电连接器绝缘组件自动化、数字化装配生产线建设实践分析

乔邦 张新丽 李兴朝

西安艾力特电子实业有限公司 陕西 西安 710114

1 电连接器绝缘组件装配生产现状

1.1 自动化程度偏低

很多企业在生产和装配电连接器绝缘组件时，依然以来人工操作，自动化设备比较少，且利用率偏低。以下电连接器绝缘组件装配的因素比较多，其中最主要的因素是一些关键工序缺乏先进设备的支持，装配速度稳定性不足，装配生产的质量控制难度大，从而影响了电连接器绝缘组件的生产质量，而且很多同批次的产品难以做到质量问题的有效“溯源”。

1.2 数字化程度低

数字化生产是信息时代，已经被证明和认可的最有效的生产方式，但就目前电连接器绝缘组件组装生产而言，在一些生产环境，依然采取人和材料、人和设备相互对应的传统装配生产方式。这对装配生产人员的综合素质有很高的要求，既要掌握电连接器绝缘组件的设计图纸和生产要点，也要掌握每台机械设备的工作原理，更换生产人员之后，生产质量和效率都会降低。主要原因是数字化设备和仪器的使用比较少，没有投入足够的财力和物力，更新和引入自动化、数字化、智能化水平高的生产设备，严重影响了电连接器绝缘组件装配生产质量。

1.3 生产模式没有及时转变

目前很多从事电连接器绝缘组件组装生产的企业，依然采用传统粗放式的生产模式，人工计件、人工操作为主，生产设备为辅。大量研究和实践证明，此种生产模式存在很多弊端，如设备利用率低、生产柔性差、生产效率低、物流流通不够灵活等，难以实现规模化、批量化、数字化的生产。

2 自动化、数字化装配生产线的主要功能

和传统粗放式装配生产模式相比，自动化、数字化装配生产线的功能更加全面，主要体现在以下几个方面：

2.1 自动化物流和仓储

自动化、数字化装配生产线，通过对传统工艺流程的再造和优化，结合装配生产各个单元的实际情况，引入先进的自动化技术、数字化技术，可建设其集成度高、柔性化高的电连接器绝缘组件组装生产流水线，从上物料开始，到各工位生产装配，再到仓库存储，都可以实现自动化配送。在电连接器绝缘组件仓储中，可实现按照程序设定的要求，进行自动化包装、贴码、装箱以及自动化存取，从而大幅度提升电连接器绝缘组件组装生产效率。

2.2 自动化装配和数字化检测

电连接器绝缘组件规格小、种类多，这就对装配生产的柔性又提出了很高的要求。对那些需要重复操作的工序，可通过自动化装配设备来实现自动化装配。对那些复杂的工序，可用半自动化设备进行装配，以提升装配的自动化水平。在进行电连接器绝缘组件组装生产质量检测时，可用柔性化产品夹持机构来完成，来取代手工检测，按照产品的规格和特点，编写检测程序，提升检测的准确性，实现数字化检测。

2.3 自动化数据采集和生产线控制

电连接器绝缘组件组装生产工序比较多，每道工序都会形成大量的数据，仅凭人工采集，难以保证数据采集的有效性和完善性，可借助自动化数据采集设备，对每道工序的状态数据、生产工艺参数、检测数据、温度、湿度等进行全天候检测。比如：通过嵌入式系统、信息网络系统、MES系统相互结合的方法，既能实现对电连接器绝缘组件组装生产全过程各种数据的实时采集，并及时反馈给设计研发部门，调整生产工艺，及时发现质量问题和存在隐患，实现对电连接器绝缘组件组装生产过程和生产质量的智能化控制。

3 电连接器绝缘组件自动化、数字化装配生产线建设思路

3.1 选择合适的装配生产工艺

建设电连接器绝缘组件自动化、数字化装配生产线具有很强的复杂性和技术性，需要借助很多高新技术、高新设备、高新工艺才能实现自动化、数字化装配生产。比如：在选择装配生产工艺时，要通过价值流分析技术，对现行装配生产工艺流程进行全面分析和优化，再用自动化、数字化的装配生产模式，对电连接器绝缘组件组装生产工艺进行流水式布置。此外，为提升电连接器绝缘组件组装生产的自动化、数字化水平，还要建设结构化工艺以及工艺知识库，将生产工艺相关数据和参数汇总到一起，进行专家论证，以选择出最适合本企业电连接器绝缘组件自动化、数字化的组装生产线，提升生产工艺执行的准确性，以免因为工艺不合理，引起质量问题[1]。而且通过工艺数据的结构化和工艺知识库，才能为电连接器绝缘组件数字化组装生产信息系统，提供可识别的工艺数据支持，从而逐步建设起一个可通用的结构化工艺设计参数。

3.2 合理应用生产线虚拟验证技术

在电连接器绝缘组件自动化、数字化装配生产线建设中科学合理的应用生产线虚拟验证技术，可为物流系统的建设提供一个数字化模型，更加深入的了解和分析物流系统的特征，并结合电连接器绝缘组件自动化、数字化装配生产线运行的特点进行全面优化。比如：在生装配生产线建设之初，通过数字化模型运行试验和假设的方法，可对不同的建设方案进行多方面论证、分析、评估，从而更快速地做出可靠的决策和评估。在电连接器绝缘组件自动化、数字化装配生产线建设中主要需要用装配仿真验证以及物流和物料流的仿真验证技术。

