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我國汽(qì)車製造裝備發展評析
2011-11-21  來源:數控(kòng)機床市場網  作者:中國汽車工(gōng)程學會(huì) 陳長年

發展汽車製造裝備具有重大戰略意義


     我國汽車業占裝備製造業產值和利潤約半。國內(nèi)外經驗一再證明(míng),汽車工業的發展既依賴於機床工業的技術進步,又帶動(dòng)了機床工業的發展。近十(shí)幾年來,我國汽車工業已經成為機床消費(fèi)主體,約消費了全社(shè)會40%的機(jī)床。同時,汽車工業投資的一半以上又用於購買機床,其中,進口機床金額約占80%。這是我國機床消費和進口高(gāo)速增長的主要原因。圖1表明(míng),我國汽車產(chǎn)量與機床進口增長同步。 
 

圖1 近(jìn)十幾年中國機床進口增長(zhǎng)與汽車產量發展關(guān)係


 

     一方麵,汽(qì)車的水平(píng)和質(zhì)量取決於裝備水平;另一方麵,一個國家汽車工業和一個汽車(chē)企業的國際競爭力又取決於裝備的先進性和製造成本。正是近年大(dà)量先進數控設備的采用,使我國轎車裝備整體上進入柔(róu)性化時代,才支撐(chēng)著我國(guó)汽車工業的不斷發展。

  

我國汽車製造(zào)裝備市場巨大


     我國將是世界汽車最大市場(chǎng)、最(zuì)大生(shēng)產國。按照發展總戰略,2020年,我(wǒ)國汽車產量達到1400~1800萬輛,世界第一(yī),並邁向世界汽車產業強國,其標誌之一是,擁有先進製造技術和先進(jìn)製造裝備。 同時,各汽車企(qǐ)業,特別是零部件企業,為在激烈的市場競爭(zhēng)中(zhōng)求生存,必須不斷(duàn)改進製造(zào)技術與裝(zhuāng)備(bèi)。可以斷言,在我國實現工業(yè)化的長時期內,汽車工業將一直是機床(chuáng)消費的主體。


     我國汽(qì)車製造(zào)裝(zhuāng)備兩極分化、總體落後。形象地(dì)說是現代武器與“三八“式步槍並存(cún)。一方麵,有采用世界最先進的敏捷柔性生產線(xiàn)的上海通用這樣的示範工廠;另一(yī)方麵,有的國營老企業,如,濟南卡(kǎ)車公司數控機床比率隻有1%(2002年調查)。


     總體(tǐ)來說,合資轎車企業和部分民營企業(yè)(如,萬象集團)汽車裝備整體上進入柔(róu)性化時代,達到二十世(shì)紀九十年代水平(píng)。另外一部分汽(qì)車零部件製造企業仍然主要使用普通(非數控)機床生產,造成質量低下,隻能(néng)夠生產低端汽車零部(bù)件。


現代汽車製(zhì)造裝備的(de)構成及進口熱點


汽車製造裝備分為(wéi)整車製造裝(zhuāng)備和零部件(jiàn)製造裝備(bèi)兩(liǎng)大類。
o 整車製造的“四大工藝裝(zhuāng)備”——整車裝配流水線、車身(shēn)焊接和裝配生產線、噴塗生產線(xiàn)、衝壓(yā)生產線。
1. 衝壓(yā)生產線(xiàn):據統(tǒng)計,在轎(jiào)車的2000餘件零件中,衝壓件(jiàn)占40%以上。包括車身覆蓋件、車身結構件和(hé)中小型衝壓件。目前,我國轎車(chē)生產主要應用自動和半自動衝壓生產線。下一代是柔性衝壓自(zì)動線。衝壓生產線是唯一(yī)的國產品占據主導地(dì)位的(de)大類汽車裝備。但是先進衝壓技術裝備我們與國外存在很大差距(jù)。
2. 轎車焊接裝配線幾乎全部依靠進口。 轎車車身自動焊裝線,整車自動裝配線是(shì)我國汽車裝備最薄(báo)弱的環節(jiē)之一。 目前,自動裝配線向柔性和“零缺陷”裝配線發展。柔(róu)性靠大(dà)量焊接和裝配機器人實現。
3. 噴塗生產線:主(zhǔ)要包括噴漆機器人、電泳、烘幹、塗膠以及輸送等設備。由於國內(nèi)缺(quē)乏將工藝係統、物流係統、信息係統集成為流水生產線的技術,也基本依賴進口。

