北京电机厂工艺套裁助软件开发.docx
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北京电机厂工艺套裁助软件开发.docx
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北京电机厂工艺套裁助软件开发
北京电机厂工艺套裁助软件开发
南阳理工学院
本科生毕业设计〔论文〕
学院〔系〕:
机电工程系
专业:
机械设计制造及其自动化
学生:
刘振伟
指导教师:
陈永辉
完成日期2020年5月
南阳理工学院本科生毕业设计〔论文〕
北京电机厂工艺套裁辅助软件开发
AuxiliarySoftwareDevelopmentofNestingProcess
forBeijingMotorFactory
总计:
毕业设计〔论文〕30页
插图:
26幅
南阳理工学院本科毕业设计〔论文〕
北京电机厂工艺套裁辅助软件开发
AuxiliarySoftwareDevelopmentofNestingProcess
forBeijingMotorFactory
学院〔系〕:
机电工程系
专业:
机械设计制造及其自动化
学生姓名:
刘振伟
学号:
021409107
指导教师〔职称〕:
陈永辉〔讲师〕
评阅教师:
完成日期:
2020年5月
南阳理工学院
NanyangInstituteofTechnology
北京电机厂工艺套裁辅助软件开发
机械设计制造及其自动化专业刘振伟
【摘要】众所周知硅钢片套裁优化是电机制造企业降低产品成本的重要环节之一,也是电机生产过程中的新工艺,它依照生产打算动态选择最优的套裁方案,不仅能够降低产品制造成本,而且能够进一步提高生产效率。
该软件系统是以软件技术为基础,以先进的电机冲片套裁技术为核心,实现对电机冲片套裁相关数据、过程和资源的一体化的有效集成治理。
同时又实现了对电机冲片套裁最优化方案的信息化治理,实现企业生产打算、工艺及采购部门的数据沟通和信息共享,从而为提高生产效率和降低生产成本提供了可能。
【关键词】套裁;生产打算;套裁方案;最优化
AuxiliarySoftwareDevelopmentofNestingProcessfor
BeijingMotorFactory
MechanicalDesign,ManufacturingandAutomationMajorLIUZhen—wei
Abstract:
Asweallknow,thenestingoptimizationforsiliconsteelisnotonlyoneofthemostimportantpartinamotormanufacturingenterprisetoreducedtheproductioncosts,butalsoanewprocessinmotormanufacturing,whichcanselectthemostoptimalnestingprogramadaptivelyaccordingtotheproductionplan.Itcanreducetheproductmanufacturingcostsandimprovetheproductionefficiencyaswell.
Thissoftwareisbasedonsoftwaretechnology,whosecoreistheadvancedmotorbluntpiecenestingsothatitcanrealizetheintegratedmanagementofthemotornestingdata,processesandresources.Thissoftwarecanalsorealizetheinformationmanagementofthenestingoptimizationprocess,achievethedatacommunicationandinformationsharingamongtheplanning,processingandpurchasingdepartments,thusitoffersthepossibilitytoincreasetheproductionefficiencyandreduceproductioncosts.
