基于數(shù)控機(jī)床的客戶需求元建模方法研究分析 機(jī)械制造專業(yè)
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1、 題目:基于數(shù)控機(jī)床的客戶需求元建模方法研究 摘要 數(shù)控機(jī)床是制造業(yè)乃至整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的加工母機(jī),對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著至關(guān)重要的推動(dòng)作用。雖然我國(guó)機(jī)床產(chǎn)業(yè)在經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展,很多方面都取得了令人矚目的成就,但是仍面臨著精度和效率偏低、可靠性不高、市場(chǎng)占有率低等諸多嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為此企業(yè)在加大技術(shù)研究和資金投入力度的同時(shí),要考慮將傳統(tǒng)的以產(chǎn)品為中心的生產(chǎn)制造模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐钥蛻粜枨鬄橹行牡纳a(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式,這已經(jīng)成為企業(yè)制造生產(chǎn)的一種必然趨勢(shì)。本文基于數(shù)控機(jī)床的客戶需求收集分析管理系統(tǒng)研究對(duì)機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)快速響應(yīng)市場(chǎng)需求贏得客戶滿意度具有一定的促進(jìn)作用和指導(dǎo)意義。 關(guān)鍵詞:數(shù)控機(jī)床;建模
2、;客戶需求元; 目錄 第一章 引言 1 1.1研究背景 1 1.2研究目的與意義 1 1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2 第二章 相關(guān)理論概述 3 2.1客戶需求元的概述 3 2.2客戶需求信息的獲取 3 2.3數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品客戶需求的特點(diǎn) 3 2.4我國(guó)數(shù)控機(jī)床技術(shù)存在的問(wèn)題 4 2.4數(shù)控機(jī)床的模塊化設(shè)計(jì) 5 第三章客戶需求元建模分析 7 3.1客戶需求信息的整理 7 3.2數(shù)控機(jī)床中的模塊化技術(shù) 7 3.2.1基于模塊化技術(shù)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)一般程序 7 3.2.2模塊化技術(shù)的應(yīng)用探索和實(shí)踐 8 3
3、.3數(shù)控機(jī)床的模塊化框架設(shè)計(jì) 9 第四章案例分析 11 4.1模塊組成部分的非標(biāo)準(zhǔn)連接模式 11 4.2模塊化組成單元 12 4.3模塊化設(shè)計(jì)的效果 13 第五章結(jié)論與展望 14 參考文獻(xiàn) 15 附錄 16 致謝 17 第一章 引言 伴隨工業(yè)4.0的快速發(fā)展,現(xiàn)代制造業(yè)正推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展邁向了一個(gè)嶄新的浪潮,而數(shù)控機(jī)床則是現(xiàn)代制造業(yè)不可或缺的關(guān)鍵部分。瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng)需求,工業(yè)發(fā)展的快速步伐,使人們對(duì)數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)研發(fā)提出了個(gè)性化、柔性化和高效化的要求,必須要有一種更具繼承性、創(chuàng)新性的方法來(lái)提高數(shù)控機(jī)床的整體設(shè)計(jì)質(zhì)量,創(chuàng)新設(shè)計(jì)思路,豐富設(shè)計(jì)內(nèi)容,縮短設(shè)計(jì)周期,提高用戶體驗(yàn)
4、程度,同時(shí)又要降低成本,保證良好的售后維修和配件的更新服務(wù)。 1.1研究背景 我國(guó)在加入世界貿(mào)易組織之后,國(guó)內(nèi)企業(yè)乃至整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)都迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。國(guó)外先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和管理模式促進(jìn)了中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。但與此同時(shí),經(jīng)濟(jì)全球化使企業(yè)在生存和發(fā)展過(guò)程中面臨著巨大的挑戰(zhàn),國(guó)外市場(chǎng)對(duì)中國(guó)市場(chǎng)形成了相當(dāng)大的影響。我國(guó)數(shù)控機(jī)床在市場(chǎng)上占有的比例較低,對(duì)中高端機(jī)床的需求大,高新技術(shù)與國(guó)外機(jī)床之間仍存在較大差距。相關(guān)從事機(jī)床行業(yè)的研究人員應(yīng)當(dāng)深入研究,不斷提高這方面的技術(shù)并且可以增加我國(guó)在國(guó)際市場(chǎng)上的占有份額。與此同時(shí),企業(yè)的市場(chǎng)地位發(fā)生了深刻的變化,正面臨著從簡(jiǎn)單的產(chǎn)品制造商和營(yíng)銷人員的角色向服務(wù)提供者
