标注化在非标自动化设备设计中的应用

标注化在非标自动化设备设计中的应用

鲁立波1,李迎峰2,黄其煜3

1、鲁立波：宁波吉文金属科技有限公司，浙江省宁波市，315000

2、李迎峰：拓普电动车热管理系统（宁波）有限公司，浙江省宁波市，315000

3、黄其煜：浙江日发航空数字装备有限责任公司，浙江省绍兴市，312000

摘要：在目前企业生产及经营管理中，合理利用非标自动化设备可以满足行业在生产时的基本要求，提升生产效率和质量。非标自动化设备在使用时可以满足用户的基本需求，应严格按照现有法律、法规以及规定要求构建技术设备等。

关键词：标注化；非标自动化；设备设计

引言

非标自动化设备自身的优势特点较为明显，展开机械设计工作时可以利用过去的一系列经验和内容，融合专业化和技术化的需求。与传统设备对比分析，非标自动化设备可以满足企业在日常生产时的个性化需求。但是对于工作人员提出的要求也较高，所以要根据非标自动化设备的特点，保证其设计的合理性，为应用效果提供保障。

1必要性与可行性分析

1.1　必要性

目前自动化运行保障室负责维护多套自动化设备，节点的规模在几百台服务器、工作站，包括空管主、备自动化系统、ADS-B数据处理中心、场监自动化系统等。长期以来，设备维护人员在自动化设备运维方面投入了大量的时间和精力，但依然存在诸多问题，主要表现在以下几个方面。1）经验未沉淀为实际运维工作，经验利用率低。2）维护内容为繁杂周期性的重复命令行输入工作，系统节点多，逐一检查、分发效率低，耗费大量时间成本。3）重复性操作过程中人员注意力降低和紧急情况下紧张情绪导致“错忘漏”情况频发。4）实际操作过程可控度低，操作内容与维护要求匹配度无法保证，维护结果标准判定因人而异，“零散化”操作也不便于管理人员监督。5）部分维护操作对人员水平要求较高，现实岗位人员水平参差不齐。6）发生异常情况时，维护人员需要从海量的日志中去筛选提取有用信息去定位原因，监视数据的问题还需借助其他工具进行排查，异常情况的响应慢。

1.2　可行性分析

基于Linux、Unix下Bash环境开发，自动化室所辖的自动化设备中均搭建了Bash环境，无需额外搭建环境，可直接利用现有的计算机硬件及网络资源，灵活部署于系统中的任何节点，且运行对系统运行无影响。开发过程中可利用相应系统的测试验证平台进行验证测试，无需搭建额外的测试环境。

2非标自动化设备的发展现状及优势

2.1非标自动化设备的发展现状

非标自动化设备是指非标准化自动化生产设备，其主要是为了满足生产工作中提出的一系列要求，由于没有找到符合生产要求的设备而展开研发，部分生产工作在实施过程中，生产各种不同类型的产品，选择和利用的自动化设备过于小众，市面上的自动化设备无法满足其运行需求，如尺寸或参数不合适等，无法为生产作业提供符合要求的自动化设备，生产效率和生产质量会受到不良影响。基于此，非标自动化设备的提出和应用能有效弥补该问题，通常非标自动化设备由产品生产行业，结合其自身自动化设备研发部门进行定制，促使其生产效率和质量得到提升。非标自动化设备与传统设备之间存在非常明显的差异性，非标自动化设备只是单纯生产所属生产行业的需求产品，在非标自动化设备编制和实施过程中，产品生产行业必须对设备的大小和性能的各方面提出明确要求，严格按照行业生产的产品参数不断完善和优化。由此可知，非标准自动化设备是在其所属行业能够得到全方位有效推进的前提，也是保证生产产品质量和效率得到提升的基础。

