輪軸智能製造解決方案

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輪軸智能製造解決方案近年來，馬鋼加快產業結構調整，積極投身於軌道交通高端裝備製造，先後投資20 余億元，建成可生產高速車輪、車軸用鋼的特鋼生產線，車軸生產及輪對加工生產線。為實現高速城軌輪軸的智能製造和柔性組產，構建輪軸智能製造數字化車間的解決方案 ——通過數字化、信息化、智能化車間建設帶動管理升級，打通馬鋼高速車輪、輪軸加工產業鏈迫在眉睫。

目錄

一、解決方案簡述

1、 方案簡介與功能目標

輪軸智能製造數字化車間的解決方案涵蓋於車輪、車軸生產、輪對壓裝生產線。該方案藉助輪軸製造裝備及檢測設備，研發單件跟蹤系統、生產製造執行系統、企業資源 計劃等信息化集成控制手段，提高生產效率，保障產品生產質量，降低不良品率。實現 縮短輪軸新產品研製周期、輪軸智能製造和柔性組產、輪軸產品全生命周期管理的目的。

2、技術體系與技術特點

解決方案整體技術構架由單件跟蹤系統（PT）、生產製造執行系統（MES）、企業資源計劃（ERP）、生命周期系統（PLM）、商務智能系統（BI）構成。通過輪軸生產MES/ERP/PLM等系統高效無縫集成，實現產品研發、工藝設計、仿真驗證、製造執行的數字化，最終提高產品研發和製造過程的智能化。

（1）技術路線、體系構架

1）單件跟蹤系統

單件跟蹤系統通過自動採集數控機床、智能機械手、軋機、鍛機、加熱爐、輪對壓裝機相關設備的生產過程數據及輪軸裝配面尺寸在線測量系統實現生產過程可追溯。

對車輪/車軸/輪對產品單件次產品應用標識系統完成對車軸加工、車輪加工和輪軸 組裝過程中工件標識的附着、識別、轉移、統一管理，滿足單件次跟蹤對標識覆蓋全生產流程和準確性、實時性的要求。

數控機床DNC系統實現對高速車軸、車輪及輪軸組裝加工的數控加工設備狀態實 時監控，運行性能分析、加工NC程序集中管理，並且協助技術人員對生產、維修、計劃進行管理。

輪軸裝配面尺寸在線測量系統在產品及工序間檢測中採用先進的無線通訊手段，保證測量數據不落地直接發送到管理系統，減少人工測量誤差及干預的偏差。

2) MES系統

MES系統配合ERP、PLM系統，實現生產過程的全面管控，將物料信息、產能信息、工藝管理、生產製造進行信息化管理，將生產過程中需要的人、機、物等製造資源進行合理調配，實現輪軸產品的智能加工和柔性組產。

MES系統從接收原料信息的管理開始，安排原料檢驗後入庫。按照ERP生成的生 產訂單進行作業計劃排產，制定客觀、合理、精準生產計劃。直至成品檢驗後入庫，按銷售計劃完成成品發貨。

通過單件跟蹤系統獲取產品生產過程設備與工件的質量信息，建立完善的產品譜系跟蹤體系，根據產品件次號追蹤產品的工藝設計信息、質量標準信息、來料質量信息、生產過程質量信息、成品質量信息、客戶信息等。

3)ERP系統

以成本管理為目標，計劃與流程控制為主線，通過對目標責任的明確落實、有效的執行過程管理和激勵，幫助企業建立科學完整的管理體系。以ERP統一技術管理、財 務管控、供應商管理、工作流管理平台、質量管理、運營管理、生產計劃，實現公司各 部門間技術、產、供、銷售、運營等業務與財務的一體化管理和信息共享。

規範基礎數據管理流程，統一入口管理，打造一個覆蓋馬鋼軌道交通生產經營活動所需的基礎數據管理平台，實現馬鋼軌道交通在研發、生產、供應鏈等各業務環節基礎數據的統一管理。

將生產、採購、物流、各製造單位的生產計劃、採購計劃、物流配送計劃等集中於一個管理平台，並相互影響，形成完善的計劃管理體系。

以生產計劃系統為支撐點，將生產從計劃到作業由上至下串聯在統一平台上，並通過與MES系統的對接，及時、準確的反映生產過程情況，達到生產執行透明化。

以財務業務一體化為基礎，將成本管控貫穿公司生產經營體系，實現到項目、產品、部件、零件、工序的精益成本核算。

2) PLM系統

PLM系統貫穿產品研發、生產、銷售的全過程，實現CAD-PLM-ERP的全線數據打通。加強對於文檔，圖紙，數據的高效利用，規範工作流程，實現輪軸產品從主材入 廠到成品發貨直至使用報廢的全生命周期內的跟蹤管理。

與AutoCAD、ProE、SolidWorks等進行深入的集成，從設計的開始就在系統內進 行的目標、以物料為核心的產品數據管理，為與ERP系統的數據交換奠定基礎。通過產品物料的組成關係，可以得到不同職能部門需要的設計BOM、裝配BOM、採購BOM 等。

5）商務智能

通過對智能製造信息系統的數據搜集、管理和分析，為企業管理者提供一套多方位、 多角度觀察和分析企業的經營分析方法，幫助企業經營者實現經營分析的數字化，為決策的科學化提供可靠的依據。

（2）技術亮點

標識附着方面一是存在有限非加工面，二是要兼顧特殊工藝環境（如超探、磁探） 條件下實現金屬加工狀態跟蹤技術。在量具數據傳輸方面，目前廣泛採用的是有線數據傳輸，數據接口技術落後，本方案將採用無線傳輸的方式。

建立輪軸壓裝匹配數據模型，實現壓裝工件動態的最優配比。車輪和車軸在公差帶內的加工過程中，壓裝工序時輪軸匹配存在最優壓裝匹配的問題，主要解決現有的主材加工件（壓裝工序之前的在制品或庫存），實時動態的最優的配比過程。

針對輪軸智能製造「多品種、少批量、短交貨期、多變化」的生產特點，建立基於 供應鏈管理和基軸制原理的計劃與排產模型，綜合考慮當前庫存情況、當前設備狀態和原料規格匹配情況，優化生產順序，優化選擇生產設備，平衡各機器和工人的生產負荷。從而優化產能，提高生產效率。