5、的轉(zhuǎn)變。機(jī)床行業(yè)在這方面存在的差距不小,將會(huì)錯(cuò)過(guò)很多商機(jī)。 在全球經(jīng)濟(jì)逐漸進(jìn)入一體化的形勢(shì)下,很多老牌發(fā)達(dá)國(guó)家的優(yōu)勢(shì)也在一步步喪失,企業(yè)之間,國(guó)家之間的競(jìng)爭(zhēng)都越演愈烈。各個(gè)企業(yè)為了生存和發(fā)展,都對(duì)產(chǎn)品提出越來(lái)越高的要求,對(duì)于產(chǎn)品的質(zhì)量、價(jià)格以及交貨期甚至是別致化個(gè)性化,都希望能夠做到極致,做到最好。在如此的市場(chǎng)條件下,客戶的需求正在不停的發(fā)生變化,很難預(yù)料,導(dǎo)致市場(chǎng)動(dòng)向模糊不定,很難把握,企業(yè)生存面臨更嚴(yán)峻的考驗(yàn)。但是面向客戶需求進(jìn)行生產(chǎn)制造和產(chǎn)品更新已經(jīng)成為一種必然趨勢(shì),不容爭(zhēng)議。數(shù)控機(jī)床行業(yè)的生產(chǎn)制造也相同,如何能夠迅速響應(yīng)市場(chǎng),準(zhǔn)確把握客戶需求,已經(jīng)成為了一個(gè)亟待解決的問(wèn)題??蛻舻膫€(gè)性
6、化需求隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步也在不斷的發(fā)生著改變,機(jī)床企業(yè)應(yīng)該更加重視多品種小批量生產(chǎn),更加關(guān)注大合作和大競(jìng)爭(zhēng)的動(dòng)態(tài),以保持企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。為了最大限度的滿足不同客戶的挑剔的客戶需求,企業(yè)必須把客戶需求應(yīng)用到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中,并擁有快速響應(yīng)市場(chǎng)的能力,這樣才能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中蛇立不倒。 1.2研究目的與意義 產(chǎn)品的客戶需求指的是客戶對(duì)產(chǎn)品的服務(wù)、屬性、價(jià)格、外形、結(jié)構(gòu)、性能、功能以及生產(chǎn)環(huán)節(jié)等需求指標(biāo)進(jìn)行一個(gè)描述,這是目前產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)步驟。不恰當(dāng)?shù)男枨罄斫?,不但?huì)導(dǎo)致預(yù)算溢出和交貨期的變長(zhǎng),更容易造成產(chǎn)品與客戶真實(shí)需求的不一致性,從而導(dǎo)致產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)失敗,其中因?yàn)榉倒せ蛘弋a(chǎn)品不合格造成的報(bào)廢產(chǎn)
7、品,會(huì)極大的給公司帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失。 需求管理指的是企業(yè)能夠迅速響應(yīng)市場(chǎng)需求,提高企業(yè)整體競(jìng)爭(zhēng)力,從而擴(kuò)大企業(yè)產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率。因此,本文提出面向客戶需求的數(shù)控機(jī)床模塊化設(shè)計(jì),從客戶需求出發(fā),建立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模型,使產(chǎn)品模塊劃分更加合理,更能滿足客戶的需求。 1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 (1)國(guó)外研究現(xiàn)狀 在國(guó)際上,不少人在日常需求管理的工作活動(dòng)中,開(kāi)發(fā)并研究出了不少需求管理工具。雖然這些工具的應(yīng)用使需求管理更加規(guī)范、更加精確。但是大部分缺乏多重實(shí)踐途徑的驗(yàn)證,并不能完全解決需求管理中存在的所有問(wèn)題。 (2)國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國(guó)于1958年研制出首臺(tái)數(shù)控機(jī)床,數(shù)控機(jī)床發(fā)展過(guò)程大致可分為三個(gè)階段
8、。第一階段是由于我國(guó)基礎(chǔ)理論研究滯后,相關(guān)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱,尤其是電子技術(shù)落后,數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)還沒(méi)有突破。雖然中國(guó)在數(shù)控機(jī)床方面的起步并不晚,但發(fā)展并不順利。二十世紀(jì)六、七十年代,由于文化大革命等因素,我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距開(kāi)始拉大。20世紀(jì)70年代,中國(guó)數(shù)控機(jī)床國(guó)家組織取得了一定的成果,并陸續(xù)引進(jìn)了一些數(shù)控機(jī)床,但從整體上看,中國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)還處于起步階段。在第二階段,從日本以及西方發(fā)達(dá)國(guó)家引進(jìn)了數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)。利用引進(jìn)的技術(shù)能夠合資生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床,而且還在引進(jìn)過(guò)程中解決了日本、美國(guó)、德國(guó)、意大利、英國(guó)、法國(guó)、瑞士、匈牙利、奧地利、韓國(guó)、臺(tái)灣等國(guó)的可靠性和穩(wěn)定性問(wèn)題,并已正式生產(chǎn)和使用數(shù)控機(jī)床。并逐漸往
