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中图分类号:F426文献标识码:A文章编号:1672-3791(2015)11(a)-0087-03
1我国包装机械行业的现状与存在的问题
1.1我国包装机械行业的现状
我国包装机械的起步是在20世纪的70年代,当时我国的机械研究所在参考日本包装机械的基础上创造了我国的第一台包装机械。到如今,已经经过了将近40年的发展,取得了傲人的成就。包装机械企业在我国民营和股份制的居多,占到了总数的80%以上,国有的包装企业却寥寥无几。所以,虽然包装机械已经成为我国机械工业中的支柱产业,却仍然没有太多的自主科技。改革开放以来,我国包装机械的品种已经有超过1350种,但是大部分都不能直接投入到生产中,还处在测试和改善的阶段,完全无法满足市场的需求。和发达的国家相比,我国的包装机械行业还有一定的差距,需要继续完善和改革。
1.2我国包装机械行业存在的问题
我国包装机械行业存在很多问题,一些尖端的包装机械还是从德国和日本等国进口。具体而言,我国包装机械行业存在的问题主要有以下几种。
(1)创新不足。我国包装机械设计人员的素质不高。我国包装机械的起步较晚,虽然发展得较快,但是并没有掌握真正顶端的科技。设计人员应用的设计理论和参考的设计规范比较陈旧,满足不了包装机械设计创新的需求。而且,科学研究和产业结合不够紧密。我国关于包装机械设计的研究并不少,但很少能够应用在实际的生产中。因此,我国包装机械设计的相关研究无法及时地在生产中实践,验证其可行性。最后,我国包装机械行业的资源配置不合理。我国对包装机械的宏观调控无法和包装机械行业发展的速度相匹配,而且国有的包装机械企业几乎没有,无法发挥社会主义集中力量办大事的优势。上述的几种原因,导致了我国包装机械行业的创新不足,阻碍包装机械行业的发展。
(2)包装机械设计的方法不足。我国包装机械的模型模仿性质高,设计时,往往是根据任务设计书的特征,寻找同类型的样机,在此基础上设计自己的包装机械。整个设计中创新的程度较低,参数模仿的痕迹很明显。再者,我国包装机械的性能指标不够自主。我国包装机械在确定设计任务后,机械设备的技能指标和技术性能的数据在很大程度上是仿造样机的参数。因此,设计的包装机械性能和样机相比无太多进步之处。综合上述的原因,我国包装机械行业要想发展,必须提高自主创新的能力,提高包装机械制造企业的内部管理,引入先进的技术,以此来给包装机械行业注入新的活力,促进我国包装机械的行业的发展。根据时代的需求和科学技术水平,将自动化技术引入到包装机械行业是一个很好的方法,可以使包装机械最大化地满足市场的需求,在下文中将具体分析自动化技术在包装机械中的应用。
2包装机械中自动化技术的应用
计算机技术的发展影响了多个行业,表现在机械行业,最明显的就是促进了其自动化的发展。通过计算机技术,可以实现机械系统本身信息的反馈和负反馈,从而满足机械设备的自动化生产,降低了人力在生产中的作用。包装机械并不是独立的个体,从自动包装到检测是一整条的生产线。所以,自动化技术在包装机械中的应用,也需要从不同的设备和元件分析。就以目前的情况而言,自动化技术在包装机械中的应用主要体现在以下几个方面。
2.1包装机械的传动系统
传动系统可以将未包装的物品运送到包装机械中,然后将包装好的物品传送到指定的位置。所以,传动系统是整个包装机械实现连续工作的基础。传统的包装机械,是通过控制电机来控制包装机械的生产速度。但是在PLC和变频器出现后,包装机械的传动系统将PLC和变频器应用在其中,实现了传动系统的自动化。当前较为先进的变频器集合了计算机技术、控制技术和机电一体化技术等,它可以根据设备检测到的信号主动调节速度和精度,极大提升了动作响应的速度和运行的效率。基于上述的几种优点,包装机械的传动系统在应用了变频器后取得了一定的发展,所以其使用的范围愈发广泛。目前,包装机械行业应用的变频器主要的品牌有西门子和施耐德等,我国还没有较为成功的自主变频器品牌。
2.2包装机械的显示器
包装机械在应用自动化技术后,会有很多的模拟信号,这些模拟信号在被接手后会显示在显示器上,人们可以根据信号的特点来判断包装机械设备的运行状态,然后直接在界面上进行相应的操作,这种信号再反馈给包装机械,改变其生产的各种状态。目前的包装机械还是以文本显示器为主,少数较为先进的包装机械采用了触摸屏的形式。显示器是人为控制生产的重要环节,当包装机械设备出现问题后,信号会最先反映在显示器上,然后就可以实现人为调节的操作。也就是说,显示器也同时相当于控制器,是人与包装机械之间的信号转换器。目前,这种人机操作界面的显示器生产商主要是西门子和三菱等企业,我国也有一些品牌的人机操作界面显示器,但是和德国与日本等发达国家还存在一定的差距。
2.3包装机械的控制系统
包装机械的自动化控制系统主要是通过PLC系统实现,PLC可以将人们编写的程序语言逻辑化地反映在包装机械的生产中。而且,PLC控制系统还有可靠性强、设计较灵活和操作简单等优点。根据包装机械行业的发展,PLC的应用极大提高了包装机械的自动化程度,满足了生产对包装机械的需求。所以,PLC在包装机械中的应用愈加广泛,两者相互促进。生产饮料包装和方便食品包装的包装机械大多采用PLC的控制系统,变频器和PLC共同支撑起了整个包装机械的自动化生产。以目前的情况而言,在未来的几年中,PLC还将是主流的包装机械控制系统。包装机械的PLC系统主要由三菱、西门子和施耐德等企业生产,基于PLC的优点分析,它在包装机械中的应用会越来越广泛,促进包装机械行业的自动化发展。