o 零部件製造裝(zhuāng)備:
1. 金屬(shǔ)切削機床生(shēng)產線。 製造轎車零部件的(de)金屬切削機床生產(chǎn)線,金額的約70-80%依賴進(jìn)口。但近年隨著國(guó)際著名機床(chuáng)廠商將(jiāng)生產轉移至我國,以及國內機床企業並購國際著名機床廠商,進口比率正在下降。製造卡車零部(bù)件的金屬切削機床生產(chǎn)線則以國(guó)產品為主。

    
這裏分析幾種熱點金屬切削機(jī)床:


a. 柔性生產線——FTL。由高速加工(gōng)中心組成(詳見後(hòu))。主(zhǔ)要用於發動機製造。從(cóng)二十世(shì)紀末至今,據(jù)不完全統計(jì),已經有約100條在我國安裝或將安裝,單價約2000萬(wàn)美元。其中(zhōng)進口占約90%。主要來自德國、日本、意大利、美國。
b. 雙主軸雙(shuāng)刀塔多軸數控車銑(xǐ)中心/柔性(xìng)製(zhì)造單元(yuán)。帶有C、Y軸(zhóu)和動力刀頭。配(pèi)備自動上下料裝置(含機械手(shǒu)),並在(zài)與物料存(cún)儲與傳送及其自動控製集成的條件下,構成柔(róu)性製造單元(FMC)。由於這(zhè)類設備滿足軸類汽車零件“一次裝夾完全加(jiā)工——one on down”需要,近年已經有數百台(tái)至千台(tái)投產,其中進口約占90%。主要來自日本、韓國、台灣等。 還(hái)要特別(bié)指出,現代汽(qì)車零部件越來(lái)越采用以(yǐ)車代磨工藝,要求數控車床能夠進行強力(lì)車削。
c. 各種數(shù)控磨(mó)床和專用數控磨床。如:高效、高精無心磨床,配有自動上下料(liào)裝置(含機(jī)械(xiè)手),組成磨削單元;高效、高精曲軸和凸輪軸(zhóu)數控磨床,十字軸專用數控磨床等,幾乎全部依(yī)靠進口。主要來自德國(guó)、意大利、瑞士、日本。
d. 模具加工5軸高速床身式/龍門式銑床(加工中心)。這類機床主要特點(diǎn)是速度高、剛性好。其中龍門式加(jiā)工中心為擴大工藝性能,還(hái)具有5麵功(gōng)能,配備有換頭機構,以便(biàn)滿足銑、鏜、鑽工藝對主軸轉速不同的要求。全部依靠進口,已經有超過數百台投產。主要來自德國、瑞(ruì)士(shì)、日本、意大利。