9、前走。第三階段國(guó)家從科技研究和技術(shù)改造階段對(duì)數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)進(jìn)行重點(diǎn)扶持,加快了我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展。數(shù)控系統(tǒng)的成功開(kāi)發(fā)為數(shù)控機(jī)床的商業(yè)化和大規(guī)模生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。有的數(shù)控機(jī)床主機(jī)廠設(shè)置床身、箱體、主軸、軸套等機(jī)組,在工廠組織專業(yè)生產(chǎn),生產(chǎn)水平進(jìn)一步提高。cad/1apple/cam開(kāi)始應(yīng)用,開(kāi)發(fā)能力、工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)一步提高,為工業(yè)化奠定了基礎(chǔ)。數(shù)控機(jī)床技術(shù)逐漸進(jìn)入了高速發(fā)展階段。 毛雪濤等人設(shè)計(jì)了一種需求管理工具,以實(shí)現(xiàn)需求變化的管理。邱樹(shù)偉特別指出了良好溝通和團(tuán)隊(duì)合作在需求分析中的重要性。凌勁如強(qiáng)調(diào)在需求管理的基礎(chǔ)上有明確的產(chǎn)品分類模板。郭偉專注于收集產(chǎn)品需求信息,對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行整個(gè)生命周期
10、的管理。甘小紅指出,需求分析過(guò)程與客戶之間的良好溝通密切相關(guān),并給出了一系列要求質(zhì)量評(píng)價(jià)原則。浙江大學(xué)的崔健等人在該平臺(tái)上學(xué)習(xí)研究需求管理。 第二章 相關(guān)理論概述 2.1客戶需求元的概述 客戶需求信息的實(shí)現(xiàn)可以體現(xiàn)在產(chǎn)品所具有的滿足于客戶需求的特點(diǎn)、功能及屬性等。這也就是說(shuō)客戶不會(huì)關(guān)注產(chǎn)品是如何設(shè)計(jì)和制造的,他們所關(guān)注的問(wèn)題只有一個(gè),那就是企業(yè)所提供的產(chǎn)品是否是實(shí)現(xiàn)了客戶的所有需求。這就要求公司在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)時(shí),一定要注重如何才能把客戶需求比較完善的轉(zhuǎn)化成為產(chǎn)品特性。對(duì)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品來(lái)說(shuō),客戶需求就是客戶對(duì)于產(chǎn)品和服務(wù)能夠滿足其某些需要的期望,當(dāng)然對(duì)于不同類型,不同用
11、途的數(shù)控機(jī)床,需求內(nèi)容也會(huì)更加具體。 2.2客戶需求信息的獲取 通常客戶需求信息包括三個(gè)部分:客戶對(duì)產(chǎn)品的需求表達(dá),各項(xiàng)用戶需求的重要度以及用戶對(duì)本公司和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的產(chǎn)品的滿意度??蛻粜枨螳@取的過(guò)程主要包括確定合理的調(diào)查對(duì)象和調(diào)查方式、進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查、整理客戶需求等。為了全面收集客戶的信息,在客戶需求獲取過(guò)程中,應(yīng)該注意以下幾點(diǎn):合理確定調(diào)查對(duì)象:市場(chǎng)調(diào)査,不僅從客戶視角設(shè)計(jì)需求調(diào)查方法,而且要從設(shè)計(jì)師視角設(shè)計(jì)市場(chǎng)調(diào)查方法,形成客戶和設(shè)計(jì)師雙向視角的調(diào)查方法;調(diào)查內(nèi)容要包括定性和定量的客戶需求信息,把握產(chǎn)品發(fā)展方向,用頭腦風(fēng)暴的方式對(duì)調(diào)查得出的客戶需求進(jìn)行篩選和補(bǔ)充;根據(jù)調(diào)査對(duì)象、地點(diǎn)、人數(shù)等
12、因素合理選擇合適的調(diào)查方法。 2.3數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品客戶需求的特點(diǎn) 本文是關(guān)于數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的客戶需求的研究,基于需求特點(diǎn)、數(shù)控機(jī)床需求劃分分類和機(jī)床自身在設(shè)計(jì)、加工生產(chǎn)、運(yùn)輸裝配和生產(chǎn)使用中的特點(diǎn),總結(jié)數(shù)控機(jī)床客戶需求與其他產(chǎn)品需求的區(qū)別性,具有以下特有特征: (1)面向?qū)ο鬄闄C(jī)械產(chǎn)品加工生產(chǎn)企業(yè),這類產(chǎn)品往往對(duì)精度要求嚴(yán)格,而且加工生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜多變,這就要求數(shù)控機(jī)床加工范圍更大,自動(dòng)化程度更高精度更精確。 (2)機(jī)床產(chǎn)品零部件復(fù)雜,一旦加工成型,很難變更。一定要變更的情況一旦出現(xiàn),可能就會(huì)給客戶或者企業(yè)帶來(lái)巨大損失。這就給需求信息的變更管理帶來(lái)困難,這就要求企業(yè)在生產(chǎn)加工前認(rèn)真核實(shí)
13、客戶需求,重復(fù)考慮設(shè)計(jì)方案,且在產(chǎn)品付諸實(shí)際加工前對(duì)需求信息進(jìn)行變更。 (3)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品類屬機(jī)械產(chǎn)品類,且是現(xiàn)代產(chǎn)品加工母機(jī),體型龐大,操作復(fù)雜,加工生產(chǎn)中具有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)含量,而客戶往往不能完全掌握。這就要求機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)滿足客戶提出的協(xié)助運(yùn)輸、安裝、售后技術(shù)指導(dǎo)和維修等最基本的客戶需求。 (4)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品往往價(jià)格比較昂貴,且從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)到使用直到報(bào)廢整個(gè)生命周期會(huì)十分的長(zhǎng),幾年甚至是幾十年。這不但導(dǎo)致機(jī)床企業(yè)銷售渠道受制,也導(dǎo)致客戶不能及時(shí)掌握新的生產(chǎn)方法、加工工具進(jìn)行生產(chǎn),影響經(jīng)濟(jì)收益。所以顧客希望以低廉的價(jià)格購(gòu)買到使用更方便、精度更精確、更新周期更短的新科技產(chǎn)品,以保證生產(chǎn)收益。