2.4包装机械中的模块化设计
模块化设计是包装机械为了应对包装机械生产较为单一的情况,同时,模块化设计是一种用功能决定包装机械设计的手段,它可以最大化满足客户的需求,应对市场的变化。这种设计也减缓了包装机械更新换代的速度,用类似半智能化的设计手段来促进包装机械的发展。通过包装机械的模块化设计,包装机械在生产中有了更多的选择,包装机械的控制系统可以根据实际的生产需求切换到不同的模块,实现包装机械生产的自动化。将模块化设计这种自动化的手段应用在包装机械中的优点有很多,首先,可以建设包装机械的设计环节。包装机械的设计是一个复杂的过程,需要从多个需求入手,然后分别设计相应的功能,最后综合机械设计的原则和指标,完成包装机械的整个设计。但是模块化的设计却可以极大程度地简化包装机械的设计过程,原本的模块是固定的,只要根据功能需求选择相应的模块,然后综合在一起,就可以基本完成整个设计。其次,产品柔性程度高。模块设计和机械设计不同,它可以独立存在,随时将最新的技术应用在自身。因此,模块化设计的更新换代是极快的。在此基础上,生产商可以通过模块设计。再者,成本较低。模块化的包装机械在设计和制造的过程中都可以通过选用相应的模块来完成,再加上设计的柔性较高,可以实现小批量的生产,降低了包装机械的设计制造成本。由上述分析可以得出,模块化设计这种自动化技术在包装机械行业的应用,直接面向市场,在提高包装机械自动化程度的基础上,还很有利于包装机械行业的发展。
2.5包装机械中的检测系统
包装机械生产并不能够包装生产的有效性达到100%,所以还是会有废品的出现。企业通过包装机械生产的产品也有不合格的,要通过检测系统检测包装出的产品是否合格,然后将不合格的产品挑出来。目前,包装机械的检测系统都是自动化进行的,首先传动系统将包装的成品运送到检测的指定位置,然后通过探伤等检测手段,检验产品的合格性。若产品合格,传动系统将成品运送到下一个环节,若不合格,将用机械手臂把不合格的产品挑选出来。整个过程都是自动化地进行,无需投入太多的人力。传统的包装机械生产成品检验是通过人力完成,效率很低,而且有极大的错误率,企业不仅需要投入大量的资金,还无法保证产品的质量。自动化检测应用在包装机械行业后,改善了整个包装机械成品检验的过程,提高了检验的可靠性,也提高了生产的效率,降低了企业的投入。自动检测技术其实是传感器和计算机系统的结合,检测到的信号通过传感器率先反馈给计算机系统,然后计算机系统根据收到的信号做出逻辑判断,发出不同的指令,指挥机械的运作。上述的几种都是自动化技术在包装机械中的应用,包装机械作为配套的设备,若想满足市场的需求,必须继续再度提高自身的自动化水平,尽量将自动化技术应用在每一个可能的设备和环节中。
3我国包装机械行业发展对自动化的要求
3.1包装机械自动化发展趋势
包装机械行业还在快速的发展中,各种新的思想和技术都在不断地应用在包装机械中。具体而言,包装机械自动化发展的趋势主要体现在以下几点上。
(1)生产效率的不断提高。包装机械生产产品的效率越高,生产成本就越低,这是企业一直追求的目标。所以,自动化在包装机械中应用的趋势是不断提高其生产的效率。
(2)适应产品的变化。商品的包装变化性很强,所以要求包装机械有很强的柔性,能够适应包装物品的变化。换言之,当商品的要求发生变化时,不用相应地更换包装机械的生产线,只需做出相应的调整即可。
(3)故障少,易排除。自动化技术的应用可以提升计算机系统在包装机械中的作用,方便故障的诊断和排除。包装机械自动化发展的趋势要求输入指令后计算机系统能自主地检测其中的故障,也可以通过远程诊断排除设备的故障。
(4)有一定的自动识别能力。包装机械的生产效率要提高,必须具备一定的自动识别功能,该功能通过传感器和逻辑程序实现,如上文分析的PLC系统主要就是为了满足包装机械的自动识别要求。增加自动识别能力后,包装机械的整个生产就可以在一定的范围内成为独立的个体,满足生产的各种需求。
(5)污染少。当前发展的经济是可持续发展的经济,要求生产中产生尽可能少的污染和垃圾,同时还要求在同等消耗的前提下生产尽可能多的产品。因此,包装机械自动化发展的趋势也包括着减少环境污染的要求。
3.2包装机械发展对自动化的要求
包装机械行业发展的趋势是向着生产的高效率、柔性强、故障易排除、有自动识别能力和污染少的方向。所以,相应的包装机械发展对自动化技术也有了一定的要求,具体如下。
(1)传感器技术。传感器技术是收集和接受信号的基础,也是实现及其内部自主控制的基础。因此,要提高包装机械行业的自动化程度,必须加强传感器在其中的应用。
(2)物流自动化技术。物流自动化技术是整个包装生产线传动的基础,因此物流自动化可以将包装生产连成一个整体,大幅度节省人力和物力的输出。基于此,必须加强物流自动化技术在包装机械中的应用,提高其自动化的程度。
(3)安全检测技术。检测技术是传递信号的基础,检测设备通过各种手段将检测到的数据转换为信号传递给传感器,再通过计算机的处理形成新的指令,指挥包装机械的生产动作。因此,安全检测技术在包装机械的自动化中也是必不可少的一部分。