2.2非标自动化设备的优势

结合目前非标自动化设备的发展现状，虽然现阶段非标自动化设备生产行业的整体发展形势相对良好，但整体水平并不是很高，特别是与其他发达国家展开对比，仍存在很多质量问题。目前，我国在相关制造行业发展过程中，非标自动化设备的制造普遍是借鉴发达国家提出的一系列制造理念或者制造程序，并没有适当的增加自主研发设计的思想观念，导致我国非标自动化设备即便在制造和生产中推进仍存在很多问题，无法保证产品在生产时的质量和效果。任何一个国家，在生产研究和生产制造非标自动化设备的整个过程中都必须投入大量的时间和精力，并对其不断地改善和优化。从生产要素的角度，需要对内部生产环境展开深入了解，根据企业环境编制和落实非标自动化设备的设计创造方案，保证企业对设备的满意度得到提升。尤其在创新性方面，设计过程中非标自动化设备是以现有诸多数据为基础来实现辅助，以数据来设计草图。草图完成后，必须经过严格的审批，以提升设备设计的可行性，在非标设备中，机构设计和电控设计都是其中必不可少的重要组成部分，体现了标准化和简约化的优势特点，在机构设计方面，可以利用现有的标准要求展开操作，确认零件以及中心位置。设计电控时，要保证电控视图以及设备尺寸的准确性，总体而言，非标自动化设备在整个优化设计过程中应体现其自身的独特性特点，同时，保证其具备一定的标准模板化特征。

3非标自动化设备的特点

基于上述非标自动化设备模块化与标准化模型建立完毕后，接着对设备标准模块接口进行全方位设计。非标自动化设备标准模块接口指的是各个模块之间组合联结的特征集合，高效实现设备模块之间的信息交换。非标自动化设备对模块接口的要求较高，需要具备耦合性与协调性。首先，对非标自动化设备的运行需求及连接功能需求作出全面分析，根据其实际需求，确认并选取模块的接口类型，获取接口类型对应的设计要素。其次，建立设备模块接口典型文档，描述非标自动化设备运行过程中，相邻模块之间存在的装配关系，为提高各个模块联结与装配的效率提供保障。设计标准模块接口的使用规则与标准，优化设备的互换性。在此基础上，建立标准模块接口模型库，存储接口能量、信息以及各项与非标自动化设备相关的组件、技术文档。基于不同的应用场景，选型设计自动化设备模块接口零部件，完成非标自动化设备标准模块接口设计。通过设计非标自动化设备的标准模块接口，采用全设计阶段拼接的方式，拼接设备运行中的重要内容，减少设备出现重复性运行的可能。非标自动化设备主要是针对企业实际情况和生产需求而制造的机械设备。虽然它们不是按照国家颁布的统一的标准生产的，但它具有广泛的设计灵活性、独特性和非市场流通性。非标设备主要采用单元组装，主要功能设计是依据客户自身的需求进行定制，在操作方面具有方便灵活的特点，也可根据客户的不同需求增加相应的特殊功能，有很大的变化空间。由于非标准自动化设备的生产没有具体的参考模型，还要满足客户在功能、用途和流程等各个方面的需求，非标准自动化设备没有固定的标准系统和设计方案，因此，其设计和生产有很大的改动空间，在现实生活中的应用也比普通的标准自动化设备更加广泛。当前，非标准自动化设备主要用于工业（加工制造业的生产、运输和包装、加工装配业、食品业、汽车行业中汽车零部件的生产安装）、电子行业（电子和电气线路产品的运输）、物流、航空和医疗保健等领域。非标设备的生产必须小批量进行，且对相关设计人员有经验和技术要求。非标设备的设计主要采用标准中文系统和非标设备系统。非标准设备的设计主要考虑应力集中和类型、应力评估方法的特殊性、材料的不均匀性、几何特征及焊接接头缺陷等因素。在设计非标设备过程中，优先尝试选用成品件来确定标准件，此方案在降低原材料消耗、生产管理和控制生产成本方面成效显著。选用成品件在产品投入市场后具有较高的可靠性，可缩短设计、制造周期，提升设计效率。在设计时，不仅要兼顾客户的需求和生产的需要，还需要对产品结构、安全性能、制造和安装维护等多方面进行评估。因此，对设计人员提出更高的要求，必须按技术标准、规范执行，熟练掌握工艺要求、物理参数和非标准设备功能，落实相关措施，并确定最优系统。在设计过程中，必须对零件的刚度、应力是否符合要求进行检查，根据此要求选择零件材料，并根据相应的类型确认加工方式。在设计时必须确保标准化。设计工作每个环节的质量把控直接关系到设备的质量水平。为了系统地展示标准化技术和设计过程的评审，需要制定合理的设计程序。

