工业工程在自动化生产线中的应用分析

刘健男 李岩 祁爽

摘 要：制造业是一个国家经济产业链中的重要组成部分，同时也是一个国家的经济基础和软实力表现。国际经济竞争越来越激烈，中国制造业的前景并不十分乐观，产能过剩，人工成本太高等问题都制约着中国制造业的发展。从微观上来看，中国制造企业类型众多，生产水平参差不齐，需要进行深入工业自动化改革，提高生产自动化的应用。

关键词：工业工程；自动化生产线；应用研究

先进的工业技术和计算机技术使中国机械制造业取得了举世瞩目的成就，大到航天飞机，小到儿童玩具都可以体现中国制造业的迅猛发展。依托科技的飞速发展，自动化技术取得了广泛的应用，自动化生产线成为了当今机械制造的主力。各种各样的生产线已经在汽车制造业、电气行业、化工行业、冶金行业广泛的应用。

1 自动化的生产线内涵概述

自动化的生产方式是指在实际生产过程之中不采取传统手工作业方式，实现自动化操作。其中，自动化的设备可以根据相关人员事先所设置的指令以及工作流程进行标准化的产品生产工作。自动化生产线就是一种能够自行进行产品制作的生产系统，通过自动化生产系统，可以对原材料使用的分量以及数量进行科学合理的控制，此外，自动化设备在制作完成产品之后可以对产品进行检验等工作。自动化的生产方式之中，各个环节以及各个程序之间存在比较密切的联系，在实际生产的过程之中，如果其中的一个环节出现错误，后续的环节也将持续性错误，细小的错误都会造成自动化生产线出现重大经济损失。改革开放以后，在工业领域之中也开始广泛应用自动化生产技术，由于自动化生产技术的广泛应用促使设备制造产品的自动化程度更高。一方面，降低了劳动强度；另一方面，提升了工作效率以及降低了人工成本。根据目前的现状进行分析，虽然自动化生产线具备一定的优势，但是在实际的运行过程之中依然存在一些问题，主要包括：第一，人力资源配置缺乏合理性。

2 工业工程中自动化生产线中的应用

2.1组装车间

组装车间的每条生产线都是相对独立存在的，组装车间一般都连接着仓库。从车间到仓库存在两条物流线，分别是原材料物流线和组装完成的半成品物流线。应用工业工程理论中的流程分析法对产品的制造过程进行研究，分成加工、质检、运输、储存等几个生产环节，将这些工作环节进行分析和记录，分析运输环节中是否次数太多，运输距离是否过长、运送方法是否得当、运输的同时是否可以同时进行其他工序。组装物料并进行配送需要和仓库库管员进行物料交接，将物料配送至组装线，生产物料再进行交接。在整个过程中，物料配送的周期长，配送人员和物料交接的耗时长，影响整个车间的效率。

随着自动化的发展，自动搬运技术已经成功的在工业生产中得到应用。自动搬运技术使用AGV小车进行运输，小车无人驾驶，装备自动导航系统，能够再不需要人工进行引导的情況下按照设定的运输路线进行自动行使，完成运输目的。AGV的行驶路线可以根据仓库的位置和车间的位置变化而进行调整，生产工艺流程改变不会影响AGV的使用，调度系统的灵活性可以在任何条件下为工业生产运输原料。

2.2包装车间

生产结束后进行产品包装，包装如果进行全人工包装耗时长、浪费人力资源。产品进行包装需要检查外观的完整性，准备包装材料，将产品按照规定的顺序和包装朝向进行包装，塞入说明书等配套文件，最后进行装箱、封箱。现在的经济发展而导致订单增多，不同订单有着不同的包装要求，同样产品如果出口贸易在不同的国家，对产品的包装要求都是不同的。包装的产品批量小，但是种类多，在作业中需要进行切换包装模式，包装效率就会变得非常低，每次产品切换都会导致生产的停滞。如果引用工程技术自动分拣物料系统，就可以设定批量生产的信息，进行批次划分，在仓库打印物料单，从而进行物料上架。所有的员工都在自己的工位取物料，所有的物料都有分拣系统进行统一配料，生产员工只需要操作自己的工作即可。这就从根本上解决了多品种、小批量产品包装效率，规避了物料使用错误的问题。

不同的产品包装需要进行切换包装模式进行换线处理，导致效率一直提不上来。缩短生产批次的切换才是有效解决问题的关键。通过对自动分拣物料系统的应用能够解决多品种、小批量的产品包装要求，提升包装的速度和效率。

2.3PLC控制

现代工业技术在自动化生产线上的应用，首当其冲的重点就是PLC可编程控制技术的应用。PLC是对机械设备的有效控制，从操作台到生产线机械手等设备，已经构成了3-4级子网多级分布网络控制，是专门为工业生产应用的数字运算操作的电子装置。在自动化领域中的应用，PLC是对计算机技术、自动化技术和通信技术的高度结合。

就技术而言，计算机技术的不断进步会使可编程控制器的设计和制造更加科学和先进。在实际生产过程中出现的很多连续变化的物理参数，例如速度、温度、流量、压力等等。这些模拟量可以通过信号的转换得以实现，确保编辑程序器对模拟量的处理，让生产过程中的参数得到完整的保留，同时对设备运行进行模拟测试。PLC监视系统的功能较强，同时监控多个设备。设备与设备之间的连接关系、运行顺序都由中央PLC统一处理，整个流水线形成一个独立的运行系统。集中式控制系统的成本更低，能够较少一部分成本投资，对整体运行的把控度较好，当流水线上某一个生产环节的某个设备出现问题，立刻停止整个控制链条的运行，避免流水作业中连锁事故的发生。在生产线数据处理中，数据要能够进行传送和转换、逻辑运算等功能，并且能够对数据进行记录。这些数据能够真实的反应设备运行状况的良好，存储的同时提供参考价值。PLC评价适应性强、可靠性高、使用方便等特点在自动化生产线中得到了广泛的应用。

结语

目前依然有一部分的生产线存在人员配置缺乏合理性和生产线较长的问题，这些问题对于企业的生产能力造成一定负面影响，为了提升企业的经济效益以及市场竞争能力，需要加强工业工程技术的深入应用，尤其需要将工业工程技术应用在产品制作流水线以及平衡流水线等方面，提升生产效率、优化工作流程。

参考文献

[1]张瑶.PLC应用于工厂自动装箱生产线中的分析[J].信息系统工程，2015，14（02）：48-49.

[2]阎镭，梁冬泰，向桂山，王宣银.机器视觉在自动化生产线状态检测与故障诊断中的应用[J]液压与气动，2015，13（12）：65-68.

[3]何伟，钟诗胜.MP920伺服系统在汽车柔性焊接生产线中的应用研究[J].制造业自动化，2015，11（10）：64-65.