2. 精密鍛造:接近淨成形加工。轎車重要零件毛坯一直應用鍛件。精鍛機國內差距巨大,依賴進口。


a. 熱精鍛(duàn)生產(chǎn)線或製造單元:德國BLM公司熱精鍛齒(chǐ)輪精度已(yǐ)達DIN6級,節約材料20~30%,機械性能提高15~30%。
b. 冷精鍛(duàn)(冷擠壓)生(shēng)產線或製造單元:美國(guó)每年生產冷擠壓件100萬件(jiàn)以上,80%為汽車零件。
c. 溫精鍛生產線或製造單元:工藝特點是(shì)材料加熱至700~1000℃進(jìn)行鍛造,兼有熱鍛和冷鍛優點。美(měi)國溫鍛件約占精鍛件50%。
d. 模鍛機/製造單元:汽車零部件鍛造毛坯皆屬模鍛件。其中的模具和上下料裝置等為(wéi)國內薄弱環節。
e. 粉末冶(yě)金燒結鍛造設備。國外粉末冶金燒結鍛(duàn)造技術有(yǒu)較大發展,粉末鍛(duàn)造連杆重量精(jīng)度可達1%。
f. 內高壓成形技術。是製造空心輕(qīng)體構(gòu)件的高新技術。內高壓(yā)成形件質量(liàng)輕、強度高、零件數量少、焊縫少,在歐美發展很(hěn)快。
g. 旋壓成形技術裝備。旋壓成形具有加工精度高、可生產變截麵等強度車輪輪輞和輪輻等優點。
h. 鑄(zhù)造生產線: 大噸位壓鑄機(jī)/製造單元(鋁(lǚ)合金鑄件)依靠進口。其中壓鑄模具國內差距巨大。 精密(mì)鑄造生產線(鑄(zhù)鐵(tiě)件)依靠進口。其中,自動鎖芯生產線(key core system)主要采用西班牙loramendi公(gōng)司產品。
i. 激光加工設備。包括激光切割設備(bèi)、激光焊接設備。激光拚焊板衝壓成形技術是國(guó)際上大力發展的一種先進技術。將(jiāng)不同材(cái)質不等厚(hòu)度鋼板激(jī)光拚焊成毛坯,然後整體衝壓成形。可減輕零件重(chóng)量、提高整車匹配質量、降低(dī)材耗、提高生產率。目前激光拚焊板衝壓成形設備同樣依賴進口。,dd>此外,轎車車體三維數(shù)控激光(guāng)切割是最近發展的柔性製造技術,代替傳統的手工切割+衝(chōng)裁模製造方式(shì)。使生產準備周期從2.5個月(yuè)縮短至5天。
j. 數控刀具(jù)係統。製(zhì)造轎車零部件的數控刀具係統,主要依靠進口(kǒu)。現代轎車零部件和模具加(jiā)工已(yǐ)經高速化。對刀具提出(chū)很高要求。采用整體(tǐ)硬質合金(jīn)刀具、硬(yìng)質合金(jīn)塗層(céng)刀(dāo)具(包括化學塗層CVD、物(wù)理塗層PVD),陶瓷刀具,CBN刀具,聚晶金剛石(PCD)刀具,燒結壓層刀具等。 同時,對高速切削(xuē)刀具的監測(cè)工(gōng)具、刀具係統的連接(jiē)工具、高速回轉的刀具係(xì)統動平衡技術設備(bèi)等也提出很高要求。
k. 需要指出,現代轎車零部(bù)件加工生(shēng)產線,采用“智能刀具(Smart Tools)”——為特定零件加工設計的一係列專(zhuān)用高效刀具(jù)。同(tóng)時,國(guó)際著名數控刀具供(gòng)應商,還(hái)同時提供高速切削套裝軟件包、刀具使用(更換、重磨)服(fú)務等(děng)“整(zhěng)體解決方案”。

  

我國汽車製造裝備國產化路漫(màn)漫(màn)


        二十世紀八(bā)十年代,我國汽車工業(yè)重點轉入生產轎車,國內機床(chuáng)工業很不適(shì)應(yīng)。轎車裝(zhuāng)備國產化率(lǜ)長期來隻有20%。但是仍然有一些亮點(diǎn),比如汽車衝壓生產線、數控齒輪加工機床等國產品都占有較高的份額,大連和沈陽機床(chuáng)集團(tuán)近年也為汽車企業提供由高速加工(gōng)中心組成的柔性生產線,目前已有幾千台國產數控機床在汽車(chē)企業使用。


        但是總體來(lái)說,我國機床產(chǎn)品與世界先進水平還有不小差距:


1. 自主創新差距:筆者去年訪問了歐、日五國20家以提供(gòng)汽車裝(zhuāng)備為主的著名機床製造商(shāng)。發現在現代發動機製(zhì)造(zào)技術、高速加工中心、由高級複合化機床組成的製造單元等高端機床方麵,我們與國外技術發展差距拉(lā)大了。重要原因是,我們基本沒有製造技術(shù)自主創新體係(xì),同時,製造技術研發的(de)人力、財力投入,差距仍然很大。
現代汽車(chē)裝備特別強調解決(jué)方案。目前,國際一流機床企業的銷售行為,已(yǐ)經(jīng)完(wán)成了從賣設備到提供“解決方案- SOLUTION”的革命。這要求應用工程師是複合性技能(néng)型高級“灰領人才”。這(zhè)是我們與國際間新產生的也是更加嚴重的差距。
2. 機床性能差距:主要數控機床無法滿足現代轎車對精度、精度保持(chí)性、可靠(kào)性、壽命的需要。如,國際上(shàng)加工精度從(cóng)1950~2000年提高了50倍,國內加工中心精(jīng)度與國際先進水平(píng)差(chà)距大體為15年;
3. 軟件差距:包括生產線控製係統、集成技術差(chà)距(jù)等。缺乏將工藝係(xì)統、物流係統、信息係統集成為製造單元(yuán)或流水生產線的技術。