14、 2.4我國(guó)數(shù)控機(jī)床技術(shù)存在的問(wèn)題 (1)缺乏核心技術(shù) 據(jù)統(tǒng)計(jì),數(shù)控機(jī)床的核心技術(shù)主要是數(shù)控系統(tǒng)里面幾部分組成,其中包括顯示器、控制器、傳感器以及各類開(kāi)關(guān)等部分。但當(dāng)前90%的中國(guó)數(shù)控機(jī)床核心技術(shù)需要從國(guó)外進(jìn)口。例如,在上海有工廠的德國(guó)gitmo集團(tuán),以及意大利的利雅路機(jī)床集團(tuán),在煙臺(tái)有工廠的韓國(guó)大宇綜合機(jī)械有限公司。這些廠房雖然建在國(guó)內(nèi),但是制造機(jī)床的最關(guān)鍵技術(shù)還是掌握在這些工廠的外國(guó)人手里。國(guó)內(nèi)一般無(wú)法依靠核心技術(shù)來(lái)制造數(shù)控機(jī)床,大多都是在裝配制造環(huán)節(jié)做中高端的數(shù)控機(jī)床。國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵部件和技術(shù)主要依靠進(jìn)口,國(guó)內(nèi)大型、大型企業(yè)不多。目前,世界上最大的三家制造商是:日本三菱和發(fā)
15、那客以及德國(guó)西門子;剩下的制造水平還可以的公司有西班牙的凡高公司以及法國(guó)的扭姆公司。中國(guó)內(nèi)部有航天數(shù)控和華中數(shù)控等。我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)研究才剛剛開(kāi)始,產(chǎn)業(yè)化和水平質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,高級(jí)系統(tǒng)都是進(jìn)口的。近年來(lái),中國(guó)中部地區(qū)數(shù)控技術(shù)發(fā)展迅速,軟件水平相當(dāng)好,但在電氣硬件方面還需要進(jìn)一步完善。目前,中國(guó)的一些大型工廠還沒(méi)有采用中央數(shù)控。 數(shù)值控制函數(shù)組件是另一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。從某種意義上說(shuō),功能組件將在21世紀(jì)構(gòu)建現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床的價(jià)格和性能決定于功能部件的價(jià)格和性能,對(duì)一臺(tái)數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō),功能部件并不是配件部分,而是這臺(tái)數(shù)控機(jī)床的核心代表。國(guó)內(nèi)的數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障為問(wèn)題最大一部分都來(lái)自于功能部件,這是影響國(guó)
16、產(chǎn)數(shù)控機(jī)床使用的主要原因。從目前國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的使用以及發(fā)展情況來(lái)觀測(cè),其中迫切需要解決功能部件技術(shù)方面存在的問(wèn)題。其中最主要的問(wèn)題體現(xiàn)在可靠性以及壽命等方面,目前來(lái)看,國(guó)內(nèi)大多數(shù)數(shù)控機(jī)床滯后問(wèn)題的比較嚴(yán)重,不論是質(zhì)量方面,還是性能方面,都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,無(wú)法滿足客戶對(duì)于數(shù)控機(jī)床使用的要求。由于我國(guó)數(shù)控機(jī)床壽命短、品種少,十分影響數(shù)控機(jī)床的使用效率,由此大部分企業(yè)都采用進(jìn)口數(shù)控機(jī)床,但是進(jìn)口的數(shù)控機(jī)床,價(jià)格十分昂貴,客戶無(wú)法負(fù)擔(dān)由此帶來(lái)的成本,一定程度也給企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益帶來(lái)了很大的影響。 (2)和國(guó)際品牌存在差距 一組數(shù)控機(jī)床用戶使用數(shù)據(jù)抽查表明,在國(guó)際上眾多數(shù)控機(jī)床的牌子里面,大多數(shù)使用的企業(yè)對(duì)日
17、本、韓國(guó)以及大部分西方國(guó)家的機(jī)床品牌關(guān)注較多。這些國(guó)家的數(shù)控機(jī)床品牌在國(guó)際市場(chǎng)上占有比例超過(guò)60%。由于對(duì)于品牌的認(rèn)同度帶來(lái)的影響,導(dǎo)致用戶對(duì)國(guó)內(nèi)的品牌不自信,阻礙了國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。如哈爾濱發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限公司缸體生產(chǎn)線的自動(dòng)生產(chǎn)線,使用韓國(guó)大宇沉重的粗加工自動(dòng)專線,最后,選擇了交叉平面HULLE公司傳送機(jī),汽缸加工線是由德國(guó)交叉脫殼機(jī)公司生產(chǎn)高速加工中心和特殊的傳送機(jī),自動(dòng)在線測(cè)量機(jī)由德國(guó)、日本自動(dòng)密封測(cè)試機(jī)和清洗機(jī),精加工生產(chǎn)線是由日本拋光機(jī)、動(dòng)平衡機(jī)和高速CBN磨床組成的。 (3)研究成果轉(zhuǎn)化率低 能夠滿足用戶需求開(kāi)發(fā)新的市場(chǎng),技術(shù)創(chuàng)新是關(guān)鍵所在,而企業(yè)想要在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境
