發展汽車製造裝備具有重大戰略意義(yì)
我國(guó)汽車業占裝備製造業產值和利潤約半。國內外經驗一(yī)再(zài)證明,汽車工業的(de)發展既依賴於機床工業的技術進步,又帶動了機床(chuáng)工業的發展。近十幾(jǐ)年來,我國(guó)汽車工業已經成為(wéi)機床消費主體,約消費了全社會40%的機(jī)床。同時,汽車工業投資(zī)的一半以上又用於購買機床,其中,進(jìn)口機(jī)床金額約占(zhàn)80%。這是我國機床消費和進(jìn)口高(gāo)速增長的主要(yào)原因。圖1表明(míng),我國汽車產量(liàng)與機床進口增長同步。
一方麵,汽(qì)車的水平和質量取決於裝備水平;另一方(fāng)麵(miàn),一個國家汽車工業和一個汽車企業的國際競爭力又取決於裝備的先進(jìn)性和製造成本。正是近年大量先進數(shù)控設(shè)備的采用,使我國轎車裝備整體(tǐ)上進入柔性化時(shí)代,才(cái)支撐著我國汽(qì)車工業的不斷發展。
我國汽車(chē)製造裝備市場巨大
我(wǒ)國(guó)將是世界汽車(chē)最大市場(chǎng)、最大生產國。按照(zhào)發展總戰略,2020年,我國汽車(chē)產量達到1400~1800萬輛,世界(jiè)第一,並邁向世界汽車產業強國,其(qí)標(biāo)誌之一是,擁有(yǒu)先(xiān)進製造技術和先進(jìn)製造裝(zhuāng)備。 同時,各汽車企(qǐ)業,特別是零部件企(qǐ)業,為在激烈的市場競爭中求生(shēng)存,必須不斷改進製造技(jì)術(shù)與裝備。可以斷言,在我國實現工(gōng)業化的長(zhǎng)時期內,汽車(chē)工業將一直是(shì)機床消費的主體(tǐ)。
我國汽車製造(zào)裝備兩極分化、總體(tǐ)落後。形象地說是現代武器與“三八(bā)“式步槍並存。一方麵,有采用(yòng)世界最先進的敏捷柔性生產線(xiàn)的上海通用(yòng)這樣的示範工廠;另一方麵,有的國(guó)營老(lǎo)企業,如,濟南卡(kǎ)車公司數控機床比(bǐ)率隻(zhī)有1%(2002年(nián)調查)。
總體來(lái)說,合資轎車(chē)企業和部分民營企業(如,萬象集團)汽車裝備整體上進入柔性化(huà)時代,達到二十世(shì)紀九十(shí)年代水平。另外一部分汽車零部件製造(zào)企業仍然主要使用普通(非數控(kòng))機床生產(chǎn),造成質量低下,隻能夠生產(chǎn)低端汽車零部件。
現代汽車製造裝備的構成及進口熱點
汽車製(zhì)造裝備分為整車製造裝備和零部件製造裝備兩大(dà)類。
o 整車製造的“四大工藝裝備”——整車(chē)裝配流水線、車(chē)身(shēn)焊接和裝配(pèi)生產(chǎn)線、噴塗生產線、衝壓生產線(xiàn)。
1. 衝壓生產線:據統計,在轎車的2000餘件零件中,衝壓件占40%以上。包括車身覆蓋(gài)件、車(chē)身結(jié)構件(jiàn)和中小型衝壓件。目前,我國轎車生產(chǎn)主要應用(yòng)自動和半自動(dòng)衝壓(yā)生產線。下一代是柔性衝壓自動線。衝壓生產線是唯一的國產品占據主導地位的大類(lèi)汽(qì)車裝備。但是先進衝壓技(jì)術裝備我們與國外存在很大差距。
2. 轎車焊接裝配(pèi)線幾乎全部依靠進口。 轎車車身自動(dòng)焊裝線(xiàn),整車自動裝配線是我國汽車裝(zhuāng)備最薄弱的環(huán)節(jiē)之一。 目前(qián),自動裝配線向(xiàng)柔性和“零缺陷”裝配(pèi)線發展。柔性靠(kào)大量(liàng)焊接和裝配機器人實現。
3. 噴塗生產線:主要包括噴漆機器人、電泳、烘幹、塗膠以及輸送等設備。由於國內缺乏將(jiāng)工藝係統、物流係統、信(xìn)息係統集(jí)成為流(liú)水(shuǐ)生產線的技術,也(yě)基本依賴進口。