4结语
随着时代的发展,机械行业的要求也来越高。在包装机械行业,其更新换代的速度较快,对机械设备的柔性要求很高。因此,要满足市场的需求,必须加快包装机械自动化程度的发展。我国包装机械行业的起步较晚,要赶上发达国家的步伐,必须将智能化的概念引入到包装机械中,应用机电一体和自动化等技术,实现生产效率的提高和智能化的生产。文中研究的包装机械自动化只是包装机械自动化发展的一部分,还有更多的技术值得我们研究。相信随着科技的发展,包装机械必将满足所有的市场需求。
参考文献
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关键词:服装代工企业;包装自动化;项目管理
中图分类号:F424 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2014)35-0031-02
随着项目管理理论研究的不断发展,其应用领域也越来越广。从最初的工程建设领域到最尖端的软件开发项目,项目管理都发挥了重大的指导作用,为项目的成功实施提供了有力保障。但是对于传统服装代工企业来说,因为处于行业产业链的低端,属于典型的劳动力密集型行业,企业主要专注于生产运营管理,对于项目管理理论方法的应用很少。近年来,随着国内人口红利时代的结束,企业用工成本不断提升,迫使企业不断采用自动化设备或者优化生产流程,从而降低生产成本。每一次设备引进或者流程优化都可以作为项目来实施,因此项目管理在服装代工企业有着广阔的应用空间。
本文以实际操作中的E公司包装自动化设备引进项目为背景,分析企业自动化项目在范围管理过程中存在的问题,对以下内容进行了研究并提出了一系列范围管理措施:项目范围管理实施与保障制度建设;自动化项目需求变更控制管理与策略;导入配置管理工具在范围控制中的必要性;项目管理工具在项目范围管理过程中的应用。
通过项目管理理论在本次自动化项目实施的应用,验证了有效的范围理能避免企业走弯路,有效的保障了项目在规定的时间和预算内实施,提高了项目的成功率。同时,本文对类似的自动化项目具有一定的参考价值和指导意义。
1 项目管理理论概述
项目管理就是以项目为对象的系统管理方法,通过一个临时性的专门的柔性组织,对项目进行高效率的计划、组织、指导和控制,以实现项目全过程的动态管理和项目目标的综合协调与优化。所谓实现项目全过程的动态管理是指在项目的生命周期内,不断进行资源的配置和协调,不断做出科学决策,从而使项目执行的全过程处于最佳期的运行状态,产生最佳的效果。所谓项目目标的综合协调与优化是指项目管理应综合协调好时间、费用及功能等约束性目标,在相对较短的时期内成功地达到一个特定的成果性目标。
2 包装自动化项目背景介绍
2.1 服装代工行业面临的问题
服装产品单价低,数量特别巨大。代工行业的特性决定了其客户品种繁多、生产周期短、质量要求高的特点,决定了生产工艺需要大量的操作人员完成,也就决定了公司劳动密集型企业的特质。而在现今的情况下,随着人口红利的消失,劳动力成本不断提升,人民币的不断升值加剧了企业的竞争压力,这给给行业的发展管理及盈利造成了很大的困难。
面对这种情况,企业一方面要不断提高自己的经营管理水平,引入科学的管理方法,如精益管理等,改善流程,提高效率。另一方面,企业寻求引入先进的自动化设备来代替人工,在实现经济效益的同时,提升产品质量,提高自己的竞争力。
2.2 包装自动化的应用前景
服装代工企业面临大量的客户,给包装工作带来很大的挑战。客户不同,对应的包装要求往往不同。即使是同一个客户,面向不同的走地,其包装要求也可能会有很大的不同。由此行业特性决定工企业中要求的复杂性。
代工行业的特性决定企业的主要关注点在于降低生产成本,因此当前的操作流程大多由人工来完成。但是,每一个流程对应的功能都有相应的自动化设备来实现:
①自动开箱:自动开箱机器代替代人工开。
②自动贴贴纸:自动打印工厂自定义的条形码(条码编号不可以重复),该条形码信息对应扫描ASN系统里的JO、PO、COLOR、CARTON、SIZE,也要代表物流路线的唯一识别条码,如称重、封箱、喷唛、外箱贴纸、打带、分货上板的信息,如还有特殊的客供贴纸,要扫描工在此处完成。
③自动称重:自动识别工厂条形码读取相对应的JO资料信息,经过自动称重站处称重,并将数据上传到ASN系统。
④自动封箱:自动识别工厂条形码读取相对应的JO资料信息,选择经过不同封箱胶的封箱机进行自动封箱(底和面两层)。
⑤自动喷箱唛:自动识别工厂条形码读取相对应的JO资料信息,进行喷箱唛、重量、PO,SIZE,COLOR,CARTON等信息(将不再需要纸箱供应商在纸箱上印箱唛,从而节省成本)。
⑥自动打印外箱贴纸:自动识别工厂条形码读取相对应的JO资料信息自动打印出来,并按要求贴上外箱贴纸。
⑦需要验针的货分开上板运输到验针房。
⑧自动打带:自动识别工厂条形码读取相对应的JO资料信息选择经过不同带的打带机进行自动打带。
⑨质量检查:利用影像技术对外箱进行全检。
⑩自动扫描过仓:安装扫描设备扫描工厂条形码并将数据传输到ASN系统。
{11}机器人分货上板:自动识别工厂条形码读取相对应的JO资料信息,利用机械手按JO信息分开上板。
2.3 包装自动化的意义