18、中不被淘汰,做好產(chǎn)品是基礎(chǔ)保證。而當(dāng)前我國(guó)的實(shí)際情況卻是大部分企業(yè)忽視數(shù)控機(jī)床方面的創(chuàng)新,市場(chǎng)定位不明確,無(wú)法集中精力,突破重點(diǎn),帶動(dòng)整體,項(xiàng)目安排盲目。一是盲目順應(yīng)國(guó)際技術(shù)潮流,提高產(chǎn)能。數(shù)控機(jī)床行業(yè)自身發(fā)展水平的關(guān)鍵在于企業(yè)創(chuàng)新能力、人員素質(zhì)和企業(yè)素質(zhì)的提高。近年來(lái),重組重組取得了一些初步成效,并不容易。面對(duì)日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求,我們必須保持對(duì)市場(chǎng)的清醒認(rèn)識(shí),審慎發(fā)展。我們還必須抓住前面和后面(即抓住發(fā)展,抓住銷售,抓住質(zhì)量,抓住服務(wù)),并仔細(xì)掌握能力。中國(guó)應(yīng)當(dāng)大力加快技術(shù)開(kāi)發(fā),成為一個(gè)制造市場(chǎng),而并非簡(jiǎn)單的加工市場(chǎng)。對(duì)于數(shù)控機(jī)床行業(yè)來(lái)說(shuō),也要堅(jiān)持技術(shù)方面研發(fā)投入,正確看待產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的觀念。二
19、是技術(shù)創(chuàng)新取得成果后,缺乏全面的市場(chǎng)化安排;質(zhì)量保證體系不完善,沒(méi)有制定相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。生產(chǎn)工藝研究嚴(yán)重滯后。因此,數(shù)控機(jī)床的市場(chǎng)份額逐年下降;第三,不注重質(zhì)量和服務(wù)。當(dāng)市場(chǎng)好轉(zhuǎn)時(shí),企業(yè)應(yīng)多關(guān)注優(yōu)質(zhì)和服事務(wù),對(duì)用戶更體貼、更熱情。公司的品牌往往是在市場(chǎng)好的時(shí)候建立起來(lái)的,它也常常在市場(chǎng)的好時(shí)候丟失。 (4)缺乏先進(jìn)的管理機(jī)制 企業(yè)普遍存在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)積極性不高、自我約束機(jī)制不完善、勞動(dòng)生產(chǎn)率低等問(wèn)題。以企業(yè)為主體,產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合,適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的技術(shù)創(chuàng)新體系尚未建立。缺乏吸引高層次、高素質(zhì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的環(huán)境,難以成功的整合各方面經(jīng)濟(jì)發(fā)展、技術(shù)創(chuàng)新以及資源方面的優(yōu)勢(shì),讓各方條件達(dá)到最優(yōu),共
20、同搭建技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)。因此,根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的客觀要求,必須建立以法律為主要內(nèi)容的現(xiàn)代企業(yè)制度。必須要把以用戶為中心的市場(chǎng)推廣理念放在首位,切實(shí)做好產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整方面的內(nèi)容,讓市場(chǎng)在資源配置中發(fā)揮最為本質(zhì)的作用。 2.4數(shù)控機(jī)床的模塊化設(shè)計(jì) 眾所周知,伴隨著數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的愈加激烈,客戶的需求性也愈加呈現(xiàn)多樣性,而機(jī)床的功能越多,性能越好,成本也就越高。在設(shè)計(jì)階段,數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)品性能以及產(chǎn)品測(cè)算總成本就能得到一個(gè)基本數(shù)值。另外,為了能夠適應(yīng)市場(chǎng)變化帶來(lái)的影響,需要我們加快速度研發(fā)新的產(chǎn)品。但是一個(gè)新產(chǎn)品研發(fā)很難能在短時(shí)間內(nèi)完成,這與響應(yīng)市場(chǎng)需求之間產(chǎn)生了矛盾。所以,我們?cè)跀?shù)控機(jī)床研發(fā)中要采用模塊
21、化設(shè)計(jì),這種方法不僅能夠提高產(chǎn)品的質(zhì)量和性能,還能降低生產(chǎn)成本,加快研發(fā)的速度,減少周期。數(shù)控機(jī)床的模塊化設(shè)計(jì),能夠很好的解決制造成本、研發(fā)周期以及機(jī)床功能三者間的矛盾關(guān)系。 第三章客戶需求元建模分析 隨著市場(chǎng)越來(lái)越由客戶需求所驅(qū)動(dòng),做好客戶需求分析就變得尤為關(guān)鍵。客戶對(duì)產(chǎn)品的需求實(shí)際上是對(duì)產(chǎn)品功能本身的需求,而產(chǎn)品是企業(yè)的生命,設(shè)計(jì)出滿足客戶對(duì)產(chǎn)品功能需求的產(chǎn)品才能使企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中生存并持續(xù)發(fā)展。因此,準(zhǔn)確分析客戶需求,計(jì)算客戶需求重要度,建立產(chǎn)品客戶需求模型是產(chǎn)品設(shè)計(jì)重要的一步,也是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品客戶需求模型到產(chǎn)品功能模型、產(chǎn)品功能模型到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模型映射的第一步。