o 零部件製造裝備:
1. 金屬切削機床(chuáng)生產線(xiàn)。 製造轎車(chē)零部件(jiàn)的金屬切削機床生產線(xiàn),金額的約70-80%依賴進口。但近年隨著國際著名機床廠商將生(shēng)產轉移至我國(guó),以及國內機床企業並購(gòu)國際著名機床廠商,進口比率正在下降。製造卡車零部件的金屬切削(xuē)機床(chuáng)生產(chǎn)線則以國產品為主。
這裏分(fèn)析幾種熱點金屬切削機(jī)床:
a. 柔性生產線——FTL。由高速加工中心組成(chéng)(詳見後)。主要用於發(fā)動機製造。從二十(shí)世紀末至今,據不完全統計,已經有約100條在我國安裝或將安裝,單價約(yuē)2000萬(wàn)美元(yuán)。其中進口占約90%。主要來自德國、日本(běn)、意大利、美(měi)國。
b. 雙主軸雙刀塔多軸數控車銑中(zhōng)心(xīn)/柔(róu)性製造單元。帶有C、Y軸和動力刀頭。配備自動上下料裝置(含機械手),並(bìng)在與物料存儲與傳送及其自動控製集成的條件下,構成柔性製造單元(FMC)。由於(yú)這(zhè)類設備滿足軸類汽車零件“一次裝夾完全加工——one on down”需要,近年已(yǐ)經有數百台(tái)至千台投產,其中進口約占90%。主要來自日本、韓(hán)國、台灣等。 還要特別指出,現代汽車零部件(jiàn)越來越采用以(yǐ)車代磨工藝,要求數控車床能夠進行(háng)強力車削。
c. 各種數控磨床和專用數控磨床(chuáng)。如:高效、高精(jīng)無心磨(mó)床,配有自動上下料裝置(含機械手),組成磨削單元;高效、高精曲軸和凸(tū)輪軸數控磨(mó)床,十字軸專(zhuān)用數控磨床等,幾乎全部依(yī)靠進(jìn)口。主要來自德國、意大利、瑞士、日本。
d. 模具加工5軸高速床(chuáng)身式/龍門式(shì)銑床(加工中心)。這類機床主(zhǔ)要特點是速度高、剛性好。其中龍門式加工中心(xīn)為擴大工藝性能,還具有5麵功能,配備(bèi)有換頭機構,以便滿足銑、鏜(táng)、鑽工藝對主軸轉速不同的要求(qiú)。全部依靠進口,已經有(yǒu)超(chāo)過數百台投產。主要來自德國、瑞士、日本、意大(dà)利。
2. 精密鍛造:接近淨成形加工。轎車重要零件毛坯一直應(yīng)用鍛件。精鍛機國內差距巨大,依賴進口。
a. 熱精(jīng)鍛生產線(xiàn)或製造單元:德國BLM公司熱精鍛齒輪精度已達DIN6級,節約材料20~30%,機械性(xìng)能提高15~30%。
b. 冷精鍛(冷擠壓)生產線或製(zhì)造單元:美國每年生產冷擠壓件100萬件以上,80%為(wéi)汽(qì)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℃進行鍛(duàn)造,兼有熱鍛和冷鍛優點。美國溫鍛件(jiàn)約占精鍛件50%。
d. 模鍛機/製造單元:汽(qì)車零部件鍛造(zào)毛(máo)坯皆屬模鍛(duàn)件。其中的模具和上下料裝置(zhì)等為國內薄弱環節。
e. 粉末冶金燒結鍛造設備。國外粉末冶金(jīn)燒結鍛造技(jì)術有較大發展,粉末鍛造連杆重(chóng)量精度可達1%。
f. 內高壓成形技(jì)術。是製造空心輕體構件的高新技術。內高(gāo)壓(yā)成形件質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、零件數量少、焊縫少,在歐美發展很快。
g. 旋壓成形(xíng)技術裝備。旋壓成形具有加工(gōng)精度高、可生產變截(jié)麵(miàn)等強度車輪(lún)輪輞和輪輻等優點。
