Fastems助力新鸿基二期柔性线落成实现多品种、小批量生产模式的刀具全自动化管理

发布时间:2022-09-23 11:00    来源:机经网

关键词:新鸿基 小批量 生产模式 刀具全自动化管理 Fastems 多品种 二期柔性线

摘要:2020年年初,新鸿基与Fastems携手签约,一次签订了两期高端定制化FMS柔性生产线的购买与实施协议。2021年5月,一期产线落成,集成2台五轴加工中心与1台卧式加工中心,很快实现机器全天不停、夜班4-6小时无人值守的高效率生产。2022年7月,Fastems服务团队克服疫情影响如期交付了二期产线。

  6台高性能机床设备一字排开,与右侧双排五层的超大容量立体库连成一体;高速率垛机将一个个物料托盘和机加托盘运送至装载站,再将装夹好的零件传输至机床;产线二层,机械臂在有着1000把刀的中央刀具库内自由穿梭,不时为机床传送、填补各类刀具;生产车间运转不停、热火朝天,却见不到几个工人。这就是苏州新鸿基精密部品有限公司(以下简称“新鸿基”)车间内的真实场景。

  2020年年初,新鸿基与Fastems携手签约,一次签订了两期高端定制化FMS柔性生产线的购买与实施协议。2021年5月,一期产线落成,集成2台五轴加工中心与1台卧式加工中心,很快实现机器全天不停、夜班4-6小时无人值守的高效率生产。2022年7月,Fastems服务团队克服疫情影响如期交付了二期产线。“从方案设计到设备安装,再到调试运行,历时近3年,我终于将自己想象中的柔性产线付诸实际,我相信它一定能为新鸿基未来生产打开新局面,为我们向智能化阶段的跃升带来助益!”新鸿基总经理李坚先生不无兴奋地介绍说。

  图:2022年7月底,Fastems如期交付了新鸿基二期产线。一、二期产线共集成6台机床(4台五轴加工中心,2台卧式加工中心),一个超大容量的立体库,包括152个加工库位托盘,120个物料托盘,以及一个拥有1024把刀的中央刀具库。

  国内首例,真正意义上的全自动化刀具管理系统

  对一条柔性产线的期望,莫过于能包容更多品种、更小批量的产品,面对如此复杂的加工,及时、精准且充分的准备工作是重中之中。新鸿基二期的最大亮点——拥有最多1024把刀的中央刀具自动化系统,正是一个充满智慧的“大容量武器库”,可实现6台机床全天候、全自动的刀具供给。

  刀具管理系统,包括刀具传输、刀具寿命管理等,是柔性产线加工过程中节拍控制以及质量控制的关键环节。多品种、小批量零件,在加工中需要使用多种刀具,而加工中心内刀库容量有限,无法做到全自动及时送刀,需依赖人工装换;若刀具出现磨损或到达使用寿命时没有及时更换,还会造成零件报废,带来不可估量的损失。

  Fastems自1990年代开始推广中央刀具库系统,在全球多个国家地区都有着良好应用。此次为新鸿基量身打造的中央刀具库,建立于机床上方,不占用地面空间。通过每把刀具刀柄上的芯片,集成对刀仪系统,可将刀具所有信息,如类型、刀长、半径、使用寿命等精准标记并传输至机床。而整个刀库系统又集成于柔性产线的管控软件中,当有订单时,系统就会进行自动排单,并预先计算好所需的用料数量、刀具数量等,垛机自动搬运物料,送至机床时,中央刀具库就会依据指令,由机械臂自动抓取对应刀具,传送至机床内进行加工。若某把刀到达了使用寿命或刀具破损,机器人会自动将该刀具取出,替换成新刀具。

  图:中央刀具库是新鸿基二期产线的最大亮点,可实现6台机床全天候、全自动的刀具供给,并与柔性产线无缝对接,向24小时无人值守的自动加工迈进。这也是国内市场上第一个真正意义上的多品种、小批量产线的刀具自动化系统。

  新鸿基柔性产线技术负责人李宏吉先生表示:“中央刀具库运行的3个多月时间里,我们没有急于将刀库填满,而是特意留有一些空位,让刀具能在不同机床内频繁调换共享,以不断测试刀库系统的各项性能,运行结果令我们非常满意。目前,我们已经实现了整个刀库的无人化运转与刀具的全柔性统筹管理。”

  “除了自动传输,中央刀具库的另一大优势就是能够帮助用户节省刀具成本。同一把刀可以在不同机床设备内进行共享,由此所带来的刀具寿命最大化、姊妹刀数量减少、价格昂贵的特殊刀无需专机专配等优势,都最大程度提升了刀具的利用率。”芬发自动化上海有限公司总经理丁永平先生补充道,“新鸿基中央刀具库系统是我们在中国市场的首例应用,其刀库规模、自动化程度,在国内市场是多品种、小批量产线的首创。”

   

