师胜杰,从电装的“抢先工厂”看日本轿车零部件制作技术发展,测名字

导读:从丰田轿车公司独立出来的电装公司“抢先工厂”正是依据出产的产品批量削减而本钱不变的思维提出的,交融了精益出产和大规模定制出产方法。

作者:胡志强 | 来历:e-works

1、概述

电装公司是日本轿车工业最大的体系零部件制作商,一同也是感同身受全球最大的轿车体系轿车零部件制作商之一。电装公司是日本丰田轿车旗下的零部件制作企业,1949年从丰田轿车公囚情索爱司独立出来。独立出来后,电装公司彻底承继了丰田轿车公司两个优异的企业传统,一个是众人皆知的精益出产,另一个是轿车出产制作工艺及配备的独当一面研制与制作。

精益出产有广泛的内容和深沉的理论,现已开展成为了一门科学。但从丰田轿车精益出产的源起看,与1970年美国未来学家阿尔文托夫(Alvin Toffler)在《Future Shock》一书中提出“Mass Customization”,即大规模定制(MC)出产方法有相似之处。

1993年B约瑟夫派恩(BJoseph Pine II)在《大规模定制:企业竞赛的新前沿》一书中将大规模定制的特性界说为:大规模定制的中心是产种类类的多样化和定制化急剧添加,而不相应添加本钱。换句话说,便是定制产品的本钱要像大批量出产该产品的本钱那样低,定制产品的交货期要像大批量出产的交货期那样短,定制产品的质量要像大批量出产的质量那样安稳,而定制的产品一定是小批量的。大规模定制有两个要求,一是在本钱不变的状况下,批量不断削减;二是在批量不变的状况下,本钱不断下降。

二战之后,国际经济复苏,轿车工业也迎来了快速开展的黄金时期,但对丰田汽来说,这家在日本爱知县(Aichi-k李敖暴瘦插鼻胃管en)于1937年树立的公司面临的窘境是本地区有限的商场空间。1950年,丰田英二调查了美国底持律的福特公司的轿车厂。其时福特公司轿车厂每天能出产7000辆轿车,比日本丰田公司一年的产值还要多。这时,摆在丰田轿车公司面前的问题是丰田轿车公司每天出产20辆轿车异次元杀阵的单车本钱要等同于福特公司每天出产7000辆轿车的单车本钱,一同还要保证质量。

从美国福特公司创建第一条轿车出产流水线以来,大规模的出产流水线一向是现代工业出产的首要特征。大规模出产方法是以规范化、大批量出产来下降出产本钱,前进出产功率的。局势所迫,丰田轿车公司对出产方法进行了改造,拼命削减库存,削减出产制作等待时刻,选用后拉动方法组织出产,以灵敏的小批量出产方法应对商场的改动。美国麻省理工学院的研讨者将丰田轿车公司的出产方法称为精益出产,其间心特征与大规模定制相同,都着重“多种类”、“小批量”、“低本钱”。对习惯大规模出产的轿车产品来说,便是批量削减,本钱不添加,还要下降。

与精益出产的差异在于,当时提出的大规模定制出产进程加入了现代化的信息技能。大规模定制要经过产品结构和制作流程的重构,运用现代化的信息技能、新资料技能、柔性制作技能等一系列高新技能,把产品出产悉数或许部分转化为批量出产,以大规模出产的本钱和速度,为单个客户或小批量多种类商场定制恣意数量的产品。

从丰田轿车公司独立出来的电装公司“抢先工厂”正是依据出产的产品批量削减而本钱不变的思维提出的,交融了精益出产和大规模定制出产方法。其具体做法是先对出产流程和制作设备进行改造,将原有出产工艺上的配备缩小并会集到终究的拼装车间安放,在改造的进程中完结设备主动化和出产流程规范化,一同在配备与配备之间、出产车间与出产车间完结信息互联,终究完结工厂与工厂信息互联。电装公司“抢先工厂”架构如图1所示。

从电装的“抢先工厂”看日本轿车零部件制作技能开展

图1 电装公司“抢先工厂”架构

2、1/N倍改造

1.改造方法

为了完结整车制作厂的本地化收购,同许多轿车零部件制作商相同,电装公司也跟从整车制作企业的脚步走向国际各地。现在,电装公司在全球38个国家和地区具有130个工厂,2500条出产线。但这130个工厂中即便出产同类产品的出产线出产的产品批量也是不相同的。在新开发的商场,产品批量是日本本乡工厂或是老练商场工厂的一半或是三分之一,乃至更少。