Keywords:
nesting;productionplan;nestingprocess;optimization
1课题研究背景和意义
硅钢片作为电机行业要紧原材料,在电机生产成本中占有〝举足轻重〞的地位。
它约占电机生产总成本的三分之一,也确实是说:
〝硅钢片价格每上涨100元/吨,电机制造成本就将上升33元左右。
同时电机又是〝材料密集型〞商品,由于设计和工艺的缘故,生产电机用硅钢片净重利用率〔指构成产品实体部分〕仅在50%左右,有的电机还达不到50%,仅有百分之四十几的利用率。
近几年来,冷轧无取向硅钢片,热轧硅钢片价格大幅涨价,使电机行业专门是中小型电机行业因离散度高,规模批量不大,因硅钢片大幅涨价,背上了繁重的〝包袱〞。
有的被迫减产,有的只能停产,少数甚至〝关闭〞。
因此只有降低电机的生产成本,走社会化、市场化、专业化套裁之路,中小型电机行业才能走出逆境,并进一步做大做强[1]。
在打算经济模式下,硅钢片作为重要生产资料,以国家指令性形式逐级分配差不多以〝指标到局,实物到厂〞方式流通,为适应打算体制,电机制造厂大多数设有冲剪加工车间,添设备,配人员是典型的〝小而全〞万事不求人,由于任务制约,冲剪车间处于能力放空〝吃不饱,饿不死〞的忙闲不均状态,从材料利用率来说,受自身生产电机大小的限制,搭配套裁困难,利用率低下,产生大量的边角余料而无专门好的出路,只能最后送钢厂回炉了事,造成庞大的资源白费。
由于打算经济模式下产品是〝统购统销〞,成本分摊压力不大,对硅钢片套裁实施市场化紧迫感不够,因此始终处于〝纸上谈兵〞状态。
改革开放以来,随着市场经济的深入进展,专门是国外进入国内的〝三资〞企业,它们以先进的理念,对传统的〝一厂一点〞进行改革,舍弃〝小而全〞,将硅钢片加工套裁由社会上的冲剪工厂进行专业加工,对硅钢片品种,规格、材质提出详细的要求,平常定期派专人去现场检查,保证按质、按量、按时将加工好的硅钢片定转子运送到指定的地点入库,进行下道工序的加工,并专业加工厂结算采纳〝带料加工〞和〝双经销〞形式,规定了双方的义务和权益,较好解决了供应链和资金链的问题,差不多上没有发生过大批量废品或脱期交货的现象,保证了主机生产厂的生产周期。
目前上海地区具有一定规模的专业化硅钢片套裁中心已初具规模,月加工能力数百吨以上规模的企业已有二十余家。
同时一些国企的冲床加工车间,随着改革的深化,实行了主辅剥离,因环保的要求冲床间已搬到郊区,实行相对独立的经济核算,除加工〝本厂〞的硅钢片外,还承接社会上其他厂的冲剪任务,跨出了走向社会,走向市场的可喜一步。
另外,上海一些经销硅钢片的流通商,专门是一些有资金,有实力大型流通商,为更好为下游企业服务,在上海宝山地区建立了物流中心,在大仓储基础上,对硅钢片实施初级流淌加工〝剪切、分条、开平〞也极大方便了客户,目前有〝剪切、分条、开平〞设备物流中心不下数十家[2]。
电机行业作为制造业,具有专门强的通用性,不管是发电机,电动机、直流电机、分马力电机、油泵电机、微电机、电动工具、家用电器等是为社会提供动力的,使用范畴十分广泛,需求量相当大,由于历史的缘故,电机行业大型骨干企业相对较少,中小企业随处可见,如江苏,浙江、福建、上海就有无锡、苏北、浙江、台州、福建、福安等较为集中,产品规格〝撞车〞,竞争趋向〝白热化〞,制造电机用的硅钢片、优质钢、轴承、电机外壳的铸件、化工材料、辅料等均涨价,受到〝多面夹击〞,而硅钢片又是〝头道工序〞,电机行业要在猛烈的竞争中〝做大做强〞必须对硅钢片实行市场化套裁,如上海某生产电机合资企业,近二百个职工每年能生产200万千瓦电机,一个十分重要的因素,确实是它的硅钢片套裁由社会化承担,它的转轴也有专业加工完成,消化了部分涨价阻碍,取得了可贵的经济效益。
因此,差不多开办的专业化硅钢片套裁加工企业,从严格意义上讲,还只是套裁中心的一个〝邹形〞,离真正市场化、专业化〝加工中心〞还有相当长的路要走,有的设备冲压能力不足,真正意义上的〝高速冲〞还不多,有的企业能力放空现象存在,有的资金还比较紧缺。
只要电机行业从硅钢片套裁社会化着手,加快零部件工艺性外协市场化,专业化步伐,集约化生产就有基础,生产成本就能适当降低,电机行业〝做大做强〞就一定会更有期望!
