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基于MES的木质定制衣柜标准件设计与应用

发布时间:2018-10-29 15:32所属分类:理工论文浏览:1

摘要:通过对MES进行系统介绍,以及针对MES系统所获得的衣柜尺寸、门板订单、罗马柱订单的生产数据作为依据,将频繁使用的零件进行归类,最后通过系统分析从而确定标准件的种类和尺寸,以达到标准件设计的目的。 关键词:MES系统,定制衣柜,标准件 当前,信息

  摘要:通过对MES进行系统介绍,以及针对MES系统所获得的衣柜尺寸、门板订单、罗马柱订单的生产数据作为依据,将频繁使用的零件进行归类,最后通过系统分析从而确定标准件的种类和尺寸,以达到标准件设计的目的。

  关键词:MES系统,定制衣柜,标准件

  当前,信息化制造已经成为家具行业发展的主流模式[1]。而作为一套面向制造车间执行层的MES系统则为木质定制家具企业形成一套完整、可靠、全面可行的企业信息系统起到了不可或缺的作用。

  1关于MES的介绍

  MES是制造执行系统即ManufacturingExecutionSystem的简称,是一套面向制造企业车间执行层的一种生产信息化管理系统。上世纪90年代,美国先进制造研究机构(AdvancedManufacturingResearch,AMR)提出了MES的三层企业信息系统集成模型,如图1所示,并将MES定义为“位于上层计划管理系统与底层工业控制系统之间的面向车间层的管理信息系统”,它是企业信息集成的纽带,也是实现生产车间敏捷化的基本技术手段[2]。

表1

  制造执行系统MES作为一种中间体的存在,它将企业资源计划层ERP和过程控制层PCS双向的连接起来,从而构成完整的企业信息系统。MES国际联合会根据组织内各成员的应用成果对制造执行系统归纳出11个主要的功能模块包括:生产工序调度、状态管理及资源分配、生产过程管理、生产设备配置、设备维护管理、生产数据采集、绩效管理、文档控制、质量管理、产品跟踪清单管理和车间性能分析[3]。

  2MES数据分析

  家具制造企业生产的各零部件要素多而繁杂,在新时代工业化背景下仅依靠人工收集管理各要素信息已无法满足企业的高速运转。而作为企业信息化集成的纽带MES系统来说,其对数据采集是一项基本且重要的功能,通过获取生产现场的生产日志与数据来保证数据的及时性、准确性和可靠性[4-5],且其最强大的一个功能是对历史数据进行系统的分析,产生一系列的报表,从而供管理者进行分析与决策。现针对2018年1月份的98套木质定制衣柜的常规尺寸、订单较多的门板及罗马柱进行数据统计与分析:随机挑选10套衣柜对其进行尺寸统计分析,见表1。订单较多的门板统计分析见表2。订单较多的罗马柱统计分析见表3。

表1

表2

表3
 

  3标准件设计

  3.1柜体板材

  由表1可知衣柜整体宽度、高度和深度的尺寸往往是多变的,从整体尺寸上对其进行标准化的设计可实施性不大。但是当柜体总高超过单板最大尺寸时,侧板则需要由两块板材采用对拉杆连接而成,那么此时为了便于板材的搬运与堆放,则可以将上柜高度设置成标准值,通过表1分析可知,上柜高度在390~515mm之间的范围内浮动,且平均值为444mm,但是由于450mm的样本数据出现了两次,因此现将上柜高度设置为450mm的标准值,从而外侧板及中侧板的高度可设计成468mm和450mm的标准零件,深度随柜体要求而变化。

图2

  3.2门板

  对于门板来说,主要分为平板门和木框嵌板门两种,平板门的结构是由一块单板直接加工而成,门板尺寸由柜体的宽高而定,然而由于柜体的宽度和高度具有多变性,所以平板门不宜制成标准件。而木框嵌板门的结构是由横竖框、芯板、线条、中横等组成,通过横竖框的组框连接,将不同型号的芯板内嵌于框内,因此为了统一零件尺寸便可将表2中常使用且次品率较低的门板型号的横竖框以及中横的宽度都做成固定值,以此为标准件作为库存储藏,同理,木框嵌板抽面的横竖框也可按此制成标准件。