22、 3.1客戶需求信息的整理 經(jīng)過(guò)調(diào)查收集到的原始客戶需求信息往往形式多樣,一般要對(duì)這個(gè)來(lái)開(kāi)展選擇、歸納以及整理等步驟。本文采用親和圖法(KJ法)對(duì)客戶需求信息進(jìn)行層次化分析。KJ法常常用于大量繁雜信息的處理,按其親和性,形成層次清晰、表達(dá)準(zhǔn)確的資料,是一種十分有效的處理客戶信息的方法。其主要步驟如下: ①整理得到的每一項(xiàng)客戶需求,分別寫在每一張卡片上。 ②把意思相同的卡片分在同一組,每組只保留一張卡片,將每組其它卡片廢棄并記錄它們重復(fù)的頻次。 ③將所表達(dá)意思內(nèi)容相近的卡片集中到一起,分成不同組。 ④用一個(gè)詞句對(duì)相近項(xiàng)進(jìn)行描述,為高層次的客戶需求項(xiàng)。 ⑤將步驟④得到的客戶需求
23、項(xiàng)目按意思相近的原則集中到一起,再次分組。⑥重復(fù)步驟④,用代表性的語(yǔ)句來(lái)描述每一組,即可獲得更高層次的客戶需求項(xiàng)。 ⑦重復(fù)步驟③④,并且根據(jù)實(shí)際情況,可以繼續(xù)歸并直到獲得合理的客戶需求的層次化結(jié)構(gòu)。 3.2數(shù)控機(jī)床中的模塊化技術(shù) 3.2.1基于模塊化技術(shù)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)一般程序 模塊化技術(shù)要想能夠在實(shí)際操作中充分應(yīng)用,產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程階段必須得概念設(shè)計(jì)和市場(chǎng)研究?jī)煞矫嫫鸩健?shù)控機(jī)床在概念設(shè)計(jì)階段的時(shí)候,模塊化數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品系列規(guī)范必要按照之前市場(chǎng)調(diào)查的數(shù)據(jù)結(jié)果來(lái)構(gòu)建,而且要采取模塊化的方法。系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程里的關(guān)鍵環(huán)節(jié)本質(zhì)上是系列產(chǎn)品的模塊化設(shè)計(jì),基于模塊化技術(shù)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的一般程序如圖1所
24、示。模塊化設(shè)計(jì)出了要遵循一般技術(shù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則之外,還要讓每個(gè)重要的零件和組件,在整個(gè)產(chǎn)品系列中處于通用的位置。 3.2.2模塊化技術(shù)的應(yīng)用探索和實(shí)踐 (1)市場(chǎng)調(diào)查分析。 模塊化設(shè)計(jì)成功的前提便是市場(chǎng)調(diào)查分析。必須注意并預(yù)測(cè)市場(chǎng)對(duì)同類產(chǎn)品的需求,需求比,從用戶需求分析入手,分析模塊化設(shè)計(jì)的可行性。如何開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)一系列產(chǎn)品,保證良好的制造質(zhì)量,低價(jià)成本,廣泛的適應(yīng)性,需求可以在很短的時(shí)間內(nèi),迅速對(duì)市場(chǎng)做出反應(yīng),這是調(diào)查的重點(diǎn)。高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的出發(fā)點(diǎn)是采用模塊化設(shè)計(jì),縮短設(shè)計(jì)和生產(chǎn)周期,降低生產(chǎn)成本。 (2)產(chǎn)品功能分析和產(chǎn)品系列光譜測(cè)定。 通過(guò)對(duì)產(chǎn)品功能、性能和技術(shù)水平的分析,合理
25、組合、劃分和確定產(chǎn)品系列以及考慮模塊化設(shè)計(jì)原則,該工藝需要符合市場(chǎng)需求和客觀技術(shù)規(guī)律。 (3)確定參數(shù)范圍和主要參數(shù)。 根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和一般使用范圍規(guī)則,合理確定模塊化設(shè)計(jì)所涵蓋的產(chǎn)品規(guī)格范圍。規(guī)范范圍太大,太多的規(guī)范,市場(chǎng)應(yīng)變能力強(qiáng),有利于占領(lǐng)市場(chǎng),但設(shè)計(jì)是困難的,工作量很大,甚至在一定程度上導(dǎo)致模塊化技術(shù)的應(yīng)用是困難的;相反,市場(chǎng)應(yīng)變能力減弱,但設(shè)計(jì)很簡(jiǎn)單,工作量小,容易提高產(chǎn)品性能和目標(biāo)。例如,銑床,其產(chǎn)品規(guī)格主要取決于產(chǎn)品的參數(shù),包括尺寸參數(shù)(表尺寸)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)(三沖程)和動(dòng)態(tài)參數(shù)(功率、扭矩),應(yīng)合理確定,如果太寬浪費(fèi)太低太窄不能滿足要求。此外,根據(jù)使用需求,參數(shù)范圍內(nèi)值的大小
26、和分布也非常重要。 (4)模塊結(jié)構(gòu)分析和模塊類型確定 模塊化設(shè)計(jì)的原則是盡量用幾個(gè)模塊形成盡可能多的產(chǎn)品,并在滿足要求的基礎(chǔ)上使產(chǎn)品性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉,模塊結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、規(guī)范。因此,如何科學(xué)地劃分模塊是模塊化設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)藝術(shù)性和批判性工作。既要滿足市場(chǎng)需求和使用要求,又要考慮生產(chǎn)管理的便利性。模塊類型的確定需要設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,模塊數(shù)量盡可能少,降低制造成本。 (5)模塊設(shè)計(jì)與模塊庫(kù)的建立 由于模塊要有多種可能的組合方式,所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮到模塊的零件越多,合適的參數(shù)范圍應(yīng)該是良好的制造和裝配工藝,應(yīng)該盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu)。 (6)編制技術(shù)文件 模塊的模塊化設(shè)計(jì)最終必須以技