    


淺析轎車零部件(jiàn)機械加工(gōng)技術和設(shè)備特征


流水生產線


      一個(gè)多世紀以來雖然幾經革命,它卻一直是汽車及零部件生(shēng)產方式的主體(tǐ)。
      流水(shuǐ)生產線根本技術是集成(chéng)技術——將工藝係統、物流係統、信息係統(tǒng)集成為流水生產線。
1. 工藝係統:即機床——工具(jù)——工件係統。
現代轎車流水(shuǐ)生產線的工藝裝備,已(yǐ)經進入柔性化時代,由數控機床和智能工具組成。
對(duì)機床主要要(yào)求是:高速(sù)度、高精(jīng)度、高精(jīng)度保持性——高機床工程能力指數(shù)(Cm/Cmk值),高可靠性,等。
 用於發動機生(shēng)產線的高速加工中心:快移速度60~100 m/min,加速度0.6~1.5g;主(zhǔ)軸最高轉(zhuǎn)速8,000~15,000 r/min;定位精度/重複定(dìng)位精度——工(gōng)作(zuò)台1m以下,8μm/4μm (VDI標準),工作台1m以上,10μm/5μm/M (VDI標(biāo)準)。
 目前,國際上這類加工中心的最新發展是,主運動普遍采用電主軸,進給運動愈來愈多采用直線電機(jī)。同時,普遍(biàn)運用三坐標模塊化和箱中箱結構,機床(chuáng)非常簡約,外購件(配套件)比(bǐ)例增加,交貨(huò)期大大縮短(duǎn)。日本MAZAK公司最新一代的(de)UH“瘦身”型加工中心,采用雙X軸進給方式,機床寬度縮短38~57%,大大減少生產線占地(dì)麵積和投資。
 用於模具加工的3~5軸床身式、龍門式數控/仿形高速銑床(加工中心):主軸最高轉速20,000~40,000 r/min;
 機床工(gōng)程能力指數/工序能力(lì)指數Cmk/Cpk值≧2.0/1.67 。
 平均無故障工作(zuò)時間MTBF,日本遠州(zhōu)2002年資(zī)料目標為5 000小時。
2. 物流係統:由(yóu)原材料(liào)處理、存儲(chǔ)、上下料裝置、機床間工件傳輸裝置組成。
在單台數控機(jī)床配備工件(jiàn)庫或原材料庫和自動上下料裝置(含機械手、機器人)的條件下,即在與物料存儲(chǔ)與傳送及其自動控製集成的條件下,構成柔性製造單元(FMC)。在多台(tái)數控機床配(pèi)備自動上下料與物料存儲和傳送及與生產計劃調度用計算機集成的條件下,構成柔性製造係統(tǒng)(FMS)。在(zài)不含(hán)計劃調(diào)度係統和工件(jiàn)單向流動時,組成柔性生產線。
3. 信(xìn)息係統:
    主要包括生產線控製、刀具(jù)更換、工裝及附具更換、工件調度、自(zì)動編程、自動監控、自動補償、工件質量自動檢測、刀具磨(mó)損或破損後的(de)自動更(gèng)換和自動報警等。最新(xīn)要求是具(jù)有CAD/CAM功能,遠程生產線管(guǎn)理和維護、故障診斷(duàn)和自動修複(fù)功能等。
    流水(shuǐ)生產線又是製造技術與管理技術結合的典範。二(èr)十世紀影響了(le)人類製造業的幾大管理技術(shù)多(duō)產生於汽車(chē)生產線。如,福特生產方式,豐田生產方式,準時製(JIT),精益生(shēng)產(chǎn)等。這裏不再闡述。

  