h. 鑄造生產線: 大噸位壓鑄機/製造單元(鋁(lǚ)合(hé)金鑄件)依靠進口。其中壓鑄(zhù)模具國內差(chà)距巨大。 精密鑄(zhù)造生(shēng)產線(鑄鐵件)依靠進口。其中,自(zì)動鎖(suǒ)芯(xīn)生產(chǎn)線(key core system)主(zhǔ)要采用西(xī)班牙loramendi公(gōng)司產(chǎn)品。
i. 激(jī)光加工設備。包括激光切割設備、激光焊接設備。激光拚焊板衝(chōng)壓成(chéng)形技(jì)術是國際上大力發展的一種先進技術。將不同材質不(bú)等厚度(dù)鋼板激光拚焊成毛坯,然後整體衝壓成形。可減輕零件重量、提(tí)高整(zhěng)車匹(pǐ)配質量、降低材耗、提(tí)高生產(chǎn)率。目前激光(guāng)拚焊板衝(chōng)壓成形設備同樣依賴進口。,dd>此外,轎(jiào)車車體三維數控激光(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(mó)製造方(fāng)式。使(shǐ)生產準備(bèi)周期從2.5個月縮短至5天。
j. 數控刀具係(xì)統。製(zhì)造轎車零部件的數控刀具係統(tǒng),主要依靠進口。現代轎車零部件和模具加工已經高速化。對刀具提出很高要(yào)求。采(cǎi)用整體硬質合金刀具、硬質合金塗層刀具(jù)(包括化學塗層CVD、物理塗層(céng)PVD),陶瓷刀具,CBN刀具(jù),聚晶金剛石(PCD)刀具,燒結壓層刀具等。 同時,對高速切削刀具的監測工具、刀具係統的連接工具、高速回轉的刀具係(xì)統動平衡技(jì)術設備等也提出很高要求。
k. 需要指(zhǐ)出,現代轎車零部件加工生產線,采用“智能刀具(Smart Tools)”——為特定(dìng)零(líng)件加(jiā)工設計的(de)一(yī)係列(liè)專用高效刀(dāo)具。同時,國際著名數控刀具供應商,還同時提供高速切削套裝軟(ruǎn)件包、刀(dāo)具使用(更換、重磨)服務(wù)等“整體解決方案”。
我(wǒ)國汽車製造裝(zhuāng)備國產化路(lù)漫漫
二十世紀八十年代,我國汽車工業重點轉入生產轎車,國內機(jī)床工業很不適應。轎車裝(zhuāng)備國產化率長期來隻有20%。但是仍然有一些亮點,比如汽車衝壓生產線、數控齒輪加工機床等(děng)國產品都占有較高(gāo)的份額,大連和沈(shěn)陽機床集團近年也為汽車企業(yè)提供由高速加工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企業使用。
但是總體來(lái)說,我國機床產品與世界先進水平還有不小差距:
1. 自主創新差距:筆(bǐ)者(zhě)去年訪問了歐、日五國20家以提供汽車裝備為主的著名機床製造(zào)商。發現在現代發動機製造技術、高速加工中心、由高級複合化機床組成(chéng)的製造單元等高端機床方麵,我們與國外技術發展差距拉大了。重要(yào)原因是,我們(men)基本沒有製造技術自主創新體(tǐ)係,同時,製造技術研發的人力、財力投(tóu)入,差距仍(réng)然很(hěn)大。
現代汽車裝備特別強調解決方案。目前,國際一流機床企業的銷售行(háng)為,已經完成了從賣設備到提供“解決方案- SOLUTION”的革命。這要求應用工程(chéng)師是複合性技能型(xíng)高級“灰領人才”。這是我們與國際間新(xīn)產生的(de)也是更加嚴(yán)重的差距。
2. 機床性能差距:主要數控機床無法滿足現代轎(jiào)車對精度、精度保持性、可靠性、壽命的(de)需要。如,國際上加工精度從1950~2000年提高了50倍(bèi),國內加工中(zhōng)心精度與(yǔ)國(guó)際先進水平差距大體為15年;
3. 軟件差距:包括生產線控製係統、集成技術差距等。缺乏將工藝係統、物流(liú)係統(tǒng)、信息係統(tǒng)集成為製造單元或流水生產線的技術。
淺析轎車零部件機械加工技術和設備特征
流水生產線
一個多(duō)世紀以(yǐ)來雖然幾經革命,它卻一直是汽車及零部件生產方式的主體。