2.3.1 降低劳动力成本
公司现阶段的这些包装操作基本是依靠人工来完成的,包装生产线自动化改进后可节约大量的人员招聘、培训的成本,降低人力部门的压力。自动化设备取代人工封箱、人工称重、人工写箱唛、人工贴外箱贴纸、人工打带、人工扫描过仓等简单工序,在提高工作效率的同时,减少了低技能工种的人数,利用滚筒运输代替人工搬运,降低了劳动强度,缓解了低技能低工资人员流失再招聘的恶性循环。
2.3.2 提高产品质量
智能包装生产线采用标准化作业流程,可避免因人为不规范操作造成的质量问题。采用自动化流程后,会减少大量的人为操作错误或误差,大大的提高了产品质量,避免不必要的消耗,降低制造成本,同时减少了物料的浪费,从而提高成衣包装质量与客户满意度。自动称重系统确保了报告重量准确性,减少了报关差异。
2.3.3 提升公司形象
包装自动化生产线整洁美观,有利于提升公司形象,提高客户对公司的评价水平。
3 包装自动化项目管理的研究
3.1 范围管理
项目应以需求为核心。一个项目是否能够成功,对需求的准确把握非常重要。需求必须获得客户的确认,确认的内容包括项目的目标、范围以及项目需求功能点。服装代工企业面临的客户繁多,要求复杂,而自动化设备适用于简单规格参数的产品,因此,确定项目的范围非常关键,既要考虑公司的长远发展,又要充分考虑到公司的实际情况。
3.2 时间管理
保证项目进度不出现大的偏差的前提是制定一个好的项目计划。必须根据项目规模,成员情况,技术难度等多方面考虑整个项目计划。
服装代工企业面临的客户繁多,要求复杂,而自动化设备适用于简单规格参数的产品,往往需要研发新的产品来应对,因此项目周期非常重要。首先,选择符合项目的生命周期。其次,要每日跟踪项目的进展情况。可以通过晨会、周会以及项目日报、项目周报了解项目进展情况。同时,需要为各小组指定进度跟踪人,根据各个小组长的日报,判断实际的进度是否与计划出现偏差,并且要制定项目进度偏差的应对方法。
3.3 变更管理
变更包括需求变更、人员变更。如果不控制好,两者对项目的进展都会带来灾难性的后果。服装代工企业人员流动率大,对于人员变更的管理需要谨慎应对。如果发生人员进入的情况,那么对项目带来的通常都会是好的影响。但我们也必须注意如何让新成员更快地融入团队。整体上讲,如果需要新成员加入,发生变更的最佳时机是项目前期。如果在项目中后期加入新成员,则无疑意味着项目出现了灾难性的后果。而新增加的成员由于不熟悉项目,能带来作用也是有限的。如果不处理好新成员与老成员之间的合作关系,反而会带来负面影响。人员的退出很多时候是不可控的,对项目带来的影响也是不可估计的。而在人员退出时,必须做好交接工作。同时对这种变更进行合理的评估。如果对项目进度有严重影响,应争取最大的努力取得客户的理解,提出项目延期的申请。
3.4 风险管理
项目风险包括需求的风险、进度的风险、质量的风险以及技术风险等。必须制定一套完整的风险管理计划,应对突发事件的影响。包装自动化项目需求变动性大,项目人员组成复杂,风险管理十分重要。
3.5 沟通管理
项目中沟通对象主要为项目干系人,不同干系人需要的信息可能不同。所以在项目启动时,就要识别所有的项目干系人,以及不同人的不同信息需求。服装代工企业的干系人既包括公司领导,也包括销售人员、工程技术人员、销售人员、操作工人、供应商等。
4 结 语
国内服装代工行业持续受到劳动力、材料等成本上升带来的压力,越来越多的订单被转移到东南亚成本更低的国家,通过引进先进的自动化设备来降低生产成本,提高竞争力的需求非常强烈。包装自动化项目的进行需要详细考察用户需求,谨慎安排进度管理,积极进行变更管理,全程做好风险管理,积极与相关干系人沟通,保证项目的顺利进行。
参考文献:
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[2] 郭波,龚时雨,谭云涛.项目风险管理[M].北京:电子工业出版社,2008.
关键词:玻璃西林瓶药品 包装 自动化系统设计 分析
在新形势下,随着人们生活水平的提高,对药品方面的信息传播提出了更高的要求。对于药品包装来说,它是药品信息功能传播的重要载体,在对应的流通渠道中扮演着重要的角色,发挥着不可替代的作用。在药品包装方面,根据药物的不同,其传递的信息也会各不相同。针对这方面,对药品包装进行自动化系统设计已成为一种必然趋势。因此,本文作者站在玻璃西林瓶的角度,对其药品包装自动化系统设计这个课题予以了相应的探讨。
一、药品包装概述
站在客观的角度来说,药品包装就是一种加工过程。它是指以适宜的容器、材料为纽带,以对应的包装技术为媒介,对各种药物的半成品、成品进行一系列的操作,比如,封、贴。在此基础上,使药品的品质得到保障,签订商标以及说明。对于药品包装来说,主要可以分为这几类,内包装、外包装、单剂量包装。在包装的时候,需要根据药物各方面的特性,采用不同的包装方法。在一定程度上,对于药品包装来说,具有其特殊作用。比如,设保护作用、标示作用。具体来说,比如,它能够为患者提供便利,帮助患者合理用药,避免各种用药纠纷的发生。比如,它能够使管理人员采取正确的运输方式,避免对药物造成的损害。
二、药品包装设计
