面對廣大農(nóng)民對國產(chǎn)農(nóng)機具提高綜合性能的強烈要求、面對企業(yè)之間產(chǎn)品同質(zhì)化競爭的巨大壓力、面對國外農(nóng)機企業(yè)和跨國公司的強勢進入,農(nóng)機行業(yè)和許多農(nóng)機企業(yè)都在苦苦思索和探尋自己的突圍之路。
中國農(nóng)機工業(yè)協(xié)會名譽會長高元恩一針見血地指出,我們要縮小與歐美、日本等知名農(nóng)機企業(yè)之間的差距,要完成從農(nóng)機生產(chǎn)大國到農(nóng)機制造強國的蛻變,要避免在殘酷的競爭中被淘汰出局,當(dāng)務(wù)之急是要建立和提升數(shù)字化制造技術(shù)和裝備體系,要建立智能化的生產(chǎn)組織模式和加快制造裝備的全面升級。
今年5月份中國農(nóng)機工業(yè)協(xié)會組織部分農(nóng)機企業(yè)主要領(lǐng)導(dǎo)人,對日本企業(yè)數(shù)字化制造技術(shù)和能力進行了考察和調(diào)研。日本AMADA公司是我們這次重點學(xué)習(xí)和考察的企業(yè)。在AMADA公司,我們欣賞到了代表當(dāng)今先進水平的數(shù)字化制造技術(shù)和現(xiàn)代鈑金加工裝備,看到了全新、高效的企業(yè)管理創(chuàng)新模式,受益匪淺。
AMADA公司是國際知名的數(shù)字化機床制造商。她既是當(dāng)今先進數(shù)字化制造技術(shù)(軟件)和裝備(機床)的提供者,也是工廠數(shù)字化制造技術(shù)的實踐者和領(lǐng)先者,他們向用戶提供的裝備和自己所獨有的管理方式對中國農(nóng)機企業(yè)都是值得借鑒和極為需要的。
智能化管理的企業(yè)
坐落于富士山腳下的富士宮工廠是其主要的制造基地。2011年這里有員工900名,其產(chǎn)值達(dá)到68億元人民幣,人均年產(chǎn)值近755.6萬元人民幣,生產(chǎn)效率非常之高。這個由整機裝配、模具制造、零部件配送中心等車間組成,占地75萬平方米的工廠坐落在茂盛的森林內(nèi),工廠與大自然和諧相容。進入車間更給人進入星級賓館的感覺,干凈整潔而又充滿激情。在這里我們看不到國內(nèi)企業(yè)常見的“汗流浹背、滿身油膩、大干N天”的勞動場面,員工都身著干凈制服,輕松有序的生產(chǎn),見到我們都會鞠躬避讓。
這是AMADA公司多年推行智能化生產(chǎn)管理的成果。其智能化管理涉及方方面面,他們自己將其表述為“攤位式生產(chǎn)方式的高效率工廠”、“IT生產(chǎn)管理系統(tǒng)的數(shù)碼工廠”。
智能化工廠管理首先表現(xiàn)在生產(chǎn)信息流和資源共享性。AMADA公司獨創(chuàng)的“AM-HITs”生產(chǎn)管理系統(tǒng),是具有產(chǎn)品制造PDCA循環(huán)(生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)指示、績效收集、評價分析)功能的IT系統(tǒng)??梢詫Ξa(chǎn)品和信息進行集中管理,生產(chǎn)計劃、交貨期、物料供應(yīng)等各個環(huán)節(jié)與生產(chǎn)之間實現(xiàn)同步的系統(tǒng)化管理,讓工廠內(nèi)的生產(chǎn)狀況一目了然。生產(chǎn)線上的員工只要通過讀卡器進入該系統(tǒng),就能在崗位上非常方便的獲得各項工作指令和技術(shù)支持,管理者通過該系統(tǒng)也可以及時掌控員工的每一個操作質(zhì)量和進度。
