首先,工艺工作的改进要从精益优化现有工艺开始,实行工艺标准化,推广工艺精益化,研究工艺稳健化。无论是传统生产方式还是工业4.0 环境下的智能工厂,都需要有精益稳定的制造工艺,这也是解决我们目前效率和质量问题的根本途径。
所谓智能工厂的“智能”是技术人员将一系列的判断因素、思考逻辑,根据具体的业务流程进行提炼而形成的,与人类的智能不可相提并论。因此,其对制造工艺的要求比传统的生产方式要高很多,不完善的工艺在目前的状况下只会导致我们的生产效率低下、产品质量不稳定,但在工业4.0 环境下,不稳定的工艺规程则会出现预测外错误,使智能工厂终止运行,造成重大损失。
第二,为使工艺精益稳健,我们不能再使用依靠实际生产进行的验证方式, 而要引入工业4.0的一个重要概念-数字孪生(Digital Twin),就是将现实中的环境与状态,在虚拟的数字空间中模拟出来,创造一个与真实工厂一模一样的虚拟数字工厂,虚拟现实环境,对工艺、流程、规划等进行验证、反馈和完善。无论是加工过程中的细节还是宏观工艺布局规划的运行情况,都可以在虚拟的数字工厂中进行验证测试,这将极大地提高工作的成熟度,节省大量的时间与资源。
第三,要转变工艺思想。一切变革最开始都是源于思想的转变,传统工艺员的主要工作是编制单一流程的工艺规程,在未来,工艺技术人员的主要工作将是提炼工艺思考逻辑,不断地补充、完善、优化庞大的工艺数据库,维护工艺知识数据,而实际的工艺设计工作将可能由计算机来完成。
工艺规程也将不再是单一流程的形式,而是多流程离散型的工艺流程,在保证产品质量的情况下,使工艺路线尽可能地灵活,以便为智能工厂的决策系统提供尽可能多的选择,通过统筹分析各影响因素,安排最优的路线。
不合时宜的传统工艺思想也要摒除,最典型的是装夹找正和入体公差的标注习惯。
在目前的生产过程中,机床上的装夹找正浪费了大量的机床工作时间,严重影响了生产效率。由于机械加工精度的不断提高和机床功能的增多,装夹找正问题已经可以通过精密定位夹具和机床的自找正功能实现。
入体公差的标注习惯则是因为过去以普通机床加工为主,为了降低人为加工超差概率,提高产品合格率而采取的手段,这使得产品的实际加工尺寸偏离了正态分布,不利于保证批量产品的质量稳定性。
目前数控加工设备已大范围应用,加工精度较以前也大为提高,不必再要求工艺尺寸采用入体公差标注