轮轴智能制造解决方案

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轮轴智能制造解决方案近年来，马钢加快产业结构调整，积极投身于轨道交通高端装备制造，先后投资20 余亿元，建成可生产高速车轮、车轴用钢的特钢生产线，车轴生产及轮对加工生产线。为实现高速城轨轮轴的智能制造和柔性组产，构建轮轴智能制造数字化车间的解决方案 ——通过数字化、信息化、智能化车间建设带动管理升级，打通马钢高速车轮、轮轴加工产业链迫在眉睫。

目录

一、解决方案简述

1、 方案简介与功能目标

轮轴智能制造数字化车间的解决方案涵盖于车轮、车轴生产、轮对压装生产线。该方案借助轮轴制造装备及检测设备，研发单件跟踪系统、生产制造执行系统、企业资源 计划等信息化集成控制手段，提高生产效率，保障产品生产质量，降低不良品率。实现 缩短轮轴新产品研制周期、轮轴智能制造和柔性组产、轮轴产品全生命周期管理的目的。

2、技术体系与技术特点

解决方案整体技术构架由单件跟踪系统（PT）、生产制造执行系统（MES）、企业资源计划（ERP）、生命周期系统（PLM）、商务智能系统（BI）构成。通过轮轴生产MES/ERP/PLM等系统高效无缝集成，实现产品研发、工艺设计、仿真验证、制造执行的数字化，最终提高产品研发和制造过程的智能化。

（1）技术路线、体系构架

1）单件跟踪系统

单件跟踪系统通过自动采集数控机床、智能机械手、轧机、锻机、加热炉、轮对压装机相关设备的生产过程数据及轮轴装配面尺寸在线测量系统实现生产过程可追溯。

对车轮/车轴/轮对产品单件次产品应用标识系统完成对车轴加工、车轮加工和轮轴 组装过程中工件标识的附着、识别、转移、统一管理，满足单件次跟踪对标识覆盖全生产流程和准确性、实时性的要求。

数控机床DNC系统实现对高速车轴、车轮及轮轴组装加工的数控加工设备状态实 时监控，运行性能分析、加工NC程序集中管理，并且协助技术人员对生产、维修、计划进行管理。

轮轴装配面尺寸在线测量系统在产品及工序间检测中采用先进的无线通讯手段，保证测量数据不落地直接发送到管理系统，减少人工测量误差及干预的偏差。

2) MES系统

MES系统配合ERP、PLM系统，实现生产过程的全面管控，将物料信息、产能信息、工艺管理、生产制造进行信息化管理，将生产过程中需要的人、机、物等制造资源进行合理调配，实现轮轴产品的智能加工和柔性组产。

MES系统从接收原料信息的管理开始，安排原料检验后入库。按照ERP生成的生 产订单进行作业计划排产，制定客观、合理、精准生产计划。直至成品检验后入库，按销售计划完成成品发货。

通过单件跟踪系统获取产品生产过程设备与工件的质量信息，建立完善的产品谱系跟踪体系，根据产品件次号追踪产品的工艺设计信息、质量标准信息、来料质量信息、生产过程质量信息、成品质量信息、客户信息等。

3)ERP系统

以成本管理为目标，计划与流程控制为主线，通过对目标责任的明确落实、有效的执行过程管理和激励，帮助企业建立科学完整的管理体系。以ERP统一技术管理、财 务管控、供应商管理、工作流管理平台、质量管理、运营管理、生产计划，实现公司各 部门间技术、产、供、销售、运营等业务与财务的一体化管理和信息共享。

规范基础数据管理流程，统一入口管理，打造一个覆盖马钢轨道交通生产经营活动所需的基础数据管理平台，实现马钢轨道交通在研发、生产、供应链等各业务环节基础数据的统一管理。

将生产、采购、物流、各制造单位的生产计划、采购计划、物流配送计划等集中于一个管理平台，并相互影响，形成完善的计划管理体系。

以生产计划系统为支撑点，将生产从计划到作业由上至下串联在统一平台上，并通过与MES系统的对接，及时、准确的反映生产过程情况，达到生产执行透明化。

以财务业务一体化为基础，将成本管控贯穿公司生产经营体系，实现到项目、产品、部件、零件、工序的精益成本核算。

2) PLM系统

PLM系统贯穿产品研发、生产、销售的全过程，实现CAD-PLM-ERP的全线数据打通。加强对于文档，图纸，数据的高效利用，规范工作流程，实现轮轴产品从主材入 厂到成品发货直至使用报废的全生命周期内的跟踪管理。

与AutoCAD、ProE、SolidWorks等进行深入的集成，从设计的开始就在系统内进 行的目标、以物料为核心的产品数据管理，为与ERP系统的数据交换奠定基础。通过产品物料的组成关系，可以得到不同职能部门需要的设计BOM、装配BOM、采购BOM 等。

5）商务智能

通过对智能制造信息系统的数据搜集、管理和分析，为企业管理者提供一套多方位、 多角度观察和分析企业的经营分析方法，帮助企业经营者实现经营分析的数字化，为决策的科学化提供可靠的依据。

（2）技术亮点

标识附着方面一是存在有限非加工面，二是要兼顾特殊工艺环境（如超探、磁探） 条件下实现金属加工状态跟踪技术。在量具数据传输方面，目前广泛采用的是有线数据传输，数据接口技术落后，本方案将采用无线传输的方式。

建立轮轴压装匹配数据模型，实现压装工件动态的最优配比。车轮和车轴在公差带内的加工过程中，压装工序时轮轴匹配存在最优压装匹配的问题，主要解决现有的主材加工件（压装工序之前的在制品或库存），实时动态的最优的配比过程。

针对轮轴智能制造“多品种、少批量、短交货期、多变化”的生产特点，建立基于 供应链管理和基轴制原理的计划与排产模型，综合考虑当前库存情况、当前设备状态和原料规格匹配情况，优化生产顺序，优化选择生产设备，平衡各机器和工人的生产负荷。从而优化产能，提高生产效率。