近年来,我国药品包装设计已步入到崭新的发展阶段。但和国外相比,我国药品包装设计还需要不断完善,才能在激烈的国际市场竞争中生产下来。对于不同种类的商品来说,都具有其审美功能、实用功能。而对于药品包装设计来说,它不仅具有其审美功能,还承载着企业的文化内涵。换句话说,药品包装设计是对药品企业形象的一种具体展现。由于药品具有其特殊性,在对药品进行设计的时候,需要对相关因素进行全面考虑,不能只注重药品某方面的设计。这样将会阻碍药品的流通,损害企业的形象,影响产品的销售。此外,在药品包装设计方面,需要遵循对应的原则。比如,药品包装的设计要具有其科学性、合理性。在设计过程中,一定要严格按照药品包装设计的相关规定,进行合理设计。比如,在药品包装设计过程中,需要遵循其审美性。在设计过程中,需要根据不同地域特点,呈现不同的审美特点。
三、玻璃西林瓶药品包装自动化系统设计
在新时代下,玻璃西林药品包装设计已经无法满足时展的需求,需要进行自动化系统设计。在此基础上,实现玻璃西林药品包装的自动化生产。因此,本文作者对玻璃西林瓶药品包装的自动化系统设计予以了对应的分析。
1、玻璃西林瓶药品包装自动化系统构成
总的来说,它主要是对其控制系统进行改进设计。其控制系统是由多个元素组合而成的。比如,PC数据处理软件、运动控制系统。在自动化系统中,PLC是其控制系统,安装在药品生产的包装现场。而PC位于其中的中控室,能够在线进行相关数据信息的处理。具体来说,在药品包装自动化系统设计中,其中控制系统的设计充分利用了计算机的控制系统。同时,对于药品包装自动化方面,控制系统是其重要的元素,发挥着不容忽视的作用。对于控制系统来说,它的硬件部分是由多个元素组成。比如,操作元件、控制元件、PLC控制器。在药品包装自动化设计方面,其控制系统主要具有这些方面的功能。
2、控制系统的功能
从某种意义上说,在玻璃西林瓶药品包装自动化系统中,控制系统主要具有这几个方面的功能。一是:控制系统具有其显示报警的功能。在系统运行过程中,一旦所需要的原材料、产品出现堵塞现象,对应设备就会自动做出报警提示。在此基础上,药品包装过程中,设备会自动断电。只要重新开启设备,起重的执行元件便会回到原始位置。同时,其中的可编程控制器可以对设备内部的故障进行准确的诊断。一旦有故障发生,设备可以自动停止工作,具有其自我保护的功能。该功能能够避免设备遭到损害,延长设备的使用寿命。二是:控制系统具有检测功能、控制功能。在玻璃瓶药品包装过程中,控制系统借助对应传感器的力量,自动对设备的不同工位、药箱的运行轨迹进行检测。一旦出现问题,PLC控制系统会以传感器为桥梁,合理控制设备,进行相关操作,比如,启动、停止运作。三是:控制系统具有灵活的操作过程。在控制系统运行过程中,可以采用这三种控制方式,即“手动”、“自动”、“单机运装”。这三种控制方式具有不同的作用。在系统的相关界面上,不仅会显示设备的运行状态,还会显示系统故障信息。在系统中,设置手动操作可以使设备具有更好的可操作性、可维护性。如果在系统运行过程中,自动装置发生故障,可以采用手动操作进行相关的操作。进而,保证药品包装的顺利进行。
总的来说,对于玻璃西林瓶药品包装方面来说,其自动化系统设计中,需要根据药品的功能、特性,设置不同的功能板块。并以此为基础,设置不同的单元。比如,药品画面设计、相关程序设计、系统管理软件、维护系统。在不同单元作用下,实现系统的自动化操作。比如,能够自动对系统进行维护、自动对系统故障做出报警反应、进行相关数据信息的处理。
四、结语
总而言之,在新时代下,对于玻璃西林瓶药品包装来说,实现自动化系统设计是非常必要的。一是:它能够提高药品包转生产的效率,更好地展现玻璃西林瓶药品各方面的功能,更好地传递药品自身的信息。二是:它能不断推动产品的销售,为患者安全用药、合理用药提供保障。三是:避免设备故障的频繁发生,保证系统的正常运作。四是:使药品企业树立良好的形象,减少生产成本的支出,提高企业的经济效益。站在长远的角度来说,在经济全球化的浪潮中,它能够使我国的药品包装设计在国际市场中赢得一席之地,走上长远的发展道路,拥有更好的发展前景。
参考文献
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引言
随着农业综合开发,多种经营的发展,盆花种植面积不断扩大,盆花生产趋于规模化、多样化、精确化[1-2]。2011年,我国花卉生产总面积102.4 万公顷,比2010年的91.76 万公顷增加11.6%;销售总额1068.54亿元,比2010年的861.96亿元增加24%;出口额4.8 亿美元,比2010年的4.63 亿美元增加3.7%。由此可见,花卉生产在促进经济发展,满足市场需要方面发挥着越来越重要的作用。但目前大部分盆花收获过程中的包装作业还主要依靠人工作业,这些都是大量重复繁重的劳动,易使工作人员疲劳,不仅工作效率下降,同时也会影响盆花采收和分级的品质。由于盆花收获期较短,其人工收获劳动强度大,效率较低,不能满足市场对盆花的品质和新鲜度的要求,简易的机械收获和包装易造成盆花外形的损伤,而国外相对成熟的盆花包装机又存在价格昂贵、设备维修困难、不适合我国国情等难题[3-4]。针对以上情况,北京京鹏环球科技股份有限公司设计开发一种适合我国国情的盆花全自动套袋包装机[5-6],该包装机可完成盆花自动抓取、撑袋、套袋、排列等一系列连续动作,实现盆花包装的自动化,解决人工手动套袋造成花卉品质不一致、劳动效率低下等问题,提高盆花包装的品质和新鲜度,解放劳动力,改善劳动条件、降低作业费用和提高劳动生产率,增加产品附加值,促进花卉产业快速发展。