  三年清晰规划,将产线OEE提升至90%

  作为通过引入智能产线来强化内生竞争力的民企先行者,新鸿基对于智能制造发展之路一直有着非常清晰的规划,李坚总经理在一期产线落成时所提出的“标准化、数字化、自动化、智能化”企业智造发展四阶段观点在行业中得到了广泛关注。如今二期落成,当被问到该产线是否达到预期时,他思索后回答:“虽然已与柔性线‘相处’了一年多时间,但我们还处在探索阶段。这是一个功能极其强大的系统,在我看来,只要夹具、刀具、托盘数量足够多,柔性产线能够做到无限种零件的自由切换。目前,我们制定了一个三年规划,即今年完成产线OEE(设备综合效率)超过 75%的目标,2023年超过85%,2024年达到90%。对于多品种、小批量企业来说,这样的目标对于工厂整个工艺流程、生产管理、人员、技术都是巨大挑战。但我和团队充满信心,因为我们能预见柔性制造无限的潜能,能看到未来的希望,我们明确了道路的方向,更享受每一次提升带来的欣喜。”

  针对产线运行的具体情况,李宏吉也进行了补充:“目前柔性产线每月加工的零件种类在100~200种,并且每一季度还会进行其他零件的不停轮换。同时,我们还有一项大的生产管理调整,这也是未来整个生产部门的发展方向,即将更多批量小、产品复杂、精度要求高的零件转移到该柔性线中,做到零件种类与产线OEE的双重提升。”

  也许有人会质疑,OEE 75%很高吗?现在很多工厂即使是传统产线也“宣称”达到了这个水平,这也是李坚总经理真实遇到的来自多位同行的疑问。事实上,很多企业对设备利用率的计算,是以机床计划加工时间为基数,实际切削时间占计划时间的比重算作OEE。这其中,很多因故障、工人放假等因素造成的机床停机时间被掩盖,OEE值便“虚高”。而新鸿基的OEE考核方式,是将一年固定时间(8760小时=365天X 24小时)作为总基数,再看机床切削时间的占比,这也是新鸿基在接触Fastems“8760”理念后进行的最大改变。如今,“8760”已成为新鸿基生产部门的唯一考核标准,所有的工艺流程也均围绕这一标准展开。

  尽早实现柔性加工前期准备工程的模块化和标准化,是新鸿基当前紧锣密鼓进行中的工作。对比传统单机,Fastems柔性线的托盘交互模式,是将原来装夹、调试、检测、换装刀时机床停机等待的“非有效加工时间”,替换成其他零件的“有效加工时间”,从而让机床持续运转,设备利用率提高。而如何让“非有效加工时间”进一步缩短呢?新鸿基团队对生产辅助系统进行了全面优化,即建立完整的夹具、刀具、软件库,将所有加工工具按照所应用的零件种类分类标记并整理归纳,提升工具,尤其是夹具的通用性和复用率,在降低工具成本的同时,为公司技术传承打下了坚实基础。

  默契合作,共赢未来

  三年的合作,无数个日夜的陪伴,让新鸿基与Fastems早已成为彼此信赖的“伙伴”。尤其是此次二期交付正值国内疫情爆发,Fastems秉承用户第一的理念,全公司协同配合,调动一切资源,全力确保项目如期交付的举动,让新鸿基团队赞不绝口。“二期项目交付期间,Fastems原定的外籍工程师由于疫情影响无法到达现场,我们原本还有担心,但本地工程师用过硬的技术实力打消了顾虑。所有技术人员均驻厂调试,日夜陪产,任何问题都能第一时间帮助我们解决,其国外团队也做到了实时在线支持。最难得的是,中央刀具库的所有调试工作都是在产线正常运行的情况下进行的,完全没有耽误产能。”新鸿基李宏吉介绍说。

  “近年来,Fastems一直致力于打造一支专业能力强的本土化服务团队,为快速响应用户做好充足准备。新鸿基二期项目的如期交付,表明我们本土工程师无论在安装还是调试能力上都已接近全球标准。这也是Fastems定位全球‘柔性方案供应商’的有力证明,我们给客户提供的不仅是高端的设备系统,更是设备所产生的价值,是经验带来的工艺实力,是贯穿全流程的技术积淀。”丁永平先生补充道。

  李坚总经理也表示说,Fastems柔性产线对加工效率的大幅提升,在很大程度上强化了新鸿基的市场竞争力,促进了业务发展,“客户来到工厂考察,看到这条产线,他们对新鸿基的供货能力、产品品质有了更充足的信心。2023年,我们计划再投建一条柔性线,这条产线将加入车铣复合中心和五轴加工中心,将新鸿基在高精度薄壁零件加工的优势进一步凸显,并且还会装配一个同样规模的中央刀具库,将两条线的刀库通过连廊进行刀具的互相传输。在这其中,车铣复合技术与柔性托盘交互模式的集成融合是最大难点,国内还没有先例,而Fastems在国外的丰富应用经验将对我们的探索提供帮助。”

  “‘多品种,小批量’的生产模式已是工业4.0时代发展所趋,世界范围内众多企业的成功案例也都在证明,柔性自动化系统是这一趋势下通往高效生产、精益生产、智能生产的正确道路。作为该领域全球最大的柔性制造解决方案供应商,自2012至今,Fastems已在中国市场成功交付了近80条柔性自动化生产线。与更多像新鸿基李总这样有远见卓识、踏实奋进的企业家们的交流中,我深切感受到中国制造的澎湃力量,也更加坚定了我们要在这里倾注更多资源,发挥更大价值的决心。”丁永平先生总结说道。

(责编:yangbo)
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