谈大规模定制设计在离心机研制中的应用
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谈大规模定制设计在离心机研制中的应用
【摘 要】随着经济全球化,竞争日趋激烈,机械设备制造商开始寻求各种
各样的个性化设计,大规模定制设计的出现不仅满足这种需求趋势而且降低成
本。本文在对如何能够有效解决大规模定制设计中所出现各种问题的方法进行介
绍的基础上,通过离心机分离产品的设计、验证来对大规模定制设计技术在离心
机研制中的应用做了深入的分析。
【关键词】大规模定制设计;模块化;离心分离机
随着计算机技术的快速发展,CAD技术同模块化设计在离心机械得到了充
分应用,使得机械设备制造市场竞争越来越激烈,多样化、个性化的客户需求为
离心分离机实施大规模定制奠定了市场基础。
1 国内离心机械发展现状
我国的离心机分离行业发展同国外相比还处于落后状态,近年来,随着社会
生产力的快速发展,通过对引进国外技术的消化和吸收,我国的离心分离机技术
也得到了发展,主要表现:一是已经形成一个集科研、制造和设计于一体的体系;
二是学术界对该领域有了专项学术组织;三是理论与应用有了较好的结合;四是
已具备初步的设备生产制造能力,如,三足、上悬、活塞、螺旋、离心卸料;振
动、进动卸料、刮刀及虹吸刮刀等离心机;五是自动控制技术同计算机技术有了
较好结合;六是制定了相关的技术标准。
2 大规模定制设计的定义
大规模定制(MC)是新的市场环境中出现的生产模式,是一种集企业、用
户、供应商、员工和环境于一体,在系统思想指导下,运用全局优化的观点,根
据用户需求,充分利用企业自身的各种资源、技术、方法和优势,为用户大批量
生产低成本、高质量的定制产品和服务的生产方式。大规模定制设计(DFMC)
主要目的在于如何能够将有市场需求的单个产品设计提升到产品族设计。其中,
在产品族设计中,模块化技术尤为关键。
2.1 模块化产品族设计
模块化产品族体系和不同作用域之间的映射关系相类似,通过客户域,能准
确找到客户需求和客户种类;通过功能域,能将产品功能特征化以满足客户特定
需求;通过物理域,可验证产品的设计参数是否合格过关;通过过程域,过程变
量能较好地计算出产品成本。所以,产品族模块化技术作为一项系统化工程,将
贯穿于产品整个生命周期,为企业能大量生产出满足特定用户个性化需求的产品
给予保障。
2.2 模块化产品族体系组成
模块化设计中所用模块须具备互相结合且派生出复杂产品的特征,模块组合
中的每个单元都必须具备有一项或者更多项功能,模块之间组合成新产品时应具
备更强的功能。所以,模块化产品族体系中充分地显示出了产品的分析功能,以
及子模块所具备的分解职能。产品族通常都是来自于同一平台中系列产品族中的
每个产品变量。其中,每个产品变量都具备满足客户需求的特性和功能,由于这
些产品变量都在共享某些共同的客户需求价值、结构和技术,所以,它们构成了
产品族平台。通常情况下,构建模块化产品族体系有三个主要条件:公共基、差
异使能和配置机制。
2.3 模块化的不同层次
模块化产品族体系主要分为三个层次,,自顶向下存在着三种不同的层次。
它们分别是:系统层、模块层和组件层。系统层是由多个不同模块组合而成的装
配系统,通常情况下,系统层的接口越多,其模块化程度就越低。模块层是由组
件层中的多个种类不同组件构建而成的,如:电气、机械、液压和以及化学类。
组件层模块化程度级别最低的层级,它通常都是由一些标准化零配件组合而成。
3 大规模定制设计在离心机设计中的应用实例
3.1 离心分离机械概述
离心机所采用的分离技术同其它类型,如:机械、化学、热分离、电分离等
技术相比较而言,有着设备体积小;停留时间短;不需要助滤剂;密闭性高;放
大简单;过程连续;处理能力强;分离过程容易控制、调节等特点。由于离心机
的以上特点,离心分离技术受到了工业制造业普遍关注。当前,在资源保护开发、
环保工程、生物技术工程、国防工业、石油化工、医药、食品、纺织、汽车以及
造船等诸多工业领域内得到了广泛应用。不同行业间的多样化、个性化、规模化
的客户需求为离心机械大规模定制奠定了良好的市场需求。随着工业制造业新技
术、新工艺的快速发展,尤其是在医药生物工程技术的推动下,离心机分离技术
的高参数、全自动、多功能、自动化系统和新材料等呈现出新的发展势头。
综上所述,离心分离机械主要分为三大类型,主要有:过滤型离心机、沉降
(分离)型离心机和组合型离心机。其中,过滤型离心机可分为:三足式、平板
式、上悬式、刮刀卸料式、活塞推料式、锥篮式、翻袋卸料式、旁滤式等;沉降
(分离)型离心机可分为:螺旋卸料式、三足沉降式、平板沉降式、管式分离机
式、碟式分离机式;组合型离心机可分为:螺旋卸料沉降过滤组合式离心机、柱
锥复合式活塞推料式离心机、碟片螺旋式分离机。
国外对大规模定制设计在离心分离机械中应用研究、开发时间较早,如:德
国KRAUSS— MAFFEI公司的竖篮离心机、推料式离心机等产品,相比之下,
我国内的大规模定制模块化设计工作起步较晚,在某些领域研究尚处于空白。
3.2 实例介绍
以刮刀下部卸料离心机为例,对大规模定制在离心机设计应用中进行阐述。
刮刀下部卸料离心机的主要类型有四种:SG三足式手动刮刀下部卸料离心
机、SGZ三足式全自动刮刀下部卸料离心机,PG平板式手动刮刀下部卸料离心
机和PGZ平板式全自动刮刀下部卸料离心机。刮刀下部卸料离心机产品的结构
(图1),刮刀下部卸料离心机模块化的结构层次(图2)。
4 结束语
综上所述,大规模定制设计技术的出现推动了机械制造商的产品设计逐步趋
向多样化、个性化的设计策略。大规模定制设计在提供多种产品满足客户需求的
同时又大幅度的降低制造企业的生产成本。所以,离心分离机械为客户提供更高
程度的个性化产品定制服务和设备时,应当继续保持大规模定制设计应用所具备
的产品低成本竞争优势,保持低成本所追求的规模经济。
参考文献:
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志,2005(12).
[2]俞雷霖,俞如友.适用于GMP的新型离心机研制[J].医药工程设计,1997
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[3]俞如友. 离心分离设备的进展及无基础离心机[J].医药工程设计,1993
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主要从事制药机械与离心分离机械的设计与研究。