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touming188 2011-05-17 14:22

发思特软件(上海) 有限公司—智能切割、智慧工厂、二化融合——切割焊接企业的发展方向

  一、切割焊接产业的地位和发展现状

  切割与焊接俗称“钢铁裁缝”。2010年中国钢材总产量和消费量5亿吨,占世界钢材总产量和消费量的40%,其中切割焊接用钢3亿吨,占钢材总量60%。切割焊接用钢主要应用于中国十大核心制造业产业——建筑、机械、船舶、石化、冶金、铁道、水电、家电、锅炉压力容器和集装箱产业,这十大核心制造业产业的主要原材料是钢材,主要生产制造流程是切割与焊接生产流程,为此,毫不夸张地讲,切割焊接产业是中国制造业的核心基础产业,支撑了整个中国制造业。

  中国不仅是世界第一大钢材生产国、消费国,而且,中国也是世界第一大钢材浪费大国。据世界钢铁统计年鉴统计,我国与美国、日本、德国等发达国家相比,钢材在切割焊接中要多浪费10%。一年要多浪费3000万吨钢材,价值1500亿元。这二个数值比上海宝钢集团一年的钢产量和产值还要多,还要大。

  切割焊接的重要性:切割决定产品成本,焊接决定产品质量。

  下面就从切割焊接的生产流程及切割设备的发展入手,介绍企业发展的方向:

  (二)、十大核心制造业切割焊接生产流程
十大制造业产业建筑钢结构、机械、船
舶、石化、冶金、铁道、
水电、家电、锅炉压力容
器和集装箱
切割焊接生产流程 基本相同
生产流程 生产设备和生产方式 信息化管理
CAD
计算机辅助设计
AutoCAD,CAXA,
ZWCAD,Solidwork,
Pro-E,Tribon,X-Steel
外部资源管理;ERP系
统;财务、人事、销售、
库存
CAM
计算机辅助制造
自动焊接产品组装
手工切割、机械切割、数控
切割、钣金放样、锯床/剪
板机、数控火焰等离子、手
工气割炬、开卷机、激光/
水刀/相贯线
生产过程管理;MES系统;
设计、采购、编程套料、
切割设备、焊接设备、钢
材仓储、进出库、余料管
理利用。生产进程、生产统计
CAM
计算机辅助制造
自动焊接产品组装
手工气焊、机械焊接、数控
焊接、手工焊割炬、半自动焊接、自动焊接

(二)、切割生产设备发展
手工切割 机械切割 数控切割 坡口切割
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  (三)、企业生产现状
  1、切割下料技术手段落后:没有使用优化套排软件
  
  在许多大中型企业,在钢材的切割下料中,没有使用或是没有使用好计算机放样软件和优化套料软件,生产效率低,钢材浪费严重,具体表现在以下几个方面。

  a)钣金放样手工切割:采用传统的油毡纸板放样,手工切割。

  b)机械切割:在使用剪板机锯床下料中,按顺序排料,不使用优化排料软件,钢材利用率普遍低于80%,钢材浪费,切割效率低。

  c)数控切割:采用切割机控制器上排料,切割效率低,钢材浪费严重。

  d)剩余钢材:没有管理,随处堆积、锈蚀、流失、废料贱卖。

  发展空间:通过软件技术提升生产效率,提高钢材利用率潜力巨大!

  2、切割生产方式落后: 没有使用数控切割设备

  在许多大中型企业,在钢材的切割下料中,没有使用或是没有使用好数控切割下料设备,导致生产效率低,钢材浪费严重,具体表现在以下几个方面。

  a)手工切割:继续在使用手工气割炬切割,生产效率低,切割质量差。

  b)机械切割:使用仿形切割、小车切割等半自动切割设备,切割效率低、质量差、材料浪费大。

  c)火焰切割:大量使用火焰切割(等离子切割效率是火焰切割效率的4倍),切割效率低,挂渣严重,需要大量后续打磨清理工作,生产效率低,粉尘污染严重。

  d)二次能源浪费:先垂直切割,在二次加工坡口,生产效率低,造成二次能源浪费。发展空间:通过先进切割设备改变切割生产方式,提升生产效率,提高钢材利用率潜力巨大!