其“攤位式生產(chǎn)方式”大大提高了產(chǎn)品的制造效率。從設(shè)計階段開始便通過前置開發(fā),對產(chǎn)品進行模塊設(shè)計。在“攤位式”的生產(chǎn)現(xiàn)場,運用IT化的生產(chǎn)管理系統(tǒng)進行JIT部件調(diào)配,實現(xiàn)清潔、數(shù)控化的生產(chǎn)制造。制定攤位式生產(chǎn)作業(yè)日程計劃、對各攤位的作業(yè)進展、績效進行數(shù)字化管理的,是支持“攤位式生產(chǎn)方式”的管理軟件“vPost系統(tǒng)”。工作人員進入攤位時只要將工卡和需要操作的工序卡插入“vPost系統(tǒng)”的組裝績效自動收集終端,“vPost系統(tǒng)”就可以根據(jù)工作人員的出入情況,自動收集單元內(nèi)的作業(yè)成績并進行分析,確認(rèn)進展,確立了實現(xiàn)高品質(zhì)的生產(chǎn)體系。
利用該裝置,可實時收集在哪個攤位、何種產(chǎn)品、哪道工序、何人進行操作等信息,并將其作為工廠的計劃圖予以顯示。
JIT生產(chǎn)管理系統(tǒng)向供應(yīng)商、附屬公司發(fā)出零件的下單、交貨指令,確保在規(guī)定時間內(nèi)拿到所訂數(shù)量的零件。
在現(xiàn)場,領(lǐng)我們參觀的工作人員為了介紹數(shù)字化管理系統(tǒng),按下了設(shè)置在各攤位的“vPost系統(tǒng)”上的故障按鈕。工廠內(nèi)、現(xiàn)場辦公室內(nèi)的指示燈立即被點亮,管理人員十幾秒鐘就出現(xiàn)在了現(xiàn)場。由此,員工任何的失誤都會被管理者杜絕,保證了產(chǎn)品的質(zhì)量和交貨期。
AMADA的前置開發(fā)管理是將生產(chǎn)準(zhǔn)備提前,在提出詳細(xì)圖紙前就探討工序流程、公用設(shè)施、生產(chǎn)設(shè)備、布置圖、生產(chǎn)系統(tǒng)、物流及供料等,利用三維模擬數(shù)據(jù)事先進行模塊研討、組裝研討等,同時進行組裝的工序設(shè)計,以便在進入規(guī)模生產(chǎn)時生產(chǎn)準(zhǔn)備也能同步完成。通過采用前置開發(fā)方法,實現(xiàn)以最短的交貨期,即將具有最高質(zhì)量并滿足客戶需求的產(chǎn)品快速投入市場。
2008年,AMADA公司受到在全世界蔓延的雷曼危機的影響,訂單急劇減少,出現(xiàn)了產(chǎn)品庫存爆滿的狀況。為此,他們將以產(chǎn)品為單位的庫存管理,轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂懈叨韧ㄓ眯缘囊阅K為單位的庫存管理。構(gòu)建了能實現(xiàn)以最短的交貨期為客戶提供產(chǎn)品的管理體系,從而實現(xiàn)了按臺、按訂單制造的生產(chǎn)方式。
“西餐禮節(jié)式組裝方式”也是AMADA獨創(chuàng)的。它是將套餐的概念用于組裝工序。通過按使用順序擺放工具、按組裝順序供給零件、按數(shù)字化步驟進行組裝,無需依賴工人較高程度技能,即實現(xiàn)了對質(zhì)量、成本、交貨期的高水平管理。運用零件供應(yīng)架網(wǎng)絡(luò)管理,供應(yīng)架上已按組裝順序準(zhǔn)備好的零件,根據(jù)計算機指令配送。我們看到不論車間內(nèi)的貨架還是配送車上,每一個零部件都有指示燈對應(yīng),綠燈亮就送貨,當(dāng)配送車上全部亮起紅燈時,機床即組裝完畢。