因此，产品设计环节的流程一定要精细化。一套完整的适用于企业自身状况，并且可以落地的规范化流程制度，对非标产品的设计就显得尤为重要。而实际情况却是大部分非标企业尚未建立完整的设计流程，产品设计过程中附加了设计者太多的意愿和经验。作为企业或者是部门的管理者一定要有意识的指导从业人员按照流程工作，规范其作业行为。制度流程一定是一个企业执行力的最高约束，是企业内部的“法律”。

3.2积极贯彻落地“三化”法

“三化”指的是零件标准化、部件通用化、产品系列化。生产活动中有各式各样的机械设备为了解放人力、提高生产效率而服务于社会。在这些设备中，除了标准件外，还有很多结构类似，工艺要求等相似的零件。非标设备的“三化”就可以从这些地方开展。零件标准化旨在通过对零件的结构，尺寸、材料等进行规范来减少零件种类。部件通用化旨在强调同类型机械系列产品内部或跨系列产品之间，采用同一结构和尺寸的零部件，使部件的互换性最大化。系列化旨在根据同一产品的使用要求，将其产品按照工艺参数做合理安排和规划，获得能够满足不同使用要求的同类产品。实施“三化”有利于减轻设计工作量，缩短设计周期，提高产品质量；有利于设计人员将主要精力用于关键零部件的设计，进行批量生产；有利于合理的使用原材料，节约能源、降低成本、提高质量和可靠性、提高劳动生产率、提高产品的互换性，便于维修；便于产品升级改进。

3.3深入开展“数字化”

计算机辅助设计在机械产品的设计过程中已经得到了普及。但是，很多企业数字化的应用还仅限于某一个作业节点上，或者某个特定的工序中。企业离真正的“数字化”还有很大的差距。产品开发环节中有很多工序是和数字、信息分不开的，比如建模制图、仿真分析、计算校核、罗列清单、统计明细、数据管理、信息共享、多媒体应用等。而计算机网络的特点就在于数字处理和信息资源共享，企业要将碎片化的数字处理，纳入企业的数字化建设中，提高数据的利用率，让数字化助力企业发展、助力产品设计、制造。设计人员要努力将计算机和网络技术作为重要的手段来完成产品的开发。

3.4转变设计思维

以往的非标产品设计模式是根据客户的需求进行非标产品的设计。其实这个过程中产生了许多浪费，以很多非标企业为例，不同工厂、不同设计师，每次都要制作很多零组件，都要进行相同的报价，交货期管理等，算上零件图纸的话，每次都会制作庞大的图纸。其实，在分工精细化的今天，设计者要学会取他之长补己之短，选择性价比高、交货期准时的专业零部件供应商解决产品开发过程的非关键环节，集中精力解决产品设计环节的关键点来提升产品的竞争力。正因为非标自动化产品的大规模生产并不实际，企业只有转变思维，勇于创新，只有高效的提供高品质的产品，才能够让企业发展起来。

4　结束语

综上所述，非标自动化设备有着非常广阔的前景，但是有别于标准产品的开发流程，其设计效率和质量对工业企业乃至国家经济的发展都具有重要影响。因此，必须加强非标自动化设备的设计效率和质量的研究才能使企业有良好的发展前景。只有通过精细化设计流程、积极贯彻“三化”方法、深入开展“数字化”、转变设计思维，才能提高非标自动化设备的质量水平，使其在国民经济发展中发挥更大的作用。

[1]张伟.非标机械产品系列化设计准则及工程应用研究[D].机械科学研究总院，2011.

[2]郭江红.机械加工非标设备设计及加工研究[J].科技创新与应用，2015，（01）.

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[4]李嘉卉.浅谈工业工程理论的应用——非标自动化设备设计[J].科技创新导报，2014，（16）.

[5]姚福来，田英辉，松鹤旭.自动化设备和工程的设计、安装、调试、故障诊断[M].北京：机械工业出版社，2013.

Current Situation、Development Process and Measures for Improving Design Efficiency of Non-Standard Automation Equipment

ZHAO Ya-ning，WAN Wen-hao
（Ningxia Shared Machine tool Equipment Co.Ltd.，Yinchuan Ningxia 750021，China）

Non-standard equipment，just as its name implies this kind of equipment is no finalize the design standards，are generally designed and manufactured for special usages.These products are characterized by small amount，multi-species，multifunction and short development time.

non-standard equipment；efficiency of design；standardization；modulation；serialization

TM993.4

A

1672-545X（2016）10-0246-02

2016-07-22

赵亚宁（1986-），男，宁夏银川人，学士，助理工程师，研究方向：工业自动化。