流(liú)水生(shēng)產線根(gēn)本技術是(shì)集成技術——將工藝係(xì)統、物流係統、信息係統集成為流水生產線。
1. 工藝係統:即(jí)機床——工具——工件係統。
現代轎車流水生產線的工藝(yì)裝備,已經進入柔性化時代,由數控機床和智能工具組成(chéng)。
對機(jī)床主要要(yào)求是:高速(sù)度、高精度、高精(jīng)度(dù)保持性——高機床工程能力指數(Cm/Cmk值),高(gāo)可靠性,等(děng)。
用於發動機生產線的高速加(jiā)工中心:快移速度60~100 m/min,加速度0.6~1.5g;主軸最高轉速8,000~15,000 r/min;定位精度/重複定位精度——工作台1m以下,8μm/4μm (VDI標(biāo)準),工作台1m以上,10μm/5μm/M (VDI標準)。
目前,國際上這類加工中心的最新發展是(shì),主運動普遍采用電主軸,進(jìn)給運動愈來愈多采用直線電機。同時,普(pǔ)遍運用三坐標模塊化和(hé)箱中箱結構,機床非常簡約,外購件(配套件)比例增加,交貨期大大縮短。日本MAZAK公司最新(xīn)一代的UH“瘦身”型加工(gōng)中心,采用雙(shuāng)X軸進給方式,機床(chuáng)寬度縮短38~57%,大大減少生產線占地(dì)麵積和投資(zī)。
用於模具加工的3~5軸床身式、龍門式數控/仿形高(gāo)速銑床(加工中心):主軸最高轉速20,000~40,000 r/min;
機床工程能力指數/工序能力指數Cmk/Cpk值≧2.0/1.67 。
平(píng)均無故(gù)障工作(zuò)時間MTBF,日本遠(yuǎn)州2002年資料目標(biāo)為5 000小時。
2. 物流係統:由原材料處理、存儲、上下料裝置、機床間工件傳輸裝(zhuāng)置組成。
在單(dān)台數(shù)控機床配備工件(jiàn)庫或(huò)原材(cái)料庫和自動上下料(liào)裝(zhuāng)置(含機(jī)械手、機器人)的條件下,即在與物料存(cún)儲與傳送及其自動控製集成的條件下,構成柔性製(zhì)造單元(FMC)。在多台數控機床配備自動上下料與物料存(cún)儲和傳送及與生產計劃調度(dù)用計算機集成的條件下,構成柔性製造係統(FMS)。在不含計劃調度係統和工件單(dān)向流動時,組成柔性生產線。
3. 信息係統:
主要包括生產線控製、刀具更換、工裝(zhuāng)及附具更換、工件(jiàn)調度、自(zì)動編程、自動監控、自動補償、工件質量(liàng)自動檢測、刀具磨損或(huò)破損後的自動更換和自動報警等。最新要求是具有CAD/CAM功(gōng)能,遠程生產線管理和維護、故(gù)障診(zhěn)斷和(hé)自動修複功能等。
流(liú)水生產(chǎn)線又是製造技術與管理技術結合的典範。二十世紀影響了人類製造業的幾大(dà)管理(lǐ)技術多產生於汽車生產線。如,福特生產方式(shì),豐田生產方式,準時製(JIT),精益生(shēng)產等。這裏不再闡述。
發(fā)動機(jī)製造技術的(de)發展與變革
正(zhèng)像發動(dòng)機(jī)是汽車的心髒(zāng)一樣,發(fā)動機製造技術是汽車製造技術的(de)集中體現(xiàn)。
1. 汽車麵世(shì)以來,發動機製造技術已經經曆了兩次革(gé)命。