为了使小批量出产产品的单件本钱坚持不变,在日本本乡工厂,电装公司对出产设备进行缩小改造,在保山西十大景区证最低极限的加工才能基础上,将出产单位缩减到本来的1/N,加工师胜杰,从电装的“抢先工厂”看日本轿车零部件制作技能开展,测姓名配备缩小,占用面积削减,缩短加工时刻,下降库存数量。为了削减物流时刻和本钱,将在不同出产车间的加工配备缩小后会集到终究的拼装车间,完结制品装置。电装公司1/N倍改造方法如图2所示,终究经过兼并出产线,完结同步一体化出产。

从电装的“抢先工厂”看日本轿车零部件制作技能开展

图2 电装公司1/N倍改造方法

2.改造实例

电装公司西尾工厂出产发动机体系零部件,包含可变气门正时体系、操控阀、火花塞、传感器外壳、A/B传感器、喷油管、起动机等。在工厂里设有专门的部品工程部,部品工程部担任出产技能开发、设备改造、新设备实验和磨师胜杰,从电装的“抢先工厂”看日本轿车零部件制作技能开展,测姓名合、工艺输出等。

电装公司的部品工程部分为功能部和事业部两大部分。功能部细分为抢先部,担任出产师胜杰,从电装的“抢先工厂”看日本轿车零部件制作技能开展,测姓名体系研讨;生研部,担任加工技能开发;材性动态技部,担任资料开发;丈量部,担任丈量技能开发;工机部,担任设备内制郑艳东;试制部,担任设备的改造和试制。事业部有16个制作部。别的,工厂里还有工场推动部,担任树立出产线、经过实践出产前进出产线完结度,进行工艺规范化和演示推行。

为了寻求出产技能和设备的高功率、高质量,电装公司1955年树立了工机(设备内制)部分,该部分与产品研制部分一同参与产品开发与规划,能够说,在产品研制的最开端阶段,设备制作部分就现已介入了,并依据产品的规划要求规划制作专用设备,下降出产本钱,坚持技能抢先优势。因为,电装公司自己制作的专用设备是商场上买不到的,从制作上设置了技能壁垒,其他公司很难进行拷贝。

电装公司的这一传统来历于丰田轿车公司。从1937年丰田轿车公司树立时起,自己的设备制作部就伴跟着丰田轿车公司一同生长,到1941年,丰田轿车公司的设备制作部也独立出来变为丰田机工公司,后并入捷太格特公司。时至今日,捷太格特旗下的丰田机工是丰田轿车公司设备研制与收购的首选协作伙伴,两边坚持着十分严密的协作。这一优良传统在电装公司得到了发扬,1969年,电装公司进行机器人内制化出产。在2015年上海工博会上,电装推出了10余款工业用机器人、多款操控器和操控软件。

在西尾工厂,部品工程部有600多人,约占全厂总人数的7%。该部分技能人员从2001年起开端施行1/N改造,到2014年,现已完结并向全球展现了小型电动压铸机、分时铸造机、小型高速刺进来操成形机、小型低压复动冲压机等改造项目。图3是小型电动压铸机的1/N改造项目。

图3 小型电动压铸机改造项目

小型电动压铸机用于可变气门正时零部件的制作,本来出产工艺选用8米高的热熔炉和4米高的大型液压压铸机,然后再经过大型热处理设备进行热处理,三类设备间隔较远,占地面积大,一个批量(20个零部件左右)完结悉数工序要20小时。改造后,三类设备高度悉数降到2米以内,会集安放,完结了数控主动化出产,接连作业。与本来比较,悉数设备占有的总面积只要本来的1/6。

分时铸造机用于制作火花塞、传感器外壳,改造后设师胜杰,从电装的“抢先工厂”看日本轿车零部件制作技能开展,测姓名备所占面积是本来的1/6,设备费削减2/3,出产线缩短一半。小型高速刺进成形机用于加工A/B传感器、喷油管路等,选用立式旁边面射出技能,并完结电动化、主动化操控,出产线缩短为本来的1/3,库存天数为本来的1/12,该项目取得日本2008年精细工学会技能奖。小型低压复动冲压机加工起动机、ADS等产品,选用低压成形技能,进行工程切割,出产线缩短为本来的1/3,设备费是本来的1/10,设备所占面积是本来的1/12,出产工期缩短为本来的1/5。