27、術(shù)文檔的形式確定其組成,以便與特定的產(chǎn)品相關(guān)聯(lián)。因此,有必要保證技術(shù)文件編制的正確性和完整性,以便有機(jī)地連接不同的功能模塊,指導(dǎo)制造和檢驗(yàn)過(guò)程。 3.3數(shù)控機(jī)床的模塊化框架設(shè)計(jì) 總體上說(shuō),數(shù)控機(jī)床的模塊化設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)三個(gè)功能:首先是機(jī)床所具備的基本加工功能,即各個(gè)模塊部分集合為整臺(tái)數(shù)控機(jī)床必須能夠生產(chǎn)加工;且加工成品精度高,質(zhì)量好。其次是各個(gè)組成模塊相互之間的兼容性應(yīng)良好,適應(yīng)性強(qiáng);這樣可以滿足不同地點(diǎn)、不同時(shí)間、不同產(chǎn)品的加工要求;最后是各個(gè)模塊組成設(shè)備應(yīng)維護(hù)、維修便捷,容易實(shí)現(xiàn)。若出現(xiàn)模塊中某個(gè)設(shè)備損壞或部分配件壽命期限終止,應(yīng)立即更換,不影響生產(chǎn)加工,即通用性強(qiáng)。模塊化設(shè)計(jì)雖然是非標(biāo)組
28、合生產(chǎn)的思路,但仍要堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)化原則進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。 圖2總體框架設(shè)計(jì) 第四章案例分析 數(shù)控機(jī)床的模塊化系統(tǒng)設(shè)計(jì)指的是用戶提出的個(gè)性化需求,在對(duì)使用情況以及功能需求的分析基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)并劃分出可互換、功能類似的模塊,其中包括系統(tǒng)、部件、組件等,各模塊擁有不同的功能,利用模塊的拆分以及組合能夠滿足市場(chǎng)的不同需求,增加了機(jī)床設(shè)計(jì)的變化性。這種設(shè)計(jì),讓數(shù)控機(jī)床的零部件實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化,縮短了設(shè)計(jì)周期,提高了生產(chǎn)效率,加強(qiáng)了機(jī)床的加工精度以及穩(wěn)定性,增強(qiáng)了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。 本文選用了銑床XK5032來(lái)建立滿足客戶需求的模塊化設(shè)計(jì)。該銑床的XK5032的主要技術(shù)參數(shù)如圖3所示: 圖3XK5032數(shù)
29、控銑床的技術(shù)參數(shù) 4.1模塊組成部分的非標(biāo)準(zhǔn)連接模式 當(dāng)數(shù)控機(jī)床實(shí)行模塊化設(shè)計(jì)后,模塊與模塊之間采用非標(biāo)準(zhǔn)連接模式對(duì)機(jī)床連接模式進(jìn)行定義。矩陣的行列表示機(jī)床的6個(gè)主要功能模塊,分別用模塊1-6表示,例如:1-數(shù)控系統(tǒng),2-主軸模塊等??紤]到每個(gè)模塊的結(jié)合面至多不超過(guò)7個(gè),故對(duì)矩陣的每個(gè)元素用一個(gè)兩位十進(jìn)制ij表示,意為該行模塊的第i個(gè)與該列模塊的第j個(gè)相結(jié)合。 4.2模塊化組成單元 (1)數(shù)控系統(tǒng)模塊 數(shù)控系統(tǒng)模塊內(nèi)安裝有數(shù)控裝置,包括CNC裝置和PLC裝置,數(shù)控裝置正面有LCD顯示器、機(jī)床操作面板和控制鍵盤,完成人機(jī)交互信息的傳遞。CNC裝置是數(shù)控機(jī)床的中樞指揮系統(tǒng)。擁有和數(shù)控機(jī)床
30、功能符合的接口單元以及功能模塊。數(shù)控裝置背面存在不同的連接裝置,包括伺服接口、PLC端子等。PLC裝置的邏輯控制通過(guò)內(nèi)部存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)—順序控制、邏輯運(yùn)算、計(jì)數(shù)和算數(shù)運(yùn)算、定時(shí)等。PLC的主要功能為控制過(guò)程映像輸入信號(hào)和輸出信號(hào)、實(shí)現(xiàn)M功能控制及數(shù)據(jù)處理等。為了考慮兼容性和適用的廣泛性,數(shù)控裝置可以使用華中HNC-21、廣數(shù)GSK980、西門子802C等。 (2)機(jī)床本體模塊 數(shù)控機(jī)床的大型機(jī)械結(jié)構(gòu)件是機(jī)床的本體模塊,其中包括進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件以及主運(yùn)動(dòng)部件兩個(gè)部分。其中進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件由傳動(dòng)部件以及機(jī)床工作臺(tái)兩部分組成,主運(yùn)動(dòng)部件則由主軸、床身導(dǎo)軌、立柱以及箱體組成。 (3)主軸模塊 一般數(shù)控機(jī)床
31、主軸采用變頻器和異步電機(jī),伺服驅(qū)動(dòng)器和同步電機(jī)也是常采用的一種方式。每個(gè)主軸模塊包含1個(gè)對(duì)應(yīng)的異步電機(jī)和1個(gè)變頻器。在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用電主軸模塊能夠?qū)C(jī)床主軸的傳動(dòng)鏈縮短為零,省去了中間傳動(dòng)環(huán)節(jié),使得主軸的零件數(shù)量減少到最少,也使轉(zhuǎn)速更快,效率更高;同時(shí),減少中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)的外力作用,增大了傳動(dòng)的平穩(wěn)性,也提升了數(shù)控機(jī)床的加工精度。 (4)進(jìn)給系統(tǒng)模塊 每個(gè)進(jìn)給模塊有1個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器和1個(gè)對(duì)應(yīng)的伺服電機(jī)組成。由220V交流電源給伺服進(jìn)給模塊供電。該模塊使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能用來(lái)移動(dòng)部件,簡(jiǎn)化了模塊結(jié)構(gòu),便于數(shù)控機(jī)床的拆卸與回收,可滿足數(shù)控機(jī)床高速、高精度的加工要求。 (5)刀庫(kù)模塊 刀庫(kù)由PL