第一次革命發生在二(èr)十世紀初,美國福特汽車公(gōng)司創始人福特發明了大量生產流水線。其主要(yào)方式,是由組合/專用機床(special purpose machine/ Transfer machine)組成的自動(dòng)生產線 TL(Transfer Line) ,也稱為傳統自動線。其最大優點是高生產效(xiào)率——幾十甚至上(shàng)百把刀同時加工,其效率是任何其他類型生產線無法比擬的;低價格——特別是我國,組合專機價格甚至(zhì)低於批(pī)量生產(chǎn)的(de)通用數控機(jī)床。最大缺點(diǎn)是柔性差,一(yī)旦產品變型和更換品種即基本無法(fǎ)使用。我國汽車行業從誕生至二十(shí)世紀九十年代初期,一直沿用TL。目前我國轎車行業生(shēng)產大多不采用TL。但在國外大量生產(chǎn)穩定產品的(de)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,柔性生產(chǎn)技術被引進了(le)汽車(chē)生產。二十世紀九十年代(dài)出(chū)現了高轉速、高快移速度、高加速度、快速換刀的高速加工中心。由其組成的高速柔性生產線FTL(Flexible Transfer Line)是發動機製造技術的第二次革命。其突出特點是(shì)一定程度上(shàng)克服了高柔性和低效率的矛盾(dùn)。這種生產線不僅可加工同樣產品範圍內的零件,而且可加工變型(xíng)產品、換代產品(pǐn)以及新產品,真正具備了柔性的意義(yì)。缺點是投資較大,效率受局限。目前是我國轎車企業的熱點生產線。
為了(le)進一步提高高速柔性生產線的生(shēng)產效率,更快地適應市場變(biàn)化,FTL的新發展是敏捷高速柔性生產線——AFTL(Agile Flexible Transfer Line),目標是:
對變化的市場(chǎng)需求(qiú)快(kuài)速做出(chū)反映;
滿足現(xiàn)代轎車發動機“多品種(zhǒng)、大中批量、高效率、低成本”的需要;
符合“精益生產”原則——用最小(xiǎo)投資贏得最大經(jīng)濟效益。
AFTL的主要特點是:
由通用高速加工中心和專用/組合機床組成的混合(Hybrid)型柔性生產線(xiàn)(HSMC+SPM/TM)。按照工序流程排列設備並由(yóu)自動(dòng)輸送裝置連接,全部生產(chǎn)線上機床、輸送和工件識別均在一個(gè)控製係統中;
采用敏捷夾具(jù)(柔(róu)性夾具(jù)-可控(kòng)、可調夾具);
采用“智能刀具(Smart Tools)”——為特定零件加(jiā)工設計的一係列專用高效刀(dāo)具。
這種生產線的優點是生產效率高同時又具有相當的柔性,能夠適合大(dà)批量生產(chǎn)和變型產品生產,同時投資較小。缺點(diǎn)是(shì)柔性受局限,不能加工不可預見的任(rèn)意品種零件。目前,混合型(xíng)柔性生產線在國內外汽車行業應用廣泛。
2. 目前(qián)發動機製造技術正醞釀著第三次革命
背景是,一方麵,隨著(zhe)技(jì)術進步,發動機研發速度(dù)越來越快(kuài),新產品開發(fā)周期從30個(gè)月縮短到13個月;同時,日益發展的多樣性需求,使車型數量急劇增加。如,我(wǒ)國第一汽車集團在2000-2004年期間開發出(chū)920種新車型;日(rì)本豐田公司(sī)10年中車型(xíng)數量增加兩(liǎng)倍。另一方麵,在發動機市場競(jìng)爭愈(yù)發激烈情況下,發動機生產批量(liàng)不確定性增大。目前流行(háng)的(de)柔性生產線,由於價格昂貴(guì),投(tóu)資風險加大。同時,產能過剩矛(máo)盾日益突(tū)出——尤其是(shì)我國更加嚴重。近年來,人們一直在探討解決多樣性與經濟(jì)性日(rì)益突出(chū)的矛盾,滿足變品種、變批量的需要,兼顧高柔性、高效率、低投資(zī)的要求和對市場的(de)快速(sù)反應能力;同時,也在探討以製造係統的革命來解決產能過剩的世紀矛盾。