放眼全球,全球75%的铁矿石生产和贸易集中在世界前三名供应厂商那儿,中国40%铁出厂价大幅上涨,硅钢片资源供给严峻不足。
通过提高硅钢片套裁工艺技术水平和工艺装备水平,提高套裁利用率,降低成本,提升市场竞争能力,已成为企业刻不容缓的任务[3]。
近年来,我国中小型电机行业有了快速的进展。
据统计,2005年电机行业销售收入总额219.18亿元,同比增长27.7%;总产量10102万千瓦,同比增长21.59%;利润总额109654万元,同比增长14%。
硅钢片消耗成本占销售收入的15%左右。
国内大企业既生产交流电动机又生产直流电动机,既生产低压电机也生产高压电机,既生产小型电机也生产大中型电机的特点。
按照电机行业协会统计结果推算,电机行业硅钢片2007年需求量估量硅钢片消耗量将达到89万吨,消耗成本约58.86亿元。
假如通过该项目软件能够提高硅钢片套裁利用率,使硅钢片消耗总量下降1%左右,估量每年可节约硅钢片消耗成本(890000×2%)吨×0.58万元/吨=5162万元,其经济效益已专门明显。
通过文献检索,发觉目前尽管差不多存在有几款套裁优化软件,但其仅限于板材、钣金、玻璃等应用领域,不能应用于对电机硅钢片的套裁优化。
因此,开发一套专门适合与电机硅钢片生产工艺的套裁优化软件,解决电机制造企业套裁治理的信息化问题,具有专门好的现实意义[4]。
电机冲片优化套裁生产治理系统在电机公司的推广应用,不仅使公司原先离散的数据有效的集成,把材料定额人员和材料采购人员从繁重、繁琐的工作中解放出来,而且通过对硅钢片材料价格库及冲片优化套裁参数库的爱护及更新,在电机冲片材料采购、汇总、定额完成后可自动生成电机冲片材料的实际成本,解决了公司已往套裁技术落后、以产值为纲的粗放采购、套裁余料积压的难题。
从2005年在企业开始实践至今的六年里,电机冲片优化套裁生产治理系统先后在河南南阳防爆电机股份和北京毕捷电机股份推广应用,每个企业从电机冲片优化套裁生产治理系统引进到应用实施,总投资都不超过十五万元,两个年产200多万千瓦高、低压电机生产企业应用当年都产生200多万元的显著经济效益。
年收益率达到1600%,是经济学家推测技术创新成果转化正常年收益率200%的8倍。
因此该软件在电机制造企业具有较强的推广价值和较好的市场前景,必定会带来良好的经济效益和社会效益[5]。
2课题研究的要求及内容
众所同知,硅钢片的成本决定了电机成本的大部分,本软件可实现生产打算录入或批量导入、打算自动汇总、工艺套裁优化选择、采购打算自动汇总和打印输出等功能。
软件依照生产打算中各型号产品冲片材料牌号、定子外径进行自动汇总,对当前生产打算汇总自动冲减库存,冲片优化套裁辅助参数可依照相应公式自动运算,软件自动查询出最高利用率的套裁方案,并依照生产打算汇总结果自动运算最优套裁方案的执行张数,最终生成采购打算。
通过该软件的应用,可减少了对大量产品信息和冲片优化套裁方案参数查阅及手工运算的工作量,提高对套裁方案逐一比对、最优化选择的工作效率,确保企业在硅钢片套裁方案优化选择及生产采购的科学性、先进性和可行性[6]。
通过该软件的应用,真正实现企业在硅钢片工艺套裁方面的信息化和自动化,幸免重复性劳动、遗漏等错误的发生,解决困扰多数电机企业该环节不能自动化的技术难题,可极大的提高工作效率。
软件运行稳固、专业性强,有用性好,专门适合生产电机的企业使用[7]。
该软件以VisualBasic6.0为前台要紧开发语言,采纳SQLServer2000为数据库治理平台和ADO数据库接口技术,融合AutoCAD二次开发技术、Excel电子表格二次开发技术和OLE技术,实现了对电机冲片优化套裁方案的智能化治理。
软件采纳丰富的行业体会和先进的套裁优化技术,以产品冲片消耗材料采购成本最低、产生套裁条料最少为设计原那么进行设计创新,软件能够直截了当把繁多的冲片套裁图纸信息以冲片优化套裁参数表的形式构建专家字典,能够直截了当从PDM中提取产品数据信息,实现了电机冲片材料消耗工艺定额和生产过程各种牌号硅钢片需求打算的自动生成。