工具按工序順序擺在數(shù)字化工具架的托盤中,確保操作人員正確無誤地使用適當(dāng)?shù)墓ぞ?,既便利又提高工作?zhǔn)確性。運用“西餐禮節(jié)式”數(shù)字化管理技術(shù),將生產(chǎn)日程表從生產(chǎn)管理系統(tǒng)下載至計算機,然后按日程表自動選擇工序流程,再按工序流程指令操作和使用工具,任何人都可用適當(dāng)?shù)墓ぞ邷?zhǔn)確無誤地進行操作。工具托盤根據(jù)員工操作時的裝卸信號,收集各工序的操作結(jié)果后向上傳送,管理者可實時掌握其操作狀況。他們把“西餐禮節(jié)式組裝方式”總結(jié)為:員工無需跑動、不會混淆、無需尋找、無需等待就可輕松生產(chǎn)沒有差異的高質(zhì)量的產(chǎn)品。
公司的配件中心,運用超高速自動倉庫,實現(xiàn)零部件的入庫、保管、檢驗、出庫完全自動化。在取貨車和盒子內(nèi)使用IC標(biāo)簽與網(wǎng)絡(luò)連接,取錯件系統(tǒng)就會立即報警,徹底消滅了錯誤發(fā)貨,實現(xiàn)了配件配送的高效率化。
AMADA的配置智能化、加工智能化、維護智能化、操作智能化構(gòu)成了全新的工廠智能化管理。
參觀期間有人詢問AMADA的管理人員:“如此智能化的數(shù)字制造生產(chǎn),你們生產(chǎn)線上的員工,都是大學(xué)生吧?”,其笑曰“我們的員工大部分都是高中生”。參觀者感嘆不已。
數(shù)字化制造技術(shù)與裝備
農(nóng)機產(chǎn)品制造有三個明顯特點。
一是鈑金件多,鈑金件對產(chǎn)品質(zhì)量的影響大;二是產(chǎn)品批量小,品種多,交貨期短;三是企業(yè)生產(chǎn)季節(jié)性強、臨時性用工多。
農(nóng)機企業(yè)內(nèi)部所面臨的共性問題是:勞動力成本的增加、人才的缺失、招工困難、微利潤經(jīng)營,后勁不足。國內(nèi)農(nóng)機企業(yè)又以中小企業(yè)居多,行業(yè)一直在探索合適的生產(chǎn)方式。
當(dāng)國內(nèi)農(nóng)機企業(yè)還在努力提高柔性化制造能力,建立多品種小批量生產(chǎn)模式的時候,日本的企業(yè)已經(jīng)向更靈活的變品種變批量的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)換了。
他山之石,可以攻玉。為了適應(yīng)用戶對產(chǎn)品“高質(zhì)量、低成本、短交貨期”等越來越嚴(yán)格的要求,國內(nèi)先進企業(yè)的產(chǎn)品制造也逐漸由“以零件為單位”的生產(chǎn)向“以模塊(或產(chǎn)品)為單位”的生產(chǎn)轉(zhuǎn)變。
這些生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變迫切需要數(shù)字化制造技術(shù)與裝備的支持。
數(shù)字化制造就是將數(shù)字化技術(shù)運用于產(chǎn)品的制造過程,通過信息建模和信息處理來改進制造過程,提高制造效率和產(chǎn)品質(zhì)量,降低制造成本。
AMADA公司將數(shù)字化制造如此定義:通過加工工序的改革,縮短整體生產(chǎn)周期,從而達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、縮短交貨期的目的。
