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                    模塊化在大型電動機設計及制造中的應用

                    發布時間:2018-02-01 13:50:00 點擊:    

                     
                     

                    無錫伯頓起重電機2018年2月1日訊  為適應大型電動機市場的多樣化需求,文中根據市場和大型電動機機械結構的特點進行模塊化設計。模塊化設計完成后,對模塊進行有效地管理以及利用模塊的通用性的特點進行統計和預測,預先計劃和組織生產,極大縮短電動機的交付時間。模塊化把單件生產轉化為小批量生產,提高了效率,質量也得到保障。

                    1、大型電動機模塊化設計簡介及基本思路介紹

                    大型電動機訂單的特點是需求的差異性比較明顯。表現為品種多,批量小。傳統的方法是根據客戶的要求進行定制化的非標成套設計。盡管成套設計中會借用一些通用的零件來減少物料種類,但是由于缺乏整體的規劃,依然會有大量相似的零件被設計出來。這種設計方法會導致零件的數量繁多,給計劃、采購和生產都帶來了很大的困擾。而且,該種設計方法效率低下、成本高昂,質量保證工作也比較困難。

                    在日益激烈的市場競爭中,模塊化是滿足客戶需求的有效途徑和方法。大型電動機實現模塊化的基本思為:基于電動機已經有很好的系列化基礎的特點,把功能相近、結構相似的功能進行歸納、整理,設計出一系列的具備通用接口的而功能不同的模塊。在接收到訂單時,通過模塊的選擇和組合就可以構成不同的產品,來滿足市場多樣化的需求。

                    此外,模塊化設計不僅僅是圖樣管理和設計方式的變化,更主要的是它將對物流、計劃以及生產帶來深遠的影響。通過數據分析的手段,可以獲得模塊的市場需求頻率,從而更加合理地安排生產,提高生產效率,在合理的成本區間內為客戶提供質量穩定、符合需求的產品。對于提升企業的核心競爭力,具有非常積極的作用。

                    2、大型電動機的模塊化劃分原則
                    2 . 1 按照產品的功能進行劃分

                    通過對客戶的市場需求分析和競爭對手的產品特點,可以獲得適應市場的功能模塊。由于電動機的使用工況及安裝環境不同,客戶對電動機中的要求往往有比較大的差異。把這些模塊羅列出來,就獲得了按照功能劃分的模塊清單。

                    盡管這些模塊考慮了大部分客戶的需求,但也很難把所有的模塊都羅列完畢??紤]全部客戶需求而設計成模塊不僅浪費大量的人力物力,而且也不太可能。所以,在模塊的設計中會保留一些接口,以適應一些非常特殊的訂單需求。

                    2 . 2 按照產品的機械結構進行模塊的劃分

                    盡管按照市場的需求進行了模塊劃分,但是客戶的需求不一定和產品的機械結構相匹配。為了進一步提高零部件的通用性,需要按照產品的機械結構進行模塊劃分,從而節約設計費用和保證生產質量的穩定。由于零部件的通用性進一步增強,從而把客戶的單個訂單拆分后變成了生產的小批量,這樣就會提高生產的效率。由于大多數三相異步電動機具有相似的結構特點,因此在劃分結構模塊上也相對容易一些。例如:普通的電動機都由軸、定子鐵芯、轉子鐵芯、機座、軸承室組件、冷卻風扇系統、接線盒以及發貨時隨機的一些附件等組成,如圖1所示。

                    3、模塊的管理

                    由于模塊具有通用性強、接口尺寸統一的特點,在實際裝配過程中非常容易發生混裝、錯裝、多裝的情況。因此,如何對模塊進行管理就顯得異常重要。例如三相異步電動機的2極電動機的通風散熱模塊,由于旋轉方向的不同而設計為兩個模塊。其接口尺寸完全相同,如果安裝時有疏忽,就可能導致在生產裝配中出現失誤。為了通過一些方法有效地規避開模塊選型混亂和出錯的概率,并減少查找的時間,類似于流程圖形式的管理方法是一種不錯的選擇。

                    圖2的例子中顯示了根據產品的結構特點和客戶的訂單要求和電動機的主要特征參數作為提示項進行的分類選擇和模塊管理。把各種功能模塊都羅列在了這個表格中,并且具備匹配條件的模塊用線段連接,可以方便地把一套符合要求的電動機選擇出來。該方法可有效地避免由于選擇錯誤而無法進行安裝,也避免了漏選一些客戶需要的功能。管理用的表格如圖2所示。

                    對于該方法,還可以擴展每個模塊的成本和售價等信息,實現快速匯總成本和報價,減少對客戶的響應時間。

                    4、模塊化設計對計劃、物流管理及生產的影響

                    隨著生產訂單的積累,可以很方便地用S A P 中的統計功能來獲知某些模塊的選用頻率。該方法可以提高計劃的預測精度,有利于合理地安排生產。例如可以先行采購或者生產某些模塊單元。這樣會極大縮短交貨周期和提高生產效率,利用生產淡季儲備一些常用的模塊零部件,用來縮短產品的交付周期,提高客戶滿意度。

                    把模塊的選用頻率和產品類型銷售情況相乘,便可以獲得某一段時間內該模塊的選用數量?;谶@些計算結果,可以估計出未來幾個月的模塊的需求情況。此外,通過模塊化設計圖樣在交付計劃、采購后,由于物料種類的減少和單件使用頻率的增加,使得在物料的采購談判中獲取有利的條件,為和供應商合作共贏提供了有力的支持。

                    對于生產而言,可以專注于某些模塊的生產,控制某些模塊的質量,而不用擔心和電動機總體的匹配問題。由于生產批量的增加,用于調整模具、夾具及刀具的時間會大大縮減。在保證了零部件品質的同時提髙了有效的工作時間和效率。

                    通過數據透視,還可以看到哪些模塊訂購、利用率低,為下一步的設計改良提供數據支持,使得公司的利潤獲得較大化。

                    5、模塊化的缺點

                    模塊化給公司帶來便利的同時也帶來了挑戰。具體表現在以下方面:

                    1)零部件的復雜程度增加。為了適應通用化、標準化的要求,通常要求一些零件執行更多的功能。這會導致一些零部件的特征增加,同時提高了設計難度,也相應地提高一些制造成本。此外,由于零部件的通用性增加,選件的接口也增加了很多,修改一個零部件會引起很多產品的修改和升版,這些會導致在后期的修改中面臨較大的困難。這些都需要在模塊的劃分、設計時予以充分的考慮。

                    2)對產品外觀的影響。設計時對兼容性的要求導致模塊的接口很多,當有些選件不被客戶選中時,就會有一些零件特征空下來。比如在電動機的端蓋上設計的安裝振動傳感器的接口,當客戶不需要這個選項的時候,在端蓋上就留下一個螺紋孔。需要在安裝的時候用普通的螺栓堵上。這有時會給客戶造成困惑,因此就需要在說明書中予以明確說明。

                    6、結語

                    盡管大型電動機模塊化設計中會有零部件的特征增加導致成本稍微增髙,但是相對于其通用性提高而帶來的質量保證、效率提升、物流管理成本的降低,這些缺點基本上可以忽略不計。從總體來看,模塊化值得在工廠內應用和推廣。此外,對于模塊的數量和銷售情況的統計也非常重要。這樣可以方便生產、計劃、采購的有序進行,也為設計提供反饋信息,使設計更加貼近市場需求,加快設計升級的進度。

                     
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