盆花自动包装机的研制
盆花自动包装机的总体设计
图1,图2为盆花自动包装机的整体外形,主要由三部分组成:盆花输入系统、盆花自动包装系统、盆花输出系统。每个系统都是一个独立的运动系统。整个系统具有方便操作、动作快捷、包装美观、无需人工等优点,此设备的投产将大大提高盆花包装的速度,达到节省劳动时间、节省生产成本的目的。其工作流程:
盆花自动包装机在电机的作用下驱动水平运输带上的盆花移动,当盆花移动至靠近水平运输带终部的光电开关反射区域时,终部的光电开关将信号传送至顶部电动滑台系统,顶部电动滑台系统移动至盆花上方,在气缸的驱动下,夹持爪将盆花抓住,与此同时,挂在支袋撑板上的包装袋被吸开,夹持爪将抓取的盆花缓慢进入撑开的包装袋中。待盆花完全落入包装袋中,气缸驱使气爪伸缩至合适位置并在气爪完全打开的状态下夹取套有包装袋的盆花,将盆花输送至盆钵中,实现盆花包装的自动化。当盆花完全落入包装袋后,气缸与气爪在底部纵向电动滑台的支撑下做纵向运动,当下降至与底部输送带同等高度的时候,沿着底部横向电动滑台的方向将带有包装袋的盆花放入底部输送带的盆钵中,由底部运输带运送出去,然后将套好包装袋的盆花放入指定的盆花储存架上或其他指定的位置。
盆花输入系统
盆花输入系统(如图3)主要包括盆花输入带,该机使用时通常与盆花分级系统共同连用,盆花分级系统输送过来的盆花由输入系统运送至盆花包装系统进行包装,因此,在设计时要协调好与上一系统环节的关键定位尺寸,应选择同一基准面,盆花输送带上面的高度要比上一级的花卉分级系统输送带上面的高度低2~8 mm,以便于盆花可以在输送带上正常的运动。当调整好输送带的运行速度后,安装调节光电感应开关的位置,使盆花在输送带停止运行后,能够停在气缸夹持爪可以夹持到的位置,且不会从皮带上掉落。
盆花输入系统的水平运输带上有一组光电反射开关,当盆花输送至包装机即将进行包装时,光电开关将信号传递给盆花机械手进行抓取盆花等动作。该输入带速度为0~1 m/s可调节。
盆花自动包装系统
盆花自动包装系统为此设备的关键工作环节,主要包括盆花套袋机械手、撑袋与落袋系统、盆花夹持结构、气动与电动滑台系统等。该系统可以利用机械手完成自动抓紧、撑袋、套袋、排列等一系列顺序连续动作,实现盆花的自动套袋包装过程。
盆花套袋机械手
盆花套袋机械手悬挂于顶部横向和纵向电动滑台上,当盆花传递过来时,根据信号在横向或纵向电动滑台上移动,完成夹取盆花、并将盆花放入包装袋中等动作(如图4)。
撑袋与落袋系统
撑袋与落袋系统,包括储袋系统、真空吸盘、静电消除器及缓冲气缸,当盆花套袋机械手将盆花抓起并移动至包装袋上方位置时,真空吸盘将储袋库中的包装袋吸开,此时静电消除器喷射气体将包装袋进行预撑开并具有消除包装袋之间静电的作用,储袋系统由一个带有缓冲功能的气缸支撑,目的是吸收真空吸盘与支袋撑板之间的撞击力,包装袋完全打开后,盆花即可顺利落入其中(如图5)。
盆花夹持结构
由气缸和气爪组成,气缸带动气爪的伸缩运动,气爪开闭可实现对套完包装袋的花盆自由夹取并将花盆送入指定的穴盘内(如图6)。
气动与电动滑台系统
包括6个电动滑台,3个气缸;其中,盆花套袋机械手上有横向和纵向2个滑台,用于带动机械手自由走动;盆花夹持结构有2个纵向,1个横向共3个滑台,用于带动盆花夹持结构自由走动;撑袋机构的缓冲气缸上有1个滑台,用于带动撑袋机构自由走动。3个气缸分别用于对盆花机械手的夹持爪进行驱动、气爪的驱动、储袋系统的缓冲作用。
盆花输出系统
综合考虑输出带安装的最低位置要求,及花盆抓取后所能下放的空间,以及抱盆爪运动的轨迹等因素,调整输出带的位置高度,及前后输送距离。使调整好的输送带,适合下一工作环节使用。该输出带与输入带运行速度一样,均为0~1 m/s可调节(如图7)。
盆花自动包装机控制系统的设计[7-8]
对盆花自动包装机来说,机械结构决定了该设备的功能,控制系统决定了该设备的功能是否能够正常工作。随着设备功能的越来越强大,控制系统技术不断更新,核心组件越来越小,逐渐向集成化、小型化、智能化发展。对于本设计,控制系统是包装机提高自动化程度的关键技术。
在此设计中,盆花自动包装机主要由输送带系统、套袋机械手、撑袋与落袋系统、夹持系统、启动与电动滑台系统等5部分组成。因此,控制系统完成的运动功能大体上可以分为以下几部分:传送带的启停运动、套袋机械手的展开与收拢、夹持爪的收拢与展开动作、夹持爪的收拢与展开动作、电动滑台的来回滑动动作。这几部分运动都按照设定好的工作流程运行,彼此交叉进行。
该包装机控制系统主要由硬件系统和软件系统构成。
盆花自动包装机硬件系统的设计
PLC机型的选择
在选择PLC型号时,应在满足控制系统功能要求的前提下,选择最可靠、最稳定、使用维护最方便以及性价比最优的机型。本设计中,选择西门子S7200系列CPU226的PLC控制,这个型号的PLC有24点的开关量输入和16点的开关量输出。选用这款PLC还需要配备功能扩展模块来与上位机进行通信;上位机可以通过GX-Developer编程软件来对FX1N进行编程,或者可以直接对可编程控制的运行情况进行监控。
PLC容量估算