AMADA公司對數(shù)字化制造技術(shù)和裝備的生產(chǎn)應(yīng)用確定為:靈活使用3D立體數(shù)據(jù);運用模擬試作系統(tǒng);全工序脫機編程;利用條形碼掃描加工。
AMADA公司根據(jù)這些需求和理念,堅持不斷地推出數(shù)字化機床產(chǎn)品,向客戶提供操作簡單、低生產(chǎn)成本、省人工的設(shè)備。
國內(nèi)農(nóng)機企業(yè)以中小企業(yè)為主,制造裝備普遍較差,購買能力也有限,AMADA公司先進鈑金裝備能否適應(yīng)現(xiàn)階段的中國農(nóng)機企業(yè)呢?答案是肯定的。
比如,國內(nèi)農(nóng)機企業(yè)近幾年普遍使用了激光、等離子切割機,產(chǎn)品的外觀質(zhì)量有了很大的提升。但它們幾乎都是我們稱之為“裸機”的切割機。我們看到AMADA公司一款新型多用途激光切割機,配置了完備的軟件系統(tǒng)和全自動化的輔助裝置,上料、下料全部自動完成,可以24小時無人值守自動加工,大大節(jié)省了人力和能源。該款切割機還配備有可進行管材及型鋼加工的旋轉(zhuǎn)分度裝置,既可加工平板材,又可加工管材和型鋼。管材、異型材料的激光切割目前還是我們行業(yè)的空白。拖拉機、收割機的機架等管材如果采取激光切割下料加工、工藝孔和工藝銷定位,可以大大提高機架的制造質(zhì)量同時降低成本,也有利于這些關(guān)鍵零部件實現(xiàn)機器人的焊接。
AMADA公司的EML系列沖切激光復(fù)合沖床,經(jīng)過工序整合,除沖切加工外,還配備了成形、攻絲等提升附加值的功能。不僅如此,為進一步發(fā)揮自動沖床的優(yōu)越性,除了收納模具的大容量轉(zhuǎn)塔外,還增加了與其連接的上下模自動更換裝置,可實現(xiàn)224個模具的自動交換。模具方便的更換,便于實現(xiàn)小批量多品種的生產(chǎn)。這樣,通過同時使用連接床身前后的坯料自動供給裝置,實現(xiàn)了沖床的自動運行,從而減輕了操作人員的體力勞動。
讓我們感興趣的還有鈑金加工用模擬系統(tǒng)(VPSS)。
VPSS系統(tǒng)軟件可以通過產(chǎn)品三面圖自動繪制鈑金展開圖。并根據(jù)折彎屬性(折彎位置、角度、伸長量)自動繪制完成三維立體圖、自動完成展開圖驗證、自動對試制品進行驗證、自動進行折彎模擬、在零件組合后的狀態(tài)下驗證能否進行加工,在設(shè)計階段就能判斷能否進行鈑金加工,在加工前驗證能否進行折彎加工……等等,可減少現(xiàn)場的試折彎工時,為更精確的鈑金件制造提供高效的支持。
千里之行始于足下
盡管AMADA公司為我們協(xié)會的這次考察安排得非常細(xì)致,但畢竟時間太短,我們還很難對數(shù)字化加工技術(shù)和智能化生產(chǎn)管理有深入的理解??疾鞂W(xué)習(xí)讓我們看到了現(xiàn)代化企業(yè)管理和先進鈑金加工技術(shù)的精彩,看到了中國農(nóng)機工業(yè)產(chǎn)業(yè)升級、制造裝備水平提升的方向和有效途徑。
數(shù)字化加工技術(shù)是一柄利器。當(dāng)前中國農(nóng)機工業(yè)處在多數(shù)產(chǎn)品同質(zhì)化的發(fā)展階段,競爭尤為殘酷,誰率先擁有先進的裝備,誰就能在市場中搶先一步??疾焐形唇Y(jié)束,性急的企業(yè)老總就已經(jīng)著手調(diào)整、規(guī)劃新工廠的設(shè)計,并開始與AMADA公司討論設(shè)備和軟件的采購協(xié)議。
路曼曼其修遠(yuǎn)兮,農(nóng)機工業(yè)制造裝備水平的進步刻不容緩……