發動機製造技術的發展與變革


     正像發(fā)動機是汽車的(de)心髒一樣,發動機製(zhì)造技術是汽(qì)車(chē)製造技術的集中體現(xiàn)。
1. 汽車麵世以來,發動機製造技術已經經曆了兩次革命。
     第一次(cì)革命發生在二十世(shì)紀初,美國福特汽車公司創(chuàng)始人福特發明(míng)了大量生產流水線。其主要方式,是由組合/專用機床(chuáng)(special purpose machine/ Transfer machine)組成的自動生(shēng)產線 TL(Transfer Line) ,也稱(chēng)為傳統自動線。其最大優點是高生(shēng)產效率——幾(jǐ)十甚至上百把刀同時加工,其效率是(shì)任何其他類型生產線無法比擬的;低價格——特別是我(wǒ)國,組合專機價格甚至低於批量生產(chǎn)的通用數控機床。最大缺點是柔性差,一旦產品(pǐn)變型和更換(huàn)品種即基本無法使用。我國汽車行業從誕生至二(èr)十世紀九十年代(dài)初期,一直沿用TL。目前我國轎車行業生(shēng)產大多不采用TL。但在國外大量(liàng)生產(chǎn)穩定(dìng)產(chǎn)品的生產線中,TL仍是最佳選擇。
      為了解決產(chǎn)品的變型生產和便於更換品種,柔性生(shēng)產技術被引進(jìn)了汽車生產。二十世(shì)紀九十年代出現了高轉速、高快移速度、高加速度、快速換刀的高速加(jiā)工中心。由其組成的高速柔性生產線(xiàn)FTL(Flexible Transfer Line)是發動機製造技術的第二次革命(mìng)。其突出特點是一定程度上克服了(le)高柔性和(hé)低效率的矛盾。這種生產線不僅可加工同樣產品範圍內的零件,而且可加工(gōng)變型產(chǎn)品、換代產品以及(jí)新(xīn)產品,真正具備了柔(róu)性的意義。缺點(diǎn)是投資較大,效率受局限。目前是我國(guó)轎車企業的熱點生產線。
      為了進一步提高高速柔性生產線的生產效(xiào)率,更快地適應市場變化,FTL的新(xīn)發展(zhǎn)是(shì)敏捷高速柔性(xìng)生產線——AFTL(Agile Flexible Transfer Line),目(mù)標是:
 對變化的市場(chǎng)需(xū)求快速(sù)做出反映;
 滿足現代轎車(chē)發動機“多品種、大中批量、高效率、低成本”的需要;
 符(fú)合(hé)“精益生產”原則——用最小投資贏(yíng)得最大經濟效益。
AFTL的主要特點是:
 由通(tōng)用高速加工中心和專用/組(zǔ)合機床組成的混合(Hybrid)型柔性生產線(HSMC+SPM/TM)。按照工序流程排列設備並由自(zì)動輸(shū)送裝置連接,全部生產線上(shàng)機床、輸送和工(gōng)件識別(bié)均(jun1)在一個控製係統中;
 采用敏捷夾具(柔(róu)性夾具-可控、可調夾(jiá)具);
 采用“智(zhì)能刀具(Smart Tools)”——為(wéi)特定零件加工設計的一係列專用高效刀具。
    這種生產(chǎn)線的優點(diǎn)是生產效率高同(tóng)時又具有相當的柔性,能夠(gòu)適合大批量生產和變型產品生(shēng)產,同時投資較小。缺點(diǎn)是柔性(xìng)受局限,不能加工不可預見的任意品種零件。目前,混合型柔性生產線在國內外汽車行業應(yīng)用廣泛。

2. 目前發動機製造技術正醞釀著第三次革命


       背景是,一方麵,隨著技術進步,發動機(jī)研發速度越來越(yuè)快,新產品開發周(zhōu)期從30個月縮短到(dào)13個月;同(tóng)時,日益發展的多樣(yàng)性(xìng)需求,使車型數量(liàng)急劇增加。如,我國第一汽車集團在2000-2004年期(qī)間開發出920種新車型;日本豐田公司10年中(zhōng)車型數量增加兩倍。另一方麵,在發動機市場競爭愈發(fā)激烈情況下,發動機生產批量不確(què)定性增大。目(mù)前流行的柔性生產線,由於價格昂(áng)貴(guì),投資風險加大。同時,產能過剩矛盾日益突出——尤其是我國更加(jiā)嚴重(chóng)。近年來,人們(men)一直在探(tàn)討(tǎo)解決多樣性與經濟性日益突出的矛盾,滿足變品種(zhǒng)、變批(pī)量的需要,兼顧高柔性、高效率、低投資的(de)要求和對市場(chǎng)的(de)快速(sù)反應能力;同時,也在探(tàn)討以(yǐ)製造(zào)係統的革命來解決產能過剩的世紀矛(máo)盾。