由于在I/O点数选择时,需要留有一定数量的备用(如图4)I/O点(大约为输入/输出点数的15%~20%),根据包装机工作要求,需增加2个模块EM222进行扩展,该模块输出点数为8,因此,该包装机PLC容量为24+16+8x2=56个。
控制系统的要求:在盆花自动包装过程中,由PLC控制系统统一协调各执行机构完成相应动作。PLC控制系统要可靠性高、稳定性好,还应性价比高、易于扩展,并有良好的开发环境。包装机控制系统的主要执行元件是步进电机、气缸和液压马达,而要想控制这些执行元件动作,系统首先要控制电磁换向阀按预定的时序开闭。此外,控制系统还应具有简单的数据处理功能,以计算排种器转速。控制系统还应能控制播种机的开启、暂停、设定、状态指示、停止等(如图8)。
盆花自动包装机软件系统的设计
盆花自动包装机的PLC控制系统的硬件主要由PLC及外部设备组成。软件部分主要涉及系统程序、应用程序和编程语言。PLC支持的FX系列编程语言有指令表、梯形图以及顺序功能图SFC(Sequential Function Chart)。SFC是一种先进的设计方法,具有很好的通用性和规范性,使用它可以节约大量的系统开发时间,提高开发效率。PLC在系统中的主要功能是协调各子系统按照播种要求进行工作。因此,它既要完成各种逻辑控制,还要进行系统的监控。盆花自动包装机工作流程示意图如图9所示。
盆花自动包装机的试验
试验的目的、要求
根据使用要求,对盆花自动包装机的包装速度、机械手行程、整机额定功率指标进行检测。
试验条件
(1)试验应有检测部门、设计单位和承担试验的用户参加。
(2)试验的数据实测由具备试验设备及条件的有关国家科研单位的检测部门进行并出示检测报告。试验地点在北京市通州区双埠头村北京农机所试验示范基地。
(3)试验用仪器、仪表(主要是秒表和卷尺)由测试部门准备,其性能指标应符合国家有关条件的规定。
试验测试指标要求
(1)包装速度(单爪)≥100盆/h;
(2)机械手行程≥500 mm;
(3)整机额定功率≤1.5 kW(不含空压机)。
试验内容、方法、步骤、记录及数据处理
(1)试验内容:进行JPBZJ-1型盆花自动包装机包装速度、机械手行程、整机额定功率测定。
(2)试验方法、步骤:对于JPBZJ-1型盆花自动包装机,国家目前尚无成文的检测测试规范。
(3)试验步骤
① 本试验用的盆花是红掌盆花。装红掌的花盆尺寸为:上口直径170 mm,下口直径120 mm,高150 mm。
待JPBZJ-1型盆花自动包装机运行平稳后,控制系统启动,入口盆花输送带电机启动,盆花包装出口输送带电机启动,盆花夹持抓取机械手和盆花夹持摆放机械手自动归位于起始点,将试验的盆花放在包装机入口盆花输送带上,输送带带着花盆运行到光电开关感应的位置,开始启动秒表,盆花包装机连续完成10盆盆花包装后,停止秒表记录,将完成的时间记为T(s),连续测试5次,将每次完成10盆盆花包装的时间Ti(s)记录在表格内,对五次包装的时间取平均值B= (s),由此可以计算出包装1盆盆花平均时间为A=B/10(s/盆),每小时JPBZJ-1型盆花自动包装机的包装速度为Q=3600/A(盆/h)。
② 待JPBZJ-1型盆花自动包装机运行平稳后,控制系统启动,入口盆花输送带电机启动,盆花包装出口输送带电机启动,盆花夹持抓取机械手和盆花夹持摆放机械手自动归位于起始点,将试验的盆花放在包装机入口盆花输送带上,输送带带着花盆运行到光电开关感应的位置,夹持抓取机械手撑开移动到盆花的正上方,收紧机械手抱紧盆花向上抬起,记录机械手起始位置,后平移到撑袋机构上方,机械手将盆花垂直送到花袋内,停止机械手动作,用卷尺测量包装机机械手的行程距离L(mm),连续测试5次,每次测量的机械手行程距离Li(mm)记录在数据表内,对五次包装机机械手行程距离取平均值P= (mm)。
综上所述,测定的盆花自动包装机的包装速度为226盆/h,机械手行程为570 mm,整机功率为1kW,均达到预定指标。
结论
北京京鹏环球科技股份有限公司研制的盆花全自动包装机,经过北京市农业机械试验鉴定推广站鉴定后,指标合理,性能稳定,已在京鹏智慧温室里的花卉车间里进行了数月的试运行,在试运行期间,盆花全自动包装机与盆花栽培进行了有效的结合,解决了传统包装过程中人工劳动强度大,生产效率低,劳动成本高等问题,实现了鲜花多样化、工厂化、规模化、精确化生产,满足了市场对于盆花品质和观感的要求,大大提高了盆花的核心竞争力,为北京市建成十二五都市现代花卉产业提供了坚实的保障。
【参考文献】
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关键词:电力系统;继电保护;自动化装置
随着用电范围越来越广泛,必须要保证电力系统的正常运行。在电力系统运行过程中,必须提高继电保护的应用,加强自动装置的可靠性。继电保护和自动装置的稳定运行在很大程度上是会促进电力系统的安全可靠的运行。因此,必须要对继电保护和自动装置进行全面的分析,从而提高电力系统运行的安全性和可靠性。
一、继电保护和自动化装置的特点