32、C控制輸出點(diǎn),PLC傳感器檢測(cè)刀具位置,可向PLC輸入反饋信號(hào)。刀庫(kù)模塊在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮數(shù)控機(jī)床自身的多種因素,如數(shù)控機(jī)床的型號(hào)、規(guī)格;其次需要考慮所加工工件的類型,結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度,只有合理選擇,才能發(fā)揮其應(yīng)用效果。 (6)輔助功能模塊 輔助功能主要實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑、冷卻電機(jī)、操作刀庫(kù)電機(jī)等。輔助功能模塊由接觸器和小功率異步電機(jī)等構(gòu)成。①潤(rùn)滑、切削液冷卻部分:是數(shù)控機(jī)床中必不可少輔助模塊。該輔助模塊可以提升切削液的冷卻性能,增大潤(rùn)滑程度,提高加工效率,同時(shí)能夠快速合成切削液。②自動(dòng)排屑部分:使用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的氣動(dòng)裝置,有效實(shí)現(xiàn)切屑與切削液過(guò)濾分開(kāi),在實(shí)際工作中實(shí)現(xiàn)高頻率、高效率的工作效果。此外,還可以使
33、得切削液循環(huán)使用,節(jié)約了資源。③液壓自動(dòng)夾緊模塊:該模塊使用的液壓傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)了工作臺(tái)和機(jī)床夾具的自動(dòng)夾緊和松開(kāi)功能。通過(guò)較大的機(jī)械力,促使機(jī)械結(jié)構(gòu)更加緊湊,動(dòng)作位置精準(zhǔn)可靠。同時(shí),液壓自動(dòng)夾緊模塊在使用過(guò)程中還具有調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單,噪聲較小的優(yōu)點(diǎn)。④自動(dòng)對(duì)刀模塊:該模塊節(jié)省了人力對(duì)刀的時(shí)間和對(duì)刀的誤差,減少了加工準(zhǔn)備時(shí)間,促使生產(chǎn)效率得到顯著的提升。 4.3模塊化設(shè)計(jì)的效果 XK5032立式數(shù)控銑床是由x5032立式銑床加數(shù)控系統(tǒng)而來(lái),配置了先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)三座標(biāo)三聯(lián)動(dòng),并可根據(jù)用戶要求提供第四坐標(biāo),完成直線,斜線,曲線輪廓等銑削加工。具有高精度,強(qiáng)切削,高剛性,功率大,低速轉(zhuǎn)矩大,,主軸電機(jī)
34、AC無(wú)級(jí)變速等特點(diǎn),是摩托車、模具、儀表、儀器、機(jī)械制造等行業(yè)的理想加工設(shè)備。 通過(guò)模塊化設(shè)計(jì),在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造中可以縮短設(shè)計(jì)周期,縮短制造周期,降低研發(fā)和制造成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量,提高管理效率,提高整體競(jìng)爭(zhēng)力,更好地滿足客戶多樣化的需求。 第五章結(jié)論與展望 本文主要研宄基于數(shù)控機(jī)床的客戶需求元建模方法研究。首先,我們了解了客戶需求元的相關(guān)理論,然后根據(jù)這些理論來(lái)探究客戶需求元的建模方法,從中我們可以了解到數(shù)控機(jī)床的模塊化設(shè)計(jì)才能滿足客戶多樣性的需求。從而對(duì)數(shù)控機(jī)床的模塊化設(shè)計(jì)進(jìn)行具體分析,并且聯(lián)系實(shí)際案例進(jìn)行探究,尋求更好的模塊化設(shè)計(jì),從而滿足市場(chǎng)的需求??貦C(jī)床的模塊化設(shè)計(jì)系統(tǒng)研究,
35、既離不開(kāi)工業(yè)發(fā)展的需求和企業(yè)技術(shù)進(jìn)步的激勵(lì),也離不開(kāi)廣大研究人員對(duì)其孜孜不倦的學(xué)習(xí)和模塊化研究的深入實(shí)踐。在本文對(duì)數(shù)控機(jī)床模塊化的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的分析研究,不僅可以改進(jìn)機(jī)床產(chǎn)品的性能,提高質(zhì)量,還能降低成本造價(jià)。因此,模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)在數(shù)控機(jī)床的概念設(shè)計(jì)階段,基于用戶需求用模塊化的技術(shù)手段設(shè)計(jì)出數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品系列,提高數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品開(kāi)發(fā)應(yīng)用速度,響應(yīng)了市場(chǎng)快速發(fā)展的需求。 參考文獻(xiàn) [1]蘇銘.基于SolidWorks的數(shù)控機(jī)床模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)研究[D].南京:南京航空航天2009. [2]賈延林主編.模塊化設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1993. [3]李建賓,任華麗.實(shí)例淺析數(shù)控
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