套裁优化设计人员第一通过输入当前生产打算,软件依照生产打算中各型号产品冲片材料、定子外径进行自动汇总,对当前生产打算汇总自动冲减库存,冲片优化套裁辅助参数可依照相应条件自动生成,软件自动找到利用率最高的套裁方案,并依照生产打算汇总自动运算最优套裁方案的执行张数,最终生成采购打算。
通过该软件的应用,减少了冲片优化套裁图纸参数查阅及手工运算的工作量,提高了套裁方案比对、选择的工作效率,确保了电机生产企业电机冲片的材料消耗套裁方案优化选择及工艺定额的科学性、先进性和可行性。
3课题研究的最终目标
本项目紧密结合电机或硅钢片生产企业制造工艺实际需求进行设计与开发,实现对企业冲片套裁数据的一体化治理与操作。
通过该软件的应用,将变化复杂的套裁工艺技术和动态的产品结构变化信息反映到软件系统中,工艺的改进及新工艺、新设备、新材料、新方法的实现可由工艺技术人员通过软件操作,使套裁工艺技术参数化、智能化、人性化并最大限度地提高硅钢片的利用率,降低产品成本。
项目还将实现与现有ERP治理平台的系统连接与集成,从而大幅提高治理效率和经济效益。
该项目以北京电机总厂生产打算及采购预算实际需求为背景,实现该公司产品差不多信息治理,套裁方案治理,生产打算数据输入,生产打算及产品定额数据汇总,生成采购预算报表。
通过该软件的应用,可实现企业对此类业务环节的信息化治理,能够妥善解决企业打算与采购部门间存在的信息孤岛问题,而且能够实现各部门间的数据信息共享,将原先繁琐的重复性劳动交由运算机自动完成。
同时系统实现对大量数据运算的自动更新功能,假如生产打算需要调整,依照当前选定的套裁方案,自动生成最新的采购预算报表,为企业采购部门和生产部门搭建一个实时的信息操作和数据共享平台。
同时该项目也是结合企业实际需求研发而成,电机冲片套裁技术创新过程需要投入,其中资金和人力是最要紧的,同时需要公司领导层的大力支持,为电机冲片套裁技术创新做后盾,及时解决和谐项目实施中遇到的问题。
电机冲片套裁技术创新项目实施的关键是人而不是技术文件,必须引进先进的冲片套裁技术和现代化的治理工具。
电机冲片优化套裁生产治理系统是辅助实现电机冲片套裁技术创新的现代化治理工具[8]。
硅钢片套裁工艺关键技术,硅钢片套裁新工艺应用的要紧难点在于选用先进复合开卷线设备,高精度的工装模具的优化设计,硅钢片套裁软件现代化治理手段的应用。
硅钢片是电机制造的要紧材料,基于电机定转子以圆形为主,先进的硅钢片套裁工艺是提高材料利用率、降低电机制造成本的关键。
先进的硅钢片套裁工艺需要有先进的工艺装备来支撑;现在国家标准推行的冷轧硅钢片多为卷料供货状态,复合开卷线是满足硅钢片开卷、纵剪、横剪、收卷同步进行的先进的开卷设备,它可实现毛坯料预备过程中多种工艺方案同步加工,满足不同尺寸需求的综合套裁,是提高材料利用率的必须设备。
电机冲片优化套裁生产治理系统界面友好,操作方便,易于把握,运算精度高,能够从上游准确提取电机冲片优化套裁设计数据,提取电机冲片生产打算需求数据,能为其他部门导出相应数据,通过对电机公司的生产打算库、硅钢片材料价格库、产品库等有效的集成,为公司财务部门、采购部门、生产车间硅钢片需求信息沟通和数据共享提供了一个操作平台[9]。
4系统的设计与实现
4.1任务分析
系统设计采纳VisualBasic为前台开发语言和ADO数据库访问接口技术,并以Access2007作为数据库系统平台。
利用VisualBasic编程语言实现对生产打算数据的输入,材料定额数据的集成和相应采购预算的运算和自动生成,实现企业生产打算和采购预算环节的有效集成。
该系统是以软件技术为基础,以先进的电机冲片套裁技术为核心,实现对电机冲片套裁相关的数据、过程和资源的一体化的集成治理[10][11]。
4.2采纳开发环境介绍
