企业背景:
苏州新鸿基精密部品有限公司(以下简称“新鸿基”) ,典型的“多品种、小批量”高端机加企业,在光学镜筒、医疗结构件、薄壁零件以及易变形类零件的加工能力处于同行业领先地位,服务客户为世界一流的高端医疗、光学、航空企业。位于苏州,建厂近30年,7000余平的厂房面积,120人的规模,人均年产值超百万,拥有84项技术专利、国家高新技术企业称号。
诉求:
苏州新鸿基精密部品有限公司总经理李坚:“我认为一个企业要想达成智能制造,必须要经历四个阶段:标准化、数字化、自动化、智能化,这是一个缺一不可、发展迭代的过程。新鸿基的前30年都在标准化和数字化阶段成长积累,截至今年,新鸿基的ERP系统、MES系统已应用接近18年的时间,并且一直在伴随公司发展持续升级,2019年加入了QMS系统,搭建了一个完整的企业数字化网络。如何克服人的改变对生产、对效率的影响?实现无人化、自动化、持续化的生产,是我们最大的诉求,也是困扰了我多年的问题。”
解决方案:
“我认为柔性制造技术是目前为止能够实现多品种小批量自动化生产最为成熟的一项技术。FMS柔性制造系统出现的50多年来在欧美等国家得到了大规模应用。我们曾进行了大量研究,当时有三种选择:一是机床厂自己的自动化配套商,二是机床厂 + 专业的自动化线厂家,三是小单元的自动化线。但要想实现行业领先,做到真正的自动化,当我在德国实地考察了一些柔性线应用后,我选择了与专业自动化线厂家Fastems 合作。”
Fastems中国总经理丁永平: “新鸿基的领导团队对于智能制造有着比同业更清晰的认知,6个月修改了18版方案,新鸿基最终一次性签订了两期高端定制化FMS生产线的购买和实施协议,尤其是中央刀具库的装配,是Fastems在国内的首例应用。这是当前民营企业中完全来自自筹资金的最大规模的高端柔性线,在建成后,新鸿基将实现24小时无人值守、几百种产品同时生产,设备综合利用率将达到95%,其产能跃升极具想象空间。”
转变:
一、柔性制造带来颠覆性加工思维
新鸿基柔性线一期集成了3台高性能机床设备(2台五轴加工中心,1台卧式加工中心)。背后的立体库拥有超高超大的库容量,可集成100多个物料托盘和100多个机加托盘,在立体库内部还有一台每分钟150米速度的高效堆垛机,用于托盘的自动传送。所有的托盘、夹具和物料/毛坯、在制品都集中存放于立体库中,在需要装夹时夹具及其匹配的物料会被自动送出至装载站以供装夹,从而减少人工依赖,降低人工出错的风险。
“运行半年来,Fastems柔性线给我最大的惊喜是托盘交互功能所实现的零件交替生产,这是一种完全颠覆单机生产思维和方式的重要改变。”新鸿基生产部经理赵小卫是柔性线项目的技术执行人,身处加工一线的他感受最深,“在单机生产中,当一个零件在调试、装夹、检测时,设备只能停机等待;而在柔性线生产中,当一个零件切削完成进入换装或检测工序,柔性线的托盘管理系统就能够自动将另一个型号零件传输至机床进行加工,大大提升了设备利用率。前后生产数据的对比,也充分证实了这一优势,目前柔性线的设备综合利用率为75%左右,相较单机时的40% 提升了近一倍。在人员配置方面,柔性线也已经做到了机器全天不停,夜班4-6小时无人生产,并且这一数字将在12月上旬随着托盘数量增多和导入更多产品后达到8个小时。”
灵活换产。Fastems柔性制造系统所配备的MMS 软件,是当前工业领域最先进的生产计划、模拟及执行管理软件,不仅可以管理并清晰显示产线中的机床、刀具、夹具、物料站等所有生产要素的加工状态、使用效率等,助力企业达成生产的可视化、数字化,还能够实现自动排单功能,操作人员只需在控制面板上输入加工什么产品、多少件、什么时候生产、什么时候结束等信息,系统就会将所有订单自动排好,并预先计算好所需的用料数量、刀具数量、时间节点等,如果有急单、插单情况系统会顷刻间动态调整,这一功能恰好是多品种、小批量生产企业实现快速换产、不间断生产最为需要的。
二、柔性理念的全面覆盖
首先是工艺设计,不同于单机时更多考虑装夹、切削是否便捷,新鸿基现在所有新品的工艺编排都必须基于自动化生产的逻辑,例如工装设计时首选零点快换系统;操作工序中要考虑是否有与其他零件切换加工的可能性等。
其次是考核标准,“之前,我们的考核是以机床计划加工时间为总基数,机床实际切削时间与这一计划时间的占比去计算设备利用率,在接触了Fastems 8760理念后,我们才意识到这其中有很多因故障、工人放假等因素造成的机床停机时间被掩盖了,计划时间和制定计划的人是充满变量的,原来算法的不合理性显而易见。实际上每年365 天 X 24小时的时间是不变的,让每台设备最大程度地工作才是最客观的核算目标。”李总介绍说,“目前,我们对于生产的所有考核标准都已经替换成了‘8760’,从而能更清晰地了解到设备真实的利用率,客观地评估产能。我们清楚地看到,现有设备还大有潜力可挖,如果按原来算法我们要满足目标产能可能得再买新设备了。可见柔性理念对于企业的发展决定还有着很大的帮助。”
二期展望:
“新鸿基领导团队对智能制造的前瞻布局,对制造、对管理的深刻理解,以及执行的有效性,才实现了真正意义上的计划自动化、传输自动化和监控自动化,也让Fastems的优势在这里得以完美呈现。”丁总感慨道,“柔性线二期的3台智能加工设备均已调试完成,连线将在2022年5月完成,届时,该条产线的最大亮点也会如约呈现:在设备上方将有一个配备1000把刀的行架中央刀具库,实现送刀、装刀、刀具信息传送,寿命管理等全自动管理,从根本上解决人工失误导致的撞机或者停机,同时达成24小时无人值守的全自动化生产,请与我们共同期待!”