       美國提出了《可重構製造係統RMS(Reconfigurable Manufacturing Systems)》。美國國家研究委員會1998年(nián)將RMS列為(wéi)未來20年製造業(yè)必須(xū)優先解決的10大關鍵技術之首(shǒu)。RMS著眼於發(fā)展製造係統的結構快(kuài)速調整能力,原理是通過對製造係統(tǒng)中機床配置的調整和機床功能模(mó)塊的(de)增減,迅速構成適應新產品生產或生產批量變(biàn)化的(de)市場(chǎng)環境。為此研製了可重構機床RMT(Reconfigurable Machine Tools)。RMT由標準化的模塊組成。與傳(chuán)統模塊化機床(如(rú),組合機床)本質性區別是(shì)它的使用中的可(kě)重(chóng)構性。RMS的結構和布局可依(yī)需要在用戶現場(chǎng)快速重組。
RMT的應用基礎之一是柔性夾具(jù)。GM公司已(yǐ)經開發(fā)出(chū)柔性夾具係統(tǒng),可以(yǐ)快(kuài)速的更換以生產不同的發動機缸體或缸(gāng)蓋,包括4、6、8缸直列和V型發動(dòng)機,從而減(jiǎn)少更換的時間和成(chéng)本。這(zhè)是(shì)一個帶有電控永磁台麵(miàn)的夾具,上麵集成(chéng)了夾緊、支撐、定位元件。用調節器把這些元件(jiàn)準確地固定在棘爪上來組成特定夾(jiá)具。在15分(fèn)鍾內即可把一種夾(jiá)具配置變為另一種配置。


       目前RMS在國際上是(shì)熱門話題,我國也已列入科(kē)技發展計劃。目前,RMS還有一些(xiē)關鍵技術有待突(tū)破,如,RMT機床重構後的精度和可靠性還有(yǒu)待解決。


       日本MAZAK公司(sī)開發出了市場響應型自獨立製造係統《MSM(Market Responsive Self-contained Manufacturing)》。其實質是(shì)“單台套件生產”——可(kě)以(yǐ)應對各種不同零件加工的通用性模塊生產方案。


       MAZAK公司用(yòng)幾(jǐ)台INTEGREX機床,分別完成發動機5大件全部加工,進行“套件生產”,並隨即裝配(pèi)成一台發動機。使得在發動機設計完(wán)成後即(jí)可以用最小的投資(zī)、最快的速度生產出來。最(zuì)適用於(yú)新發動機研發。目前,用MSM技術製(zhì)造的發動機樣機已(yǐ)經麵世,雖然尚處於實驗階段,但理論和實踐的禁區已(yǐ)經突破。


       流水線(包括TL,FTL,AFTL)工藝特點是工序分散型,每台機床原則上隻執行一(yī)道工序(xù)。工件在全(quán)線“流完”,才完成全部加工;設備排列特點是串聯式。優點是效率高——工序分散,等價於單件多工序同時加工。即,每一生產節拍(以分鍾計算)都會生(shēng)產出來一個零件,目前是(shì)大批量生產的唯一方式。缺點是投資大,並且全線(xiàn)機床不能獨立工作,一台機床故障,生產線全線停產。


       MSM生產線工藝特點是工序集中型,一台機床“獨立(lì)”完成全部加工,在(zài)生產批量(liàng)加大(dà)時增加機床,並配備物料存儲和傳送裝置。設(shè)備排(pái)列特點是並聯式,一台(tái)機床(chuáng)故障,生產線照常運行。因此,MSM生產線的突(tū)出特點是《雙柔性》——設備和生產線(xiàn)。但是效率很(hěn)低(dī)。