装配仿真验证技术在应用中，主要是利用装配仿真验证技术，对整条生产线上的装配工序、工作人员、设备之间的相互交互进行仿真分析和结果验证，在生产线投入使用之前，提前做好装配流程的优化工作。比如：通过人机交互，可实现生产线的数字化验证，此种验证方法，既能有效缩短各工具的安装时间，也可以大幅度降低试用的成本。正式生产之前，进行装配流程的优化，有助于提升一次性生产合格率，加快装配生产的速度，减少整体规划流程时间，提升产能。

物流和物料流仿真技术在电连接器绝缘组件自动化、数字化装配生产线建设中应用时，主要是通过离散事件仿真分析方法，对生产的数量和绩效进行分析，并对分析结果进行虚拟化处理。电连接器绝缘组件自动化、数字化装配生产企业可通过物流与物料流仿真技术快速找到生产中存在的问题，对已经完成运送的物料进行验证，同时掌握多个流程替代方案的长期资源利用率[2]。

虚拟验证后的最终结果，可应用在电连接器绝缘组件自动化、数字化装配生产线工艺优化上，尤其是在生产线设备布置、路径规划以及工位布设上，可利用虚拟化验证技术进行三维可视化调整，及时发现存在的问题和不足，及时进行有针对性的调整和处理，以免不合理的规划，造成无故浪费，提升生产线运行的经济效益。

3.3 注重自动化设备的应用

针对目前电连接器绝缘组件装配生产中存在自动化水平不高的问题，在进行电连接器绝缘组件自动化、数字化装配生产线建设中，需要注重自动化设备的应用，以提升装配生产全过程的自动化水平。但在应用自动化设备时，并不是全生产线都采用自动化设备，而是需要结合电连接器绝缘组件自动化、数字化装配生产线的特点和具体需求，在一些关键工序，或者重新操作比较多的工序上，配置上装配生产所需的自动化设备，如：在物流输送、搬运、焊接等环节，都可以由自动化设备来完成[3]。以满足电连接器绝缘组件自动化、数字化装配生产线对装配生产物料和产品自动化输送、自动化焊接、自动化检测以及柔性组装的要求。电连接器绝缘组件自动化、数字化装配生产线工序繁多，通过对不同组件配套柔性化自动化组装系统和对现有的组装生产设备进行自动化改造，再辅以数字化接口、开发与之相适的安装工装，可进一步提升电连接器绝缘组件组装生产的自动化水平、数字化水平及智能化生产水平。

3.4 加大生产线数字化技术的应用力度

在电连接器绝缘组件组装生产线建设中，为最大限度上提升生产的数字化水平，就必须加大先进生产数字化技术的应用力度，比如：建立起以数据库管理系统、PLM系统、MES系统、ERP系统、APS系统、数据实时采集系统、生产线维护系统等为核心的信息化电连接器绝缘组件组装生产线。通过不同系统之间的相互配合，相互补充，可实现电连接器绝缘组件组装生产线上，各个单元和各系统、各平台的相互融合，将电连接器绝缘组件组装生产全过程汇集到一个统一的平台上进行集中管理，打通电连接器绝缘组件组装生产线上的信息流，驱动任务派发和物料流转[4]。实时把控生产线运行中的各项数据和参数，并和设计参数进行对比，做出智能判断和实时预警，建设起一条集设计、生产数据相互贯通，生产和物流相互融合的自动化、数字化、智能化、智慧化电连接器绝缘组件组装生产线，提升电连接器绝缘组件组装生产质量和效率，更好地满足下游各领域发展对电连接器绝缘组件的需求。

4 实现方法

为实现电连接器绝缘组件自动化、数字化装配生产线的稳定运行，协同数据传递、变更，保证整个生产线始终处于可控状态，还需要营造一个良好的运行环境。生产线自动化、数字化系统的运行环境由两部分共同组成，其一是软件配置，其二是硬件配置。

在进行硬件配置时，可选择以下配置参数：

应用服务器：

CPU：Intel(R)Xeon（R）CPUE7320@2.13GHz；Memory：4.00GB；HD：SAS136GB。

数据库服务器：

CPU：Intel（R）Xeon(TM) MPCPU3.16GHz；Memory：3.25GB；HD：SAS204GB。

客户端：

CPU：Intel（R）Celeron（R）CPU1.3GHz；Memory：512MB；HD：SAS38GB。

在进行软件配置时，可选择以下配置参数：

应用服务器参数：OS：Microsoft(R) Windows（R） Server 2003，Enterprise Edition 5.2.3790 Srevice Pack 2 Build 3790ⅡS6.0 MS.NetFrame Work3.5。

数据库服务器：OS：Microsoft(R) Windows（R） Server 2003，Enterprise Edition 5.2.3790 Srevice Pack 2 Build 3790。Oracle 10g。

客户端：Window XP Professional（SP3）IE6.0.2900.5512.xpsp-sp3。

整个系统运行中，无论是应用服务器、数据库服务器，还是客户端，网络环境都选择10MLA[5]。

5 结束语

综上所述，自动化、数字化是目前生产制造领域的主要趋势，和传统粗放式的生产方式，自动化合数字化，既能提升产品的生产效率和质量，而且对生产线的管理和维护也更加方便、灵活。大力发展自动化技术、数字化技术对电连接器绝缘组件生产企业持续健康的发展有非常重要的意义。但建设电连接器绝缘组件自动化、数字化装配生产线的难度颇大，需要结合现有的生产工艺和特点，在对原有设备升级改造的基础上，加大新技术、新设备的应用力度，以实现自动化、数字化生产。