美(měi)國提出了《可重構製造(zào)係統RMS(Reconfigurable Manufacturing Systems)》。美國國家研究委員會1998年(nián)將RMS列為未(wèi)來(lái)20年製造業必須優先解決的10大關鍵技術之首。RMS著眼於發(fā)展製造係統的(de)結構快(kuài)速調(diào)整能力(lì),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塊的增(zēng)減,迅速構成適應新產品生產或生產批量變化的市場環境(jìng)。為此研(yán)製了可重構機床RMT(Reconfigurable Machine Tools)。RMT由標準化的(de)模塊組成。與傳(chuán)統模塊(kuài)化(huà)機床(如,組合機床(chuáng))本質性(xìng)區別是它的使用中的可重構性。RMS的結構和布局可依需要(yào)在用(yòng)戶現場快速重組。
RMT的應用基礎之一是柔性夾具。GM公司已經開發出柔性夾具係統,可以快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(zhí)列和V型發動機,從而減少更換的時間和成本。這是一個帶有(yǒu)電控永(yǒng)磁台麵的夾具,上麵集(jí)成了夾緊、支撐(chēng)、定位元件。用調節器把這些元件準確地固定在棘爪上來組成特定夾具。在15分(fèn)鍾內即可把一種夾具(jù)配置變為另一種配置。
目前RMS在國際上是熱門話題,我國也已列入科(kē)技發展計劃。目前,RMS還有一些關鍵(jiàn)技術有待突破,如,RMT機(jī)床重構後的精度和可靠性還有待解決(jué)。
日本MAZAK公司開發出了市場響應型自(zì)獨立製造係統《MSM(Market Responsive Self-contained Manufacturing)》。其(qí)實質是(shì)“單(dān)台套件生產”——可以應對各種不同零件(jiàn)加工的通(tōng)用性模塊生產方案。
MAZAK公司用幾台INTEGREX機床,分(fèn)別完成發動機5大件(jiàn)全部加工,進行“套件生(shēng)產”,並隨即裝配成一台發動機(jī)。使得在發(fā)動機設計(jì)完成(chéng)後即可以用最小的(de)投資、最快的速度生產出來。最適用於新發動(dòng)機研發。目前,用MSM技術製造的發動機樣機已經麵世(shì),雖然尚處於實驗階段,但理論和實踐的禁區已經突破。
流水(shuǐ)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道工序。工件(jiàn)在全線“流完”,才完成全部加工;設備排列(liè)特點是串聯式。優點是效率高——工序分散,等價於(yú)單件多工序同時(shí)加工。即,每(měi)一(yī)生產節拍(以分鍾計算)都會(huì)生產出來一個零件,目前是大批量生(shēng)產(chǎn)的唯一方式。缺(quē)點是投資大,並且全線機床不能獨立工作,一台機床(chuáng)故障,生產線(xiàn)全線停產。
MSM生產線工藝特點是工序集中型,一台機床“獨立”完成全部加工,在生產批量(liàng)加大時增加機床,並配備物料存儲和傳送裝置。設備排列(liè)特(tè)點是並聯(lián)式,一台機床故(gù)障,生產線照常(cháng)運行。因此(cǐ),MSM生(shēng)產線的突出特點是《雙柔性》——設備和生產線。但是效率很低。
為提高效率和緩解一台機床故障對生產線的影響,目前(qián)國外(wài)已經有發動機工廠應用並串聯混合式。
3. 幾點(diǎn)結論性意見
結合我國(guó)實際,筆者認為:提倡但不盲目追求使用高速柔性生產線FTL。應該在充分考慮到產品生命周期、科(kē)學預測產品更(gèng)新期前提下,結合企業投資能力和(hé)回收周期,因工件而異選擇不同類型生產線。
對(duì)於生產(chǎn)批量大且產(chǎn)品生命周期長,相對(duì)穩定的工件,如發動機缸體、變速箱殼體、離合器殼體等,優先選用組合專機生產線TL。
對於更新速(sù)度快的產品,如發動機缸蓋,采用高速柔性生(shēng)產線FTL。