   
       為提高效率和緩解一台機床故障對生產線的(de)影響,目前國外已經有發動機工廠應用並串(chuàn)聯混合式。


3. 幾(jǐ)點結論性意(yì)見


        結合我(wǒ)國實際,筆(bǐ)者認為:提倡但不盲目追求使用高速柔性生產線FTL。應(yīng)該在(zài)充分(fèn)考慮到產(chǎn)品生命(mìng)周期、科學預測產品更新期前提下,結合企(qǐ)業投資能力(lì)和回收周期,因工件而異選擇不同(tóng)類型生產線。
     對於生產批量大且產品生(shēng)命周期長,相對穩定的工件,如發動機缸體、變速箱殼體、離合器殼(ké)體等,優先選用組合專機生產線TL。
     對於更新速度(dù)快的產品,如發動機缸蓋,采用高速柔性生產線FTL。
     大力發展具有敏捷思想(xiǎng)的混合型柔性生產線AFTL,其(qí)中注意選(xuǎn)擇國內能夠提供(gòng)的(de)組合/專用機床;大力(lì)發(fā)展三(sān)坐標模塊式高速加工中心。
        雖然預言RMS或MSM成為發動機製造技術第三次革命的標誌為時尚早,但我國立誌(zhì)於成為世界汽車強國,要求我們研製自己的發動機,自然必須密切注意國際上RMS、MSM技(jì)術發展,並且發展(zhǎn)具有我國自主知識產權的RMS和MSM。

 

高效專用機床


        機床的高效專(zhuān)用性,是汽(qì)車製造裝備的又一大特徵。如,汽車齒輪加工,應用高速滾齒機(jī),高速插齒機,高速磨齒機。英國LANDIS公司生產的曲軸磨床,磨削速度高達120 m/s,用“扒(bā)皮法(fǎ)”一次裝夾(jiá)從毛坯到精磨完畢,耗時僅幾分鍾。


       “高效專用”,對機床的基本要求是高剛度、高速度、大功率。一律配備超硬刀具。如,上述高速滾齒機,高速(sù)插齒機要求配備(bèi)整體硬質合金或硬質合金塗層滾刀、插齒刀;LANDIS曲軸磨床配備CBN砂輪。


        高效專用機床基本特徵是《量體裁衣》型。即,按照用戶需要提供個性化產品。


        高效專用(yòng)機床屬於“精益機床(lean machine0”——去除冗餘功能,具(jù)有高效率和極強針對性特點。可通(tōng)俗的解釋為“瘦(shòu)肉”型機床。


        現代高效專用機床的供貨方式(shì)是《整(zhěng)體解決方案——TOTAL SOLUTION》。


     要求從設備研製到投產後都采(cǎi)用《協同工程——Collaborative engineering》——與(yǔ)上下遊合作夥(huǒ)伴(供應商及用戶),通過異地設(shè)計建立動態聯盟。聯合研製貫(guàn)穿於全過程,為用戶服(fú)務貫穿於產品(pǐn)全(quán)生命周期。
    要求供應(yīng)商熟悉用戶(hù)產品(包括預測中期發展的新產品),熟悉(xī)用戶工藝,具(jù)有編程能力,設備優化使用能力,具有工藝裝備成套能力(lì),具有集成能力,即,可將工藝係統、物流係(xì)統、信息係統集成為製造(zào)單元及相應的人(rén)員培訓。
     要求供應(yīng)商具備自主技術(shù)創新能力。提供的不(bú)僅是全麵的,還必須(xū)是當代技(jì)術水平可達到的“最佳”方案。促使供應商實(shí)現用戶需求“拉動”的自主創新。同(tóng)時,與用戶(hù)聯合研製過程中(zhōng)積累(lèi)大大小小的(de)創新,為開發的產品(pǐn)“原創性(xìng)”打下基(jī)礎。
     還要求供應商具備經濟分析能力。能夠根據用戶資金(包括動態資金),提出(chū)幾個方案及報價。並且為用戶提出(chū)投資回報周期及盈利分析。
     要求用戶提供擬加工工件組圖紙,或它們的典型(xíng)工件的(de)圖紙、技術要求;提出應(yīng)達(dá)到的生產率(單件加工工時)和質量水平(均應適當高出現有(yǒu)的水平);工件在本機床加工前後工序的情況;使得機床一(yī)到廠即可立即投入生產,而且加工效率和加工質量均能(néng)立刻穩定可靠地符合或高於用(yòng)戶原來提出的要求,立即(jí)開始創造效益。

     由此可見,完美的整體解決方案(àn),絕不(bú)是(shì)一個或幾個人能夠完成的,必須(xū)有一個由有關部門組成TVM團隊(duì)。當然,這已經跨入管理範疇,詳見下段。