4.2.1系统采纳VisualBasic为开发语言
VisualBasic从1991年产生以来,现在差不多20年了。
Basic是微软的起家产品,微软因此不忘了这位功臣。
随着每一次微软技术的浪潮,VisualBasic都会随之获得新生,能够预见,今后不管微软又发明了什么技术或平台,VisualBasic一定会第一以新的姿势登上去的。
假如你想紧跟微软,永久在最新的技术上最快速地开发,你就应该选择VisualBasic。
同时VisualBasic更是一个强大的Windows平台上的开发工具,从开发个人或小组使用的小程序,到大企业应用系统,甚至通过Internet的遍及全球分布式应用程序,都可在VisualBasic提供的工具中各取所需。
VisualBasic是一种面向对象的程序设计语言,采纳控件为主题的事件驱动模型程序设计方法,大大减轻了程序员开发Windows应用程序的效率,使程序员把精力投入到系统应用中,而不是陷入Windows烦琐的处理机制和函数名称中。
VisualBasic的中心思想确实是要便于程序员使用,不管是新手或者专家。
VisualBasic使用了能够简单建立应用程序的GUI系统,然而又能够开发相当复杂的程序。
VisualBasic的程序是一种基于窗体的可视化组件安排的联合,同时增加代码来指定组件的属性和方法,因为默认的属性和方法差不多有一部分定义在了组件内,因此程序员不用写多少代码就能够完成一个简单的程序。
过去的版本里面VisualBasic程序的性能问题一直被放在了桌面上,然而随着运算机速度的飞速增加,关于性能的争辩差不多越来越少[12]。
VisualBasic窗体控件的增加和改变能够用拖放技术来实现。
一个排列满控件的工具箱用来显示可用控件〔比如文本框或者按钮),每个控件都有自己的属性和事件。
其默认的属性值会在控件创建的时候提供,然而程序员也能够进行更换。
专门多的属性值能够在运行时候随着用户的动作和修改进行改动,如此就形成了一个动态的程序。
举个例子来说:
窗体的大小改变事件中加入了能够改变控件位置的代码,在运行时候每当用户更换窗口大小,控件也会随之改变位置。
在文本框中的文字改变事件中加入相应的代码,程序就能够在文字输入的时候自动翻译或者阻止某些字符的输入[13]。
VisualBasic的程序能够包含一个或多个窗体,或者是一个主窗体和多个子窗体,类似于操作系统的模样。
有专门少功能的对话框窗口〔比如没有最大化和最小化按钮的窗体〕能够用来提供弹出功能。
VisualBasic的组件既能够拥有用户界面,也能够没有,如此一来服务器端程序就能够处理增加的模块。
VisualBasic使用参数运算的方法来进行垃圾收集,那个方法中包含有大量的对象,提供差不多的面向对象支持。
因为越来越多组建的显现,程序员能够选用自己需要的扩展库。
和有些语言不一样,VisualBasic对大小写不敏锐,然而能自动转换关键词到标准的大小写状态,以及强制使得符号表入口的实体的变量名称遵循书写规那么。
默认情形下字符串的比较是对大小写敏锐的,然而能够关闭那个功能。
VisualBasic使得大量的外界控件有了自己的生存空间。
大量的第三方控件针对VisualBasic提供。
VisualBasic也提供了建立、使用和重用这些控件的方法,然而由于语言问题,从一个应用程序创建另外一个并不简单,它需要大量的重复的试验和操作。
在VisualBasic中,能够通过属性、方法和事件来说明和衡量一个对象的特点。
(1)事件〔Event〕是指发生在某一对象上的情况。
事件又可分为鼠标事件和键盘事件。
例如,在命令按钮〔CommandButton〕这一对象上可能发生鼠标单击〔Click〕、鼠标移动〔MouseMove〕、鼠标按下〔MouseDown〕等鼠标事件,也可能发生键盘按下〔KeyDown〕等键盘事件。
总之,事件指明了对象〝什么情形下做?