大力發展具有敏捷(jié)思想的(de)混合型柔性生產(chǎn)線AFTL,其中注意選擇國內能夠提供的組合/專用機床;大力發(fā)展(zhǎn)三坐(zuò)標模塊式高速(sù)加工中心(xīn)。
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(guó)立誌於成為世界汽車強國,要求我們研製自(zì)己的發動機,自然(rán)必(bì)須密切注意(yì)國(guó)際上RMS、MSM技術發展,並且發(fā)展具有我國自主知(zhī)識產權的RMS和MSM。
高效專用機床
機床的高(gāo)效專用性,是汽(qì)車(chē)製造裝備的又(yòu)一大特徵。如,汽車齒輪加工,應用高(gāo)速滾齒機,高速插齒機,高速磨齒機。英國LANDIS公(gōng)司生產的(de)曲軸磨床,磨削速度高達120 m/s,用“扒皮法(fǎ)”一次裝夾從毛坯(pī)到精磨完畢,耗時僅幾分鍾。
“高(gāo)效專用”,對機床(chuáng)的基本要求(qiú)是高剛(gāng)度、高速度、大功率(lǜ)。一律配(pèi)備超硬刀具。如,上(shàng)述高速滾齒機,高速插齒機要求配(pèi)備整(zhěng)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(zhuān)用機床基本(běn)特徵是《量體(tǐ)裁衣》型。即,按照用戶需(xū)要提供個性化產品。
高效(xiào)專用機床屬於“精益機床(lean machine0”——去除冗(rǒng)餘功能,具有高效(xiào)率和極強針對性特點。可通俗的解釋為“瘦肉”型機床。
現代高效專(zhuān)用機床的供貨方式是《整體(tǐ)解決方案——TOTAL SOLUTION》。
要求從設備研製(zhì)到投產後都采用《協(xié)同工程——Collaborative engineering》——與上下遊合作夥伴(供應商(shāng)及用戶),通過(guò)異地設(shè)計建立(lì)動態聯盟。聯合研製貫(guàn)穿(chuān)於全過程,為用戶服務貫穿於(yú)產品全生命周期。
要求(qiú)供應商熟(shú)悉用戶產品(包括預測中(zhōng)期發展的新產品),熟悉用戶(hù)工藝,具有編程(chéng)能力,設備優化使用能力,具有工藝(yì)裝備成套能力,具有集(jí)成(chéng)能力,即,可將工藝係統、物流係(xì)統、信息係統集成(chéng)為製造單元及相應(yīng)的人(rén)員培訓。
要(yào)求供應商具備自主技術創新能力。提供的不僅是全麵的,還必須是當代技(jì)術水平可達到的“最佳”方案。促使供應商實現用戶(hù)需求“拉動”的自主創新。同時,與用戶聯(lián)合研製過程中積累(lèi)大大小小的創新,為開發的產品“原創性(xìng)”打下基礎。
還(hái)要求供應商具備經濟(jì)分析能力。能夠根據用戶資金(包括動態資金),提出幾個方案及報價。並且為用戶提出投資回報周期(qī)及盈利分析。
要求用戶提供擬加工工件組圖紙,或它們的典型工件的圖紙、技術要求;提出(chū)應達到的生產率(單件加工工(gōng)時)和質量(liàng)水(shuǐ)平(píng)(均(jun1)應適當高出現有的水平);工件在本機床加工前後工序的情況;使得機床(chuáng)一到廠即可立即投入生產,而且加工效率和加工質量均能立刻(kè)穩定可靠地符合或高於用戶原來提出的要求,立即開始(shǐ)創造效益。
由此可見,完美的整體解決方案,絕不是一個或幾個人能夠完成的,必須有一個由有關部門組成TVM團隊。當然,這已(yǐ)經跨入管理範疇,詳見(jiàn)下段。
“量體裁衣”型(xíng)的高效專用機床,技術附加值及設備利潤率(lǜ)很高。由於(yú)不同於大量生產的機床,其價格也高得多。正像(xiàng)手工縫製的(de)西服比流水線西服價格(gé)高得多。但是隻要(yào)能夠縮短用戶投資回報周(zhōu)期並盈利,用(yòng)戶就會認為“物(wù)有所值”,不(bú)會斤斤計較價格。當然(rán),也要(yào)幫助用戶轉變采購設備的理念和習慣。
