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        Fastems助力新鴻基二期柔性線落成 實現多品種、小批量生產模式的刀具全自動化管理

          2022年09月22日  

          6臺高性能機床設備一字排開,與右側雙排五層的超大容量立體庫連成一體;高速率垛機將一個個物料托盤和機加托盤運送至裝載站,再將裝夾好的零件傳輸至機床;產線二層,機械臂在有著1000把刀的中央刀具庫內自由穿梭,不時為機床傳送、填補各類刀具;生產車間運轉不停、熱火朝天,卻見不到幾個工人。這就是蘇州新鴻基精密部品有限公司(以下簡稱“新鴻基”)車間內的真實場景。

        圖1:2022年7月底,Fastems如期交付了新鴻基二期產線。一、二期產線共集成6臺機床(4臺五軸加工中心,2臺臥式加工中心),

        一個超大容量的立體庫,包括152個加工庫位托盤,120個物料托盤,以及一個擁有1024把刀的中央刀具庫。

          2020年年初,新鴻基與Fastems攜手簽約,一次簽訂了兩期高端定制化FMS柔性生產線的購買與實施協議。2021年5月,一期產線落成,集成2臺五軸加工中心與1臺臥式加工中心,很快實現機器全天不停、夜班4-6小時無人值守的高效率生產。2022年7月,Fastems服務團隊克服疫情影響如期交付了二期產線?!皬姆桨冈O計到設備安裝,再到調試運行,歷時近3年,我終于將自己想象中的柔性產線付諸實際,我相信它一定能為新鴻基未來生產打開新局面,為我們向智能化階段的躍升帶來助益!”新鴻基總經理李堅先生不無興奮地介紹說。

        國內首例,真正意義上的全自動化刀具管理系統

          對一條柔性產線的期望,莫過于能包容更多品種、更小批量的產品,面對如此復雜的加工,及時、精準且充分的準備工作是重中之中。新鴻基二期的最大亮點——擁有最多1024把刀的中央刀具自動化系統,正是一個充滿智慧的“大容量武器庫”,可實現6臺機床全天候、全自動的刀具供給。

          刀具管理系統,包括刀具傳輸、刀具壽命管理等,是柔性產線加工過程中節拍控制以及質量控制的關鍵環節。多品種、小批量零件,在加工中需要使用多種刀具,而加工中心內刀庫容量有限,無法做到全自動及時送刀,需依賴人工裝換;若刀具出現磨損或到達使用壽命時沒有及時更換,還會造成零件報廢,帶來不可估量的損失。

        圖2:中央刀具庫是新鴻基二期產線的最大亮點,可實現6臺機床全天候、全自動的刀具供給,

        并與柔性產線無縫對接,向24小時無人值守的自動加工邁進。這也是國內市場上第一個真正意義上的多品種、小批量產線的刀具自動化系統。

          Fastems自1990年代開始推廣中央刀具庫系統,在全球多個國家地區都有著良好應用。此次為新鴻基量身打造的中央刀具庫,建立于機床上方,不占用地面空間。通過每把刀具刀柄上的芯片,集成對刀儀系統,可將刀具所有信息,如類型、刀長、半徑、使用壽命等精準標記并傳輸至機床。而整個刀庫系統又集成于柔性產線的管控軟件中,當有訂單時,系統就會進行自動排單,并預先計算好所需的用料數量、刀具數量等,垛機自動搬運物料,送至機床時,中央刀具庫就會依據指令,由機械臂自動抓取對應刀具,傳送至機床內進行加工。若某把刀到達了使用壽命或刀具破損,機器人會自動將該刀具取出,替換成新刀具。

          新鴻基柔性產線技術負責人李宏吉先生表示:“中央刀具庫運行的3個多月時間里,我們沒有急于將刀庫填滿,而是特意留有一些空位,讓刀具能在不同機床內頻繁調換共享,以不斷測試刀庫系統的各項性能,運行結果令我們非常滿意。目前,我們已經實現了整個刀庫的無人化運轉與刀具的全柔性統籌管理?!?/P>

          “除了自動傳輸,中央刀具庫的另一大優勢就是能夠幫助用戶節省刀具成本。同一把刀可以在不同機床設備內進行共享,由此所帶來的刀具壽命最大化、姊妹刀數量減少、價格昂貴的特殊刀無需專機專配等優勢,都最大程度提升了刀具的利用率?!狈野l自動化上海有限公司總經理丁永平先生補充道,“新鴻基中央刀具庫系統是我們在中國市場的首例應用,其刀庫規模、自動化程度,在國內市場是多品種、小批量產線的首創?!?/P>

        三年清晰規劃,將產線OEE提升至90%

          作為通過引入智能產線來強化內生競爭力的民企先行者,新鴻基對于智能制造發展之路一直有著非常清晰的規劃,李堅總經理在一期產線落成時所提出的“標準化、數字化、自動化、智能化”企業智造發展四階段觀點在行業中得到了廣泛關注。如今二期落成,當被問到該產線是否達到預期時,他思索后回答:“雖然已與柔性線‘相處’了一年多時間,但我們還處在探索階段。這是一個功能極其強大的系統,在我看來,只要夾具、刀具、托盤數量足夠多,柔性產線能夠做到無限種零件的自由切換。目前,我們制定了一個三年規劃,即今年完成產線OEE(設備綜合效率)超過 75%的目標,2023年超過85%,2024年達到90%。對于多品種、小批量企業來說,這樣的目標對于工廠整個工藝流程、生產管理、人員、技術都是巨大挑戰。但我和團隊充滿信心,因為我們能預見柔性制造無限的潛能,能看到未來的希望,我們明確了道路的方向,更享受每一次提升帶來的欣喜?!?/P>