〞,常用于定义对象发生某种反映的时机和条件。
(2〕方法〔Method〕是用来操纵对象的功能及操作的内部程序。
例如,人具有说话、行走、学习、睡觉等功能,在visualBasic中,对象所能提供的这些功能和操作,就称作〝方法〞。
以窗体为例,它具有显示〔show〕或隐藏〔hide〕的方法。
总之,方法指明了对象〝能做什么?
〞,常用于定义对象的功能和操作。
(3〕属性〔Property〕是指用于描述对象的名称、位置、颜色、字体等特点的一些指标。
能够通过属性改变对象的特性。
有些属性能够在设计时通过属性窗口来设置,不用编写任何代码;而有些属性那么必须通过编写代码,在运行程序的同时进行设置。
能够在运行时读取和设置取值的属性成为读写属性,只能读取的属性成为只读属性。
总之属性指明了对象〝是什么样的?
〞,常用于定义对象的外观。
Visualbasic也具有〝面向对象〞的特性,VisualBasic应用程序的差不多单元是对象,用VisualBasic编程确实是用〝对象〞组装程序。
这种〝面向对象〞的编程方法与传统的全部用代码编制程序的方法有专门大区别,就像用集成电路芯片组装电视机和用三极管,二极管组装电视机的区别一样。
明显,〝面向对象〞的编程方法比传统的编程方法更简单,更方便,同时编写出的程序也更加稳固。
因此,〝对象〞能够被看做VisualBasic程序设计的核心。
在VisualBasic程序设计中,对象中还能够包含头,手,腿,脚等部位,其中的每个部位又能够单独作为被研究的对象。
在VisualBasic程序设计中,整个应用程序确实是一个对象,应用程序中又包含着窗体〔From〕,命令按钮〔Command〕,菜单〔Menu〕等对象。
另外在VisualBasic对象是由类创建的,因此对象能够说是类的具体实例,这就好比是蛋糕和做蛋糕的模具之间的关系。
各种不同的对象分属于各种不同的种类,同一类对象可能具有一些不同的特点〔或是说同一类对象不一定具有完全相同的特性〕,具有某些相同的特性的对象,不一定是同一类对象,这就好比是人和猴子尽管都有身高、性别等特点,但二者之间还存在着智商、语言等特性差异,这两个对象之间的特性相差专门多,全然就不能确实是同一类对象。
而男人和女的,尽管有着性别、生理等方面的差异,但他们绝大部分特性相同,能够确实是同一种类。
由此,能够归结为一句话:
同一类对象的绝大部分特性相同,这也是VisualBasic语言的一个特点[14]。
4.2.2系统采纳ADO数据库连接技术
ADO在1996年冬由微软公司公布的,ADO(ActiveXDataObjects)是一个用于存取数据源的COM组件。
它提供了编程语言和统一数据访问方式OLEDB的一个中间层。
它承诺开发人员编写访问数据的代码而不用关怀数据库是如何实现的,而只用关怀到数据库的连接。
访问数据库的时候,关于
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