当电力系统出现短路或者是过载运行的状态后,为了能够将对应的信号及时的发送出去,必须要确保继电保护装置有着足够的可靠性,这样才能及时的将对应的信号发送出去。为了及时的切除故障点时,可以联合其它设备进行排除。继电保护装置在发生故障时,包括两种形式,主要是拒动和误动故障。在出现拒动故障时,主要表现在当电力系统出现故障后,继电保护装置无法做出及时准确的动作,从而不能及时的切除电力系统的故障。当继电保护出现严重的故障后,那么会导致电力系统崩溃的现象。继电保护的误动故障主要表现在电力系统没有发生故障后,当受到其它因素的影响或者是自身特性不良,从而发生误动作,这时就会出现一定的经济损失。自动化装置主要是实时检测和控制电力系统的运行参数,当自动化装置在出现故障后,在对电力系统运行测量、调节和控制参数时,其准确性会受到影响。
二、提高继电保护运行的可靠性
1、冗余设计以及优化措施。为了提高继电保护系统容错技术,可以利用硬件冗余进行实现。在设计继电保护时,可以利用容错技术,当继电保护系统中的某一个保护装置在出现不正确动作时,依然不会影响电力系统的运行工作。在利用硬件冗余时,为了将拒动率和可用度等指标进行有效的改善,可以利用并联、备用切换和多数表决等方式进行有效的改善,同时也可以将恶化的误动率进行全面的显示。在使用硬件冗余时,要对继电保护系统的实际情况进行全面的分析,并按照实际情况,选择合适的冗余方法。为了使可靠性指标能够得到有效的满足,必须要将冗余设计进行合理的优化,以此实现投资额的最小,同时能够采用最少数量的保护装置。
2、加强继电保护装置的可靠性。当保护装置在发生故障时,依然是在规定的范围中,那么继电保护装置不应该出现拒动故障,当其他保护装置在对拒动进行保护时,继电保护装置不会出现误动作,这就是继电保护的可靠性。为了保证继电保护能够安全可靠的运行,必须要对继电保护装置的可靠性指标进行科学合理的计算,确保可靠性指标的准确性和有效性。在对继电保护装置运行工作的正确率进行有效的计算时,要排除不正确动作。在利用继电保护辅助配套装置时,主要是在二次继电保护和自动控制回路中进行利用。继电保护辅助配套装置具备的可靠性,在很大程度上影响着继电保护装置的安全可靠运行,因此,必须要提高继电保护辅助装置的可靠性。
3、加强继电保护装置的维护工作。在继电保护装置运行的过程中,必须要做好维护工作,以此提高继电保护装置的安全可靠性。首先要定期对继电保护装置进行有效的检修和查评,主要内容包括二次设备元件的标志、名称,查看它们是否齐全,并对转换开关、按钮和动作等进行全面检查,保证装置的灵活性,同时要将装置接点接触压力不足的现象进行排除,以及烧伤的问题进行排除。并要对继电保护装置的制室光字牌和红绿指示灯泡进行全面的检查,确保它们的良好无损,另外,要对配线进行检查,保证固定卡子不会出现脱落的现象;并要将断路器上操作机构的异常问题进行全面的排除等内容。在定期检查继电保护装置后,也要对继电保护装置进行分类,主要是按照机电保护装置的运行状态进行分类。在对继电保护进行定期检查发现问题时,要技术将问题进行处理,将隐患及时排除。
三、加强自动化装置的可靠性
1、全面了解自动化装置的设定值和初始状态。自动化保护装置的结构非常复杂,并且存在着较为复杂的运行状态。当自动保护装置在后续运行工作中,保护装置的初始状态对其产生很严重的影响。为了提高自动化装置的可靠性,必须要全面了解自动化装置的初始数据,主要包括自动装置的技术资料、设计图纸以及其他数据信息等进去全面的了解。
2、针对自动化装置的运行状况,必须要对其进行全面的统计,同时要做好分析,在总结自动化装置运行规律时,要按照对其进行统计和分析数据作为参考。当自动化装置在运行的过程中,都会出现不同程度的问题。当自动化装置在运行过长时间时,那么装置就会出现更大的问题。因此,必须要定期检查和排除自动化装置,将装置中可能出现的问题进行分析和检查,并将装置中的问题进行有效的排除,加强维修工作的科学性和合理性,使自动化装置的可靠性和安全性得到有效的提高。
3、要对自动化装置的技术更新和改造进行全面的关注,为了与不断发展的电力系统相适应,在选择自动化装置时,必须要科学合理的选择。在选择继电保护装置和自动化装置时,可以选择两套不同的生产厂家,同时也具备着不同的原理,从而能够有效的保护继电保护、自动化装置对线路以及母线。这时能够降低装置发生事故的现象,但是在同一站内,不能够使用太多的保护装置型号。在对信息进行采样、控制和存储时,可以相应的利用全数字化保护系统以及非常规互感器数字信号等方式。
4、为了保证自动化保护装置的可靠性,必须要利用装置检测器对其进行有效的检测。在对保护装置进行日常检测和保护时,可以利用变压器绕组对其进行变形测试,同时也可以红外热成像技术等方法等进行检测和保护。
总结
在继电保护和自动化装置中,为了保证电力系统的安全稳定运行,必须要提高继电保护和自动装置的可靠性。在提高继电保护的可靠性时,要加强冗余设计以及优化措施,加强继电保护装置的可靠性以及继电保护装置的维护工作。在提高自动化装置的可靠性时,要全面了解自动化装置的设定值和初始状态,对自动化装置的技术更新和改造进行全面的关注,同时要利用装置检测器对自动化保护装置的可靠性进行有效的检测,从而保证电力系统的安全运行。
参考文献:
[1]陈光灿.电力系统继电保护与自动化装置技术分析[J].科技向导,2011,37(18):56-58.
[2]王翰,严进伟.电力系统继电保护与自动化装置的可靠性分析[J].中国新技术新产品,2013,31(02):13-15.