  3、生产管理手段落后: 没有在车间级实施信息化管理

  在许多大中型企业,在钢材的切割下料生产中,没有使用或是没有使用好车间级的信息化管理软件,导致生产效率低,钢材浪费严重,具体表现在以下几个方面:

  a)采购预算:采购预算不能与技术部门联网,按照实际切割生产需要进行预算采购,只是参照经验进行粗略估算,必然导致采购数量比切割数量多,钢材库存愈来愈多,财务成本越来越大;

  b)钢材库存:采用人工记帐,不用计算机数据库和条码管理,无法准确记录、统计和查询钢板,必然导致月月盘点,月月盘亏;

  c)余料管理:切割剩余钢材形状各异,难于管理,必须建立带钢材图形库的钢材存储管理系统,才能改变随意堆积、锈蚀、流失,废料变卖的现状。特别提醒:70%的钢材浪费是剩余钢材的浪费。

  d)切割生产:数控编程套料部门不能与技术部门、钢材仓储部和切割机联网,就必然形成信息孤岛,重复画图、重复编程、人工传递切割文件,没有合适的钢板,不能提前做好切割生产准备,生产效率低,延误生产和产品交货期。

  发展空间:通过实施MES车间级的制造执行系统信息化管理软件,改变切割生产管理方式,提升生产效率和管理水平,提高钢材利用率,发展潜力巨大!

  总之,以钢材为主要原材料,以切割焊接为主要生产方式的中国十大制造业行业,在切割焊接生产流程中存在许多技术和装备的问题,切割生产效率低,钢材浪费严重,这就是机会和挑战,中国制造业企业发展的方向一定是:智能切割、先进制造、信息化、智慧工厂、两化融合。

  二、发展方向与解决方案

  FastCAM公司给力中国制造业,助力实现智能切割、先进制造、信息化,向智能工厂和二化融合发展迈进。

  (一) 智能切割

  根据切割设备和切割方式,通过CAD/CAM计算机智能优化软件技术改变传统切割生产方式,以最为经济有效的方式,提升切割生产效率,有效节省钢材。

  1、钣金展开与手工切割:采用一套FastSHAPES计算机钣金放样软件,把低效传统的剪纸板、油毡的手工放样、手工切割转变为高效精准的计算机放样和高质量数控切割。手工放样只考虑几何尺寸,不考虑钢板厚度、放样精度不高,软件放样根据板材厚度,AWS焊接工艺标准和数控切割工艺,提供高质量的DXF图纸和数控切割程序。

  2、机械切割:采用一套FastCUT自动优化套排软件,将剪板机、锯床、开卷机的手工排料,转变为计算机优化排料,把钢材利用率从80%提高到90%。

  3、数控切割:使用FastCAM全自动共边套料软件,不仅提高钢材套料利用率和套料编程工作效率,而且通过共边桥接连割等高效切割工艺,提高数控切割机的切割效率。使用FastPIPE/FRAME 管道与管架钢结构切割制造软件,改变传统的管材手工放样手工切割生产方式,实现管材的五轴联动坡口切割,满足中国与美国AWS管材焊接工艺标准要求。

  发展空间:通过计算机智能优化软件提升切割生产效率和钢材利用率,最为经济,潜力巨大!

  (二) 先进制造
  采用先进高效的数控切割生产设备,改变传统落后的切割生产方式,是中国制造业企业在钢材切割下料生产环节,实现工业化的发展方向。以下介绍几项先进的数控切割设备。

  1、第三代标准化精细等离子系统

  a)等离子切割替代火焰切割:等离子切割生产效率是火焰切割生产效率的4倍。在同样的厂房、场地、人员条件下,生产效率、生产能力提高2~4倍,有效提高切割生产力。

  b)第三代标准化集成等离子系统:第一代等离子是普通空气等离子,用于批量切割生产,切割垂直度大于4度;第二代等离子是精细等离子,用于精细质量切割,切割垂直度小于3度,高精细等离子切割垂直度小于2度;第三代等离子是标准化集成系统,一台等离子集成批量和高精细二种切割模式,使用一把割炬、一组耗材,完成所有等离子切割生产任务,包括喷粉划线、垂直切割、坡口切割、水上水下切割,高精细切割(垂直度小于2)、精细圆孔切割(孔径与板厚比1 : 1),以及最为环保清洁等离子水下水射流切割。

  标准化集成系统突破规模经济效益,生产采购成本更低,使用维护成本更低,易损件采购和使用成本更低。

  2、五轴联动数控平板与管子相贯线坡口切割机五轴联动坡口切割是实现切割生产环节的近净成型,通过一次切割一次能源消耗完成产品切割成型,直接进行焊接生产,避免和减少现行的二次焊接坡口的加工,导致二次能源浪费。FastCAM公司为五轴联动数控平板与管子相贯线坡口切割机
开发了系列软件和硬件产品:

  a)FastCAM平板坡口编程套料软件

  b)FastPIPE/FRAME管子相贯线和管架钢结构切割制造软件

  c)FastPBC/FNC管子和平板五轴联动数控系统和坡口切割装置










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