     “量體裁衣”型的高效專用機床,技術附加值及設備利潤率很高。由於(yú)不(bú)同於大量(liàng)生產的機床,其價格也高得多。正像(xiàng)手工縫製的西服比流(liú)水線西(xī)服價格高得多。但是隻要能夠(gòu)縮短用戶投資回報周期(qī)並盈(yíng)利,用戶就會認為“物有(yǒu)所值(zhí)”,不會斤斤計較價格。當然,也要幫助用戶轉(zhuǎn)變采購(gòu)設備的理念和習慣。


       整體解決方案首先是營銷理念的革命——從賣設備到幫助用戶(hù)盡快收回投資並盈利。它追求的目標(biāo)是“顧客完全滿意-TCS(Total Customers Satisfaction)”。它遵循美國管理大(dà)師波特的理念“一個企業贏(yíng)利能力的關鍵,是企(qǐ)業是否能收取其為買方創造的價值(zhí)”。“整(zhěng)體解決方案”的最新發展是福特公司創造的企(qǐ)業管理的第三次革命——“團隊價(jià)值管理TVM(TeamValue Management)”。這項2003年才大規模推廣的TVM係統,內容是消除企(qǐ)業內部壁壘,各個有關部門組成TVM團隊,不再是隻對標準和(hé)合同(tóng)負責,而是對終端顧客負責。隻(zhī)有在最終顧客這裏才製造效益(yì)。因此,整體解決方案的營銷方式,使設備製造商從(cóng)技術範疇延伸至管理範疇;從工業領域擴展到服(fú)務領域。

 

我國汽車製造裝備發展之路——國產化和本地化

 

汽車製造裝備的本地化是我國汽車產業和機床產業共同的曆史使命


        中(zhōng)國實現汽車強國夢想,不可能建築在裝備長期依賴進口(kǒu)的沙灘上。一方麵,對汽車(chē)企業而言,激烈的市(shì)場競爭(zhēng)要求不斷降低製造成本。統計資料表明,汽車裝備進口率每(měi)提高1%,裝備總投資增加(jiā)2-3%。可(kě)以說,裝備本地(dì)化是企業生存競爭的需要;另一方麵,隨著我國汽(qì)車工業開始進入微(wēi)利階段(duàn),企業將無力長期支付進口設備的高(gāo)額外匯。


現汽車製造裝備本地化的根本措施是,加快汽車製造技術及裝備創新體係建(jiàn)設(shè)


        二十(shí)世紀七十年代,為裝備第二汽車廠,機械工業部組(zǔ)織了130多(duō)個機床生(shēng)產科研單(dān)位,提供了117條自動線,1004種5500台(tái)高效、專用設備,裝備(bèi)國產化率(lǜ)96%。受到鄧小平同誌的(de)讚許,稱為“聚寶(bǎo)盆”。而現在我國計(jì)劃經濟體製下的機床科研體係已經“轉企(qǐ)改(gǎi)製”,但取而代之的適(shì)合於市場經濟體(tǐ)製下的(de)科研創新體係卻(què)未建立起來。美國是市場經濟發達的國家,他們組織NCMS的(de)經(jīng)驗和(hé)做法似乎可以作為建立我們的汽車製造技術及裝備創新體係的參考。即,政府資助,機床產業和汽車產業聯手,組織汽車製造裝備研發中心,由高校執行課題。目前建立研發隊伍最可行的辦(bàn)法就是產學研合作(zuò),尤(yóu)其是產(chǎn)學合作。這也(yě)符合我(wǒ)國科技發(fā)展戰略的十(shí)二字方針(zhēn):協同集成、自主創新、重點跨越。
  同時,機床產業要緊緊抓住汽車產業二十年大發(fā)展的戰略機遇期,瞄準汽車裝備市場需求(包括中長期需求),特別是從進口熱點(diǎn)中尋求突破點;瞄準世界汽車製造技術及裝備發展前沿技術,如,可重構製造(zào)係(xì)統——RMS;特別要掌握生產線集(jí)成技術。進(jìn)口生產線中有許多工夾具和非標設備,國內能夠製造並且成本大大降低,關鍵是集成技術。目前,大連機床集團等單位已經掌握了生產(chǎn)線集成技術,應該在機床行業全麵推(tuī)廣。

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