  根据经验可知,当木框嵌板门横竖框宽度为70mm时门板不仅从结构还是视觉美观上都达到了较佳的效果,而由于抽屉相对于门板来说一般高度都较小,此时横框宽度已不宜再设计成70mm,因此木框嵌板抽面的横框宽度则根据经验值设置成40mm的标准件。具体标准件尺寸见表4。

表4

  3.3罗马柱

  标准件设计的目的是规范零件的种类以及减少零件的尺寸,那么根据表3可知,表内所列罗马柱为实际设计生产时出现频率较高且工艺较稳定的型号种类,因此在进行标准件的制定时,首先取消其他非常用的罗马柱型号,而只将列表内的罗马柱作为标准件设计对象。

  其次为了简化制作工艺,现将罗马柱的结构由之前的通体式改为三段式,将上装饰块与下装饰块尺寸固定,制成完全标准件,而对于中间柱体而言,柱体高度虽然随柜体高度而变化,但是仍然可将中间柱的宽度设置成固定尺寸,因此也可制成标准件,然而由于L4、L5、L10、L12-2这四种罗马柱结构的特殊性不宜采用三段式的结构,因此现将表3内剩余罗马柱的具体标准零件展示见表5。

表5

  3.4其他标准件的制定

  除了以上标准件的制定外,另需针对衣柜内常设计有的抽屉、格子抽以及四周封板进行标准件的制定。据表1可知,抽屉高度180mm和200mm处于10个样本数据的数值中部且出现次数相同,而将样本数扩大一倍后发现高度180mm出现的频率更高,因此根据MES的数据统计现将抽屉高度180mm设置成标准值,那么与此对应的抽侧和抽后高度则为150mm的标准值。

  另外对于格子抽而言,整体结构仅比普通抽屉多出一套内格而已,所以现将格子抽内格高度定为120mm,内格板材厚度定为8mm的标准值。而对于柜体四周平板封板而言,取消其他规格的封板尺寸,统一将其宽度固定为60mm的标准值,厚度分为18mm和25mm两个规格,高度随柜体变化,具体尺寸如表6所示。

表6

  4结论

  通过对MES系统所保存的木质定制衣柜订单的历史数据分析,在对其进行标准件的制定时,主要可分为以下3个步骤进行:

  1)数据分析。主要针对已生产的零件类型进行统计分析,将不同结构部位的零件型号进行归类,统计出一段时间内各型号的具体尺寸数据以及生产数量和比例,以此为后续的标准件种类及尺寸的确立提供确切的数据标准。

  2)标准件种类的确定。总的来说,标准件种类的确定主要是以MES系统获得的实际生产数据作为制定的依据,且根据企业自身的生产能力及情况,适当的选择生产比例较高的零件型号作为标准件的设计对象。

  3)标准件尺寸的确定。在确定标准件的种类之后,进行标准件尺寸设计时,不仅要分析MES系统所反映出的各数据之间的相关性,同时仍需考虑结构稳定性、视觉美观性、实际适用性等多方面因素,综合考量之后方可进行标准件尺寸的确定。

  企业在实施标准件的制定后,既可将繁琐的设计模式简单化,提高设计效率。而且在实际生产中,企业通过制定标准件,既减少了机器的调试时间,也降低了加工难度,简化制作工艺,从而保证了零件的加工质量,因此在提高生产效率的同时也对于企业日后的长远发展起到了重要的作用。

  参考文献

  [1]熊先青,庞小仁,吴智慧,等.可视化木家具生产车间全程监控系统的构建[J].林业科技开发,2014,28(6):109-113.

  [2]杨海素.面向MES的制造过程信息采集与处理系统研究[D].南京:南京理工大学,2014.

  [3]冀鸿凯.基于MES的车间信息管理系统分析与设计[D].南京:南京理工大学,2014.

  [4]朱月明.钢铁企业MES数据采集技术研究与应用[D].兰州:兰州大学,2013.

  [5]郝景新,吴新凤,唐志宏,等.定制家具的成组制造模式分析[J].林产工业,2017,44(8):51-52.

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