中國制造2025”旨在推動中國從“制造大國”邁向“制造強國”。因此欲建設智能化的鈑金工廠，需要在企業統一的管理體系（圖1）背景之上，而效率的提升顯得至關重要，計劃生產調度都要達到高水平，也就是人和設備的高度匹配，對整個生產過程進行實時監控與數據采集十分關鍵?；跀祿治鼋M織生產，更合理的分配生產資源，提高生產效率，以較低的成本實現大規模定制化生產。

圖1 現代企業的統一管理體系

 

鈑金制造工廠的現狀和存在的問題

 

目前，國內大多數鈑金制造廠屬于勞動力密集型企業，自動化、信息化和智能化水平較低，生產管理系統相對孤立，數據分散而不透明。隨著生產成本和效率的巨大挑戰，勞動力能力不足和高精度產品制造需求的矛盾越來越明顯，如何又好又快的產品實現，是目前鈑金制造工廠急需解決的問題。目前鈑金廠的主要突出問題如下：

設備陳舊，技術落后

 

目前國內鈑金制造工廠規模不一，存在大量的小作坊式鈑金制造工廠，這些企業設備陳舊，以手工操作為主，只能生產低精度的產品。部分鈑金制造工廠，雖然在本行業具有優勢，但整體鈑金技術水平落后，使用的大部分設備為二十世紀初或者更早的國外進口設備，同時國外已經成熟應用的新技術在國內鈑金制造過程中應用少或停留在起步階段。

信息化、數字化水平較低

 

目前國內的鈑金制造工廠多數是基于業務的獨立單元。企業內部的信息組織管理主要依靠人，而不是靠管理系統。企業內部信息流通不暢，缺少一個協同工作的環境，不能實現資源和知識共享，生產效率低。

部分生產線產能低

 

目前大多數鈑金制造工廠沒有建基于工藝流程的生產線?，F有生產線技術裝備水平低，工藝布局不合理，生產的產品精度和質量不高。與國外先進技術相比，在高精準產品制造、先進鈑金成形技術領域，國內的鈑金行業還處在在摸索階段，沒有形成規模化生產。

鈑金制造工廠的發展方向

 

研究引進先進的鈑金制造技術

 

鈑金零件的制造技術除了傳統的沖切、沖壓、折彎、旋壓等技術外，還有立足于產品特征的新技術，需要國內的鈑金制造企業潛心研究和應用。如航空鈑金制造的蒙皮拉伸成形技術、柔性多點成形技術、蒙皮鏡像銑切技術、橡皮囊一步成形技術、噴丸成形技術、蠕變時效成形技術、充液成形技術、熱沖壓成形技術、超塑成形/擴散技術、熱成形技術等。

建立鈑金數字化制造技術體系

 

鈑金制造過程的塑性成形特性及回彈現象使得鈑金制造過程復雜，工藝參數不可控，制造過程部分定量、經驗的試錯模式?，F階段市場對鈑金產品性能要求逐漸提高，加上鈑金件的結構更加復雜，新型材料的應用不斷增加，并且工件的制造周期和質量要求也正在不斷上升。

基于數值模擬、計算仿真模型和科學試驗數據等，對鈑金件制造全過程中進行計算和模擬，對設計模具進行驗證，明確成形工藝參數、優化模型、彌補預測制造過程中可能產生的缺陷，建立毛坯展開形狀、回彈補償量、工裝設計及工藝參數的數據庫，實現對鈑金件形狀和性能的預測和有效控制。由于工件的成形過程因素比較復雜，彼此相互耦合，雖然數值模擬技術可以用來優化工藝模型，從而減少試錯次數，但仍然無法做到精準的預測，從而實現鈑金工件的精確成形。

 

目前數值模擬技術、回彈控制技術等已經廣泛應用在鈑金制造過程中，如：橡皮囊一步成形、蠕變時效成形及充液成形等工裝設計中的回彈補償，蒙皮拉伸過程的軌跡預判和鈑金件拉深過程的缺陷控制等。

 

引進智能設備，建立柔性智能生產線

 

智能制造設備是具有感知、分析、推理、決議計劃及操控功能的總稱，它集合了先進制造技能、信息技能、計算機技能和智能技能。是關于配備產品的集成和交融，表現了制造業的智能化、數字化和網絡化的開展要求。以智能技能為基礎，使先進加工技術以及計算機信息處理技術為一整體，覆蓋鈑金制造全部流程。智能化制造既解決了小批量、多品種與大批量、單一化產品加工自動化之間的矛盾，又滿足了市場產品更新換代速度快、生產效率高的要求。

以折彎智能工廠為例，可以實現全自動的智能制造， 新型智能工藝生產線（圖2）包括大容量料庫、切割單元、機器人折彎單元、AGV運送系統、軟件以及控制系統等主要組成部分。具備智能制造的關鍵特點：自動化生產、過程受控、自適應排產以及預防性維護，數字化和自動化貫穿整個工藝流程。

圖2 新型智能工藝生產線

 

引進鈑金加工機器人

 

機器人是主動執行工作的機器設備，它既能夠接受人的指揮，又能夠運轉預先編寫的程序，還能夠根據以人工智能技能擬定的準則綱要舉動。它的使命是協助或取代人的工作。在鈑金加工范疇，已有用于工作條件較差的焊接、打磨等工序的機器人，也有用于下料、折彎成形工序的機器人。從總體上看，鈑金加工機器人（圖3）現在還處在實驗與起步期間，沒有達到大范圍推廣運用的程度，只有少部分成功運用的實例和投放市場的產品。

圖3 鈑金加工機器人

 

 

圖4 信息化數字工廠

 

基于信息化數字化工廠

 

建立數字化工廠（圖4）應用現代的信息技術，幫助企業充分開發和有效利用資源、把握機會、正確的決策和提高運行效率是建立信息化數字化工廠的根本目的。

數字化工廠的運作離不開信息技術的支持，在信息技術的背景下，對人、機、料、法、環、測進行分析、規劃和重組制定方案，對生產經營過程中所產生的業務信息進行記錄、存儲和管控，提供給各層次人員，使其了解一切動態業務信息，進而又好又快產品實現。

完善各個業務和生產環節的信息化、業務流程在線實施，優化基礎軟件，各環節信息化模塊互聯互通。建立數字系統下對實現人、機、料、法、環、測各基礎數據采集，對以上各部分人員可以查詢監督，實現數據共享。其中產品設備以及業務流程中的數據需要分析大數據，分析比較不同的周期、跨越生產和業務的環境，打破效率和績效的瓶頸，從而對制約問題進行快速干預，實現生產和業務過程最優化。

結束語

 

鈑金制造是基礎加工行業，被廣泛應用于汽車、電子電器、工程機械等諸多領域，隨著工業領域的快速發展。鈑金制造業將從單獨的自動化單元轉化為整合的自動化設施，鈑金制造行業正朝著數字化、集成化和智能信息化的方向發展。鈑金工廠正在重新向智能化、信息化、數字化方向改造，準備以嶄新的面貌迎接客戶。

 

——摘自《鈑金與制作》