          針對產線運行的具體情況,李宏吉也進行了補充:“目前柔性產線每月加工的零件種類在100~200種,并且每一季度還會進行其他零件的不停輪換。同時,我們還有一項大的生產管理調整,這也是未來整個生產部門的發展方向,即將更多批量小、產品復雜、精度要求高的零件轉移到該柔性線中,做到零件種類與產線OEE的雙重提升?!?/P>

          也許有人會質疑,OEE 75% 很高嗎?現在很多工廠即使是傳統產線也“宣稱”達到了這個水平,這也是李堅總經理真實遇到的來自多位同行的疑問。事實上,很多企業對設備利用率的計算,是以機床計劃加工時間為基數,實際切削時間占計劃時間的比重算作OEE。這其中,很多因故障、工人放假等因素造成的機床停機時間被掩蓋,OEE值便“虛高”。而新鴻基的OEE考核方式,是將一年固定時間(8760小時=365天X 24小時)作為總基數,再看機床切削時間的占比,這也是新鴻基在接觸Fastems“8760”理念后進行的最大改變。如今,“8760”已成為新鴻基生產部門的唯一考核標準,所有的工藝流程也均圍繞這一標準展開。

          盡早實現柔性加工前期準備工程的模塊化和標準化,是新鴻基當前緊鑼密鼓進行中的工作。對比傳統單機,Fastems柔性線的托盤交互模式,是將原來裝夾、調試、檢測、換裝刀時機床停機等待的“非有效加工時間”,替換成其他零件的“有效加工時間”,從而讓機床持續運轉,設備利用率提高。而如何讓“非有效加工時間”進一步縮短呢?新鴻基團隊對生產輔助系統進行了全面優化,即建立完整的夾具、刀具、軟件庫,將所有加工工具按照所應用的零件種類分類標記并整理歸納,提升工具,尤其是夾具的通用性和復用率,在降低工具成本的同時,為公司技術傳承打下了堅實基礎。

        默契合作,共贏未來

          三年的合作,無數個日夜的陪伴,讓新鴻基與Fastems早已成為彼此信賴的“伙伴”。尤其是此次二期交付正值國內疫情爆發,Fastems秉承用戶第一的理念,全公司協同配合,調動一切資源,全力確保項目如期交付的舉動,讓新鴻基團隊贊不絕口?!岸陧椖拷桓镀陂g,Fastems原定的外籍工程師由于疫情影響無法到達現場,我們原本還有擔心,但本地工程師用過硬的技術實力打消了顧慮。所有技術人員均駐廠調試,日夜陪產,任何問題都能第一時間幫助我們解決,其國外團隊也做到了實時在線支持。最難得的是,中央刀具庫的所有調試工作都是在產線正常運行的情況下進行的,完全沒有耽誤產能?!毙馒櫥詈昙榻B說。

          “近年來,Fastems一直致力于打造一支專業能力強的本土化服務團隊,為快速響應用戶做好充足準備。新鴻基二期項目的如期交付,表明我們本土工程師無論在安裝還是調試能力上都已接近全球標準。這也是Fastems定位全球‘柔性方案供應商’的有力證明,我們給客戶提供的不僅是高端的設備系統,更是設備所產生的價值,是經驗帶來的工藝實力,是貫穿全流程的技術積淀?!倍∮榔较壬a充道。

          李堅總經理也表示說,Fastems柔性產線對加工效率的大幅提升,在很大程度上強化了新鴻基的市場競爭力,促進了業務發展,“客戶來到工廠考察,看到這條產線,他們對新鴻基的供貨能力、產品品質有了更充足的信心。2023年,我們計劃再投建一條柔性線,這條產線將加入車銑復合中心和五軸加工中心,將新鴻基在高精度薄壁零件加工的優勢進一步凸顯,并且還會裝配一個同樣規模的中央刀具庫,將兩條線的刀庫通過連廊進行刀具的互相傳輸。在這其中,車銑復合技術與柔性托盤交互模式的集成融合是最大難點,國內還沒有先例,而Fastems在國外的豐富應用經驗將對我們的探索提供幫助?!?/P>

          “‘多品種,小批量’的生產模式已是工業4.0時代發展所趨,世界范圍內眾多企業的成功案例也都在證明,柔性自動化系統是這一趨勢下通往高效生產、精益生產、智能生產的正確道路。作為該領域全球最大的柔性制造解決方案供應商,自2012至今,Fastems已在中國市場成功交付了近80條柔性自動化生產線。與更多像新鴻基李總這樣有遠見卓識、踏實奮進的企業家們的交流中,我深切感受到中國制造的澎湃力量,也更加堅定了我們要在這里傾注更多資源,發揮更大價值的決心?!倍∮榔较壬偨Y說道。

        (來源:Fastems供稿)

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