4非标自动化设备的设计策略

4.1重要配置文件异地备份

自动化设备中的配置文件非常重要，是出现异常情况时系统软件参数回滚、故障服务器工作站重装的必要支撑。系统中的软件及参数文件分散地存放于不同的主机上，在日常维护过程中，维护人员常常要花费大量时间去不同的主机上收集拷贝，存在“错忘漏”的风险，运维工具实现了U盘自动挂载、分散在不同主机的重要配置文件打包异地备份，使备份工作流程化、标准化，避免了人为操作带来的风险。设备操作批处理功能，将简单的操作在系统所有的主机上批量执行，并提供执行结果报告，可以缩短操作执行时间，提高执行效率和系统升级的一致性，减少人工失误带来的风险。系统各节点时间是否准确关系到系统的正常运行，运维工具通过对系统内的所有节点进行自动的NTP时钟服务状态及时钟一致性检查，可以快速锁定授时服务存在问题的节点，并记录问题原因，可选择对问题节点进行自动或手动修正，大量节省了维护人员对系统各节点进行逐一检查的时间成本和人为判断的失误，也确保了不存在遗漏的节点。

4.2确定结构形式

结构形式是指设备结构的形式。对于机械系统来说，其结构形式直接决定着机械系统稳定性、可靠性以及安全性。所以，必须要根据设备的实际使用要求来对设备结构形式进行明确设定。例如，为了提高设备稳定性以及安全性能需要设置防尘罩和安全阀或防锈防护罩。为了满足设备正常运行下的操作要求，需要设置两个以上的安全防护装置。而对于不同生产类型产品而言，设置安全性参数也有所不同。所以针对不同产品而言，应设置安全防护装置、安装防冲击装置或者防静电装置等。确定机械自动化设备结构形式时一般要注意以下几点：首先，必须要确定其所要求的材质以及结构样式等；其次，应该根据生产工艺以及所存在的风险制定相应安全保障措施并结合当前实际情况具体分析；最后，还应将机械自动化设备所使用工具作为控制单元。对该控制单元进行全面分析和评估之后才能够确定具体用途以及具体防护措施。

4.3优化产品结构

机械自动化设备其产品结构主要包括驱动系统、安全防护系统、防护装置以及其他部分。在进行机械自动化设备结构优化时，要充分考虑产品结构设计对其安全性所带来的影响，并制定合理而科学的优化方案，从产品结构中选择最合适的部分来提高产品的安全性能。在机械自动化设备安全设计中，需要严格按照最大生产效率以及最小生产成本相结合的原则来确定产品的结构设计方案。一般来说，要保证机械自动化设备中各项功能都能得到有效的实现和发挥，能够有效保证其功能稳定。对于一些简单、重复使用性较低、使用周期较短、使用成本较低类产品进行优化结构设计可以有效增加产品整体运行效率和安全性、稳定性与可靠性，减少机械设备故障发生次数，减少运行成本，提高机械自动化设备安全性能。

结语

非标自动化设备的应用是顺应时代发展的重要产物，尤其是在自动化水平要求越来越高的形势下，为保证非标自动化设备的应用效果，必须不断改革和创新现有的设计流程、设计内容。在保证非标自动化设备合理应用的基础上，以满足非标自动化设备的操作要求。

参考文献

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