零部件沖壓制造環(huán)節(jié)隨著市場化、個性化的需求延伸，對零部件產(chǎn)品的制造要求也越來越高。一來產(chǎn)品需求趨向多品種小批量，二來整個供應鏈對于質(zhì)量可靠性與產(chǎn)品可追溯性的要求也愈加迫切，三來沖壓制造企業(yè)對自身的制造柔性、管理透明化等也提出更高的要求。因此沖壓制造智能化轉(zhuǎn)型刻不容緩，本文將從產(chǎn)線柔性改造、裝備導入、信息化建設與集成三個方面進行數(shù)字化沖壓車間建設探討。

　　1 現(xiàn)狀及問題描述

　　汽車類鈑金加工件屬于國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)關鍵零部件，其研發(fā)及制造無論從質(zhì)量、技術等角度對于終端產(chǎn)品研發(fā)、制造的重要性均起到十分關鍵的作用，對于下游供應鏈中的金屬加工行業(yè)來說鈑金加工件在自動化、信息化等方面的智能化升級勢在必行。

　　某公司是西南地區(qū)最大的汽車鈑金件制造商之一，擁有西南地區(qū)規(guī)模最大、最先進的金屬制品自動化生產(chǎn)線。當前該公司鈑金生產(chǎn)過程中主要存在以下問題：

　　①產(chǎn)品質(zhì)量重、零件鋒利、工人勞動強度大、生產(chǎn)安全隱患高，急需通過生產(chǎn)智能化升級，降低對相應人員數(shù)量和技能的需求。

　?、趥鹘y(tǒng)單工序的生產(chǎn)管理，存在信息傳遞不暢、效率低下、制造及管理成本高等問題，需要通過設備互聯(lián)、信息系統(tǒng)集成，實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的最優(yōu)化管理。

　?、垭S著產(chǎn)品多品種小批量轉(zhuǎn)變，產(chǎn)品交期大幅縮短，鈑金加工的生產(chǎn)批次切換大幅增加嚴重影響生產(chǎn)及管理效率，迫切需要通過柔性生產(chǎn)、智能化轉(zhuǎn)型實現(xiàn)快速準確交貨。

　　2 項目建設思路

　　基于以上問題及現(xiàn)狀分析，對該公司進行智能制造數(shù)字化轉(zhuǎn)型改造，具體思路包含以下三個方面：

　　2.1 基于柔性制造理念的生產(chǎn)布局優(yōu)化與仿真分析

　　通過工藝流程分析與優(yōu)化，結(jié)合沖壓制造特點進行生產(chǎn)線布局優(yōu)化設計并通過數(shù)學建模及仿真優(yōu)化，實現(xiàn)生產(chǎn)線布局設計結(jié)構(gòu)最優(yōu)化，系統(tǒng)性解決生產(chǎn)線布局對生產(chǎn)系統(tǒng)效率的影響，實現(xiàn)投入產(chǎn)出比最小化。

　　2.2 生產(chǎn)裝備智能化改造及自動化生產(chǎn)線建設

　　應用自動化、工業(yè)機器人等技術，在沖壓加工各工序環(huán)節(jié)，導入應用自動化智能裝備，解決沖壓制造關鍵工序存在的勞動強度大、危險性高以及產(chǎn)品多樣性提升后，切換次數(shù)增加影響生產(chǎn)效率等問題，實現(xiàn)生產(chǎn)裝備智能化升級以及設備使用率最大化。

　　2.3 信息系統(tǒng)建設與集成

　　建設制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)，實現(xiàn)生產(chǎn)狀況實時可視、可控;建設制造品質(zhì)管理系統(tǒng)(QMS)，加強產(chǎn)品質(zhì)量控制;搭建企業(yè)服務總線，高效集成與協(xié)同ERP、 MES、QMS等系統(tǒng)，實現(xiàn)企業(yè)信息集成。

　　3 項目建設內(nèi)容

　　3.1 基于柔性制造理念的生產(chǎn)布局優(yōu)化與仿真分析

　　針對沖壓產(chǎn)品離散型生產(chǎn)的工藝特點和特征，基于車間布局模型、離散制造模式等方面的研究基礎，構(gòu)建基于沖壓分匯流的柔性離散型制造布局模型，運用數(shù)學理論方法為沖壓生產(chǎn)線布局優(yōu)化設計提供理論和定量分析的依據(jù)，并通過仿真分析，評估與優(yōu)化布局方案，最終實現(xiàn)生產(chǎn)布局和工藝流程的優(yōu)化。

　　3.1.1 工藝流程分析

　　針對沖壓產(chǎn)品離散型生產(chǎn)的工藝特點和特征，分析產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程(沖壓制造工藝流程如圖1所示)，為沖壓制造的工藝流程優(yōu)化及生產(chǎn)線布局研究打下基礎。