整(zhěng)體(tǐ)解決方案首先是營(yíng)銷理念的(de)革命——從賣設備到幫助用戶盡快收回投(tóu)資並盈(yíng)利。它追求的目標是“顧(gù)客完全滿意-TCS(Total Customers Satisfaction)”。它(tā)遵循美國管理大師波特(tè)的理念“一個企業贏利能力(lì)的關鍵,是企業是否能收取其為買方創造的價值”。“整體解(jiě)決方案”的最新(xīn)發展(zhǎn)是福特公司創造的企業管理的第(dì)三次(cì)革命——“團隊價值(zhí)管理TVM(TeamValue Management)”。這項(xiàng)2003年才大規模推廣的TVM係統,內容是消除企業內部壁壘,各個有關部門組成TVM團(tuán)隊,不再(zài)是隻對標準和合(hé)同負責,而是對終端顧(gù)客負責。隻有在最終顧客這裏才(cái)製造效益。因(yīn)此,整體解決方(fāng)案的營銷方式,使(shǐ)設備製造商從技術範(fàn)疇延伸至管理範(fàn)疇;從工業領域擴展到(dào)服務領域。
我國(guó)汽車製造裝(zhuāng)備發展之路——國產化(huà)和本地化
汽車製造裝備的本地化是(shì)我國汽車產業和機床產業共同(tóng)的曆史使命
中國實(shí)現汽車強國夢想,不可能建築在裝備長期依(yī)賴進口的沙灘(tān)上。一方麵,對汽(qì)車企(qǐ)業而言,激烈(liè)的市場競(jìng)爭要求不斷降低製造成本(běn)。統計資料表明,汽車(chē)裝備進口率每提高1%,裝備總(zǒng)投資增加2-3%。可以說,裝備本(běn)地化是企業生(shēng)存競爭的需要;另一方麵,隨著我國汽(qì)車工業開始進入(rù)微利階段,企業將無力長期支付進口(kǒu)設備的(de)高額外匯。
現(xiàn)汽車(chē)製造裝備本地化的根(gēn)本措施是,加快(kuài)汽車製造技術及裝備創新體係建設
二十世紀七十年代,為裝備第二(èr)汽車廠,機械工業部組織了130多個機床生產科研單位,提供了117條自動線,1004種5500台高效(xiào)、專用設備,裝備(bèi)國產化率96%。受到鄧小(xiǎo)平同誌的讚許,稱為“聚寶(bǎo)盆”。而現在我國計(jì)劃經濟體製下的機(jī)床科(kē)研(yán)體係已經(jīng)“轉企改製”,但取而代之(zhī)的適合於市場經濟體製下的科(kē)研創新體係卻未建立起來。美國是市場經濟(jì)發達的國家(jiā),他們組織NCMS的(de)經驗和做法似乎可(kě)以作為(wéi)建立我們的汽(qì)車製造技術及裝(zhuāng)備創(chuàng)新體係的參考。即,政府資助,機(jī)床產業和汽車(chē)產業聯手,組織汽車製造(zào)裝備研發中心(xīn),由高(gāo)校執行課題。目前建立研發隊伍最可行的(de)辦法就是產學研合作,尤其是產學合作。這也符合我國科技發展戰略(luè)的十二(èr)字方針:協同集成、自(zì)主創新、重點跨越(yuè)。
同時,機床產業要緊緊抓住汽車產業二十年大發(fā)展的(de)戰略機遇期,瞄準汽車裝備市場需求(包括(kuò)中(zhōng)長期需求),特別是從進口熱點中尋求突破點;瞄準世界汽車(chē)製造技術及裝備發展(zhǎn)前沿技術,如,可重構製造係統(tǒng)——RMS;特別要掌握生產線集成技術。進口生產線中有許多工夾具和非標設備(bèi),國內能夠製造並且成本大大降低,關鍵是集成(chéng)技術。目前,大連機床(chuáng)集團等單位已經掌握了生產線集成技術,應該在(zài)機床行業全麵推廣。
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