3、小型电动压铸机事例剖析

该出产工艺及配备改造之前选用8米高的热熔炉,将铝锭加热到800℃液化。每炉液化的铝水经过物流小车送到散布在不同地址的20台4米高的大型液压压铸机,压铸机经过模具压铸铝液成形,然后取出压铸好的铝制产品送到热处理车间进行热处理。

压铸机是该工序的要害设备,因为压铸进程中需求较大的压力才能将半固化的铝液压入模具中,因而,工厂选用了500吨的液压压铸机,如图4所示。经过剖析,技能人员以为,构成铝液灌入模具时发生压力的原因首要来自3个方面:一是半固化的铝液压入模具自身就需求强壮的压力;二是要将模具里的空气压缩或压出;三是模具外表脱离剂的汽化发生了一部分气压。鉴于此,技能人员对设备进行了三方面改造:一是坚持铝液的温度,削减固化,当然,从加热炉到压铸机的间隔越短越简略坚持铝液的温度;二是在浇注铝液前模具抽真空,削减空气的压强;三是选用粉状脱离剂,减轻汽化程度。选用以上3项办法后,铝液浇注模具里的压力大幅削减,现在选用130吨压力的小型电动压铸机,即可完结出产,不只完结了主动化操控,并且压铸机的高度也下降到了2米以内,如图5所示。

图4 500吨的液压压铸机

图5 130吨小型电动压铸机

改动压铸机的一同,对热熔炉进行小型化改造。本来的大型热熔炉每炉的加热铝液量比较大,所需能耗十分高。现在经过精细核算,将每炉的加热铝液量削减到刚够一台小型压铸机加工所需铝液量,铝锭投入热熔炉之前进行切割处理,裁成小的铝块放入热熔炉,削减熔化时刻。一同,压铸成形后的浇注口铝件被别离后马上投入到热熔炉内,以削减师胜杰,从电装的“抢先工厂”看日本轿车零部件制作技能开展,测姓名热熔进程。改造后,热熔炉由本来的8米高下降到2米高,外形尺寸大幅削减,如图6所示。

图6 小型热熔炉

改造后热熔炉和三高是哪三高压铸机串联起来,构成了接连流出产,缩短了物流间隔,削减了等待时刻。为了将接连流做得更好,技能人霸宋大官人员对热处理设备也进行了小型化改造和技能改造。小型化的热处理炉内部选用螺旋盘式结构,压铸后的铝件在热处理炉内沿螺旋盘平稳移动1个小时,从进口运动到出口,完结热处理进程。热处理炉接在压铸机的后端,与前端的热熔炉一同构成接连流出产线,一个产品从投入铝锭到热熔炉里到热处理完结刚好2个小时,单件出产时刻缩短1/10。如图7所示,改造前后的热处理配备比照。

图7 改造前(左)后(右)的热处理配备比照

构成接连流的三台加工配备再加上辅佐出产体系一共占地30平方米,就如普通家庭的一间客厅巨细,由1到2个作业人员操作即可。整条出产流水线全主动化操控,产品的转移都是经过电装自己研制制作的机器人来完结。操作人员可经过主动化设备的数据渠道检测产品出产状况。

别的,经过模具管线概括后半主动衔接,选用推入顶出规划,操作进程添加力气辅佐设备(如摇臂)等技能立异,压铸机的换模时刻由10分钟削减到30秒,由力气较小的女职工即可完结模具替换动作。

电装公司小型电动压铸机项目从2001年开端树立,2004年开端改造。从项目规划开端历时7年,于2008年完结。2010年,该项目取得了日本2010年SODVR度经济工业大臣省奖。2012年,该出产工艺配备被引入电装(我国)投资有限公司坐落广州南沙的工厂,一向运用,功率很高。2014年,该项目成为电装推行演示项目,开端向全球展现命案十三宗。

4、日本轿车零部件制作技能开展及启示

  1. 制作技能开展方向

就日本电装公司的制作技能改造来说,为习惯特定商场的小规模产品需求,开发了小批量产品出产制作工艺技能,完结了低本钱、定制化出产。小批量全体制作工艺的开发和树立以及规范化不只对精益出产的内容做了进一步的丰厚,并且也用事实证明,用传统的制作工艺和配备也能够完结大规模定制化出产。

在工艺履行层面,项目改造的思路是把不同方向的各个小动作组成一个接连的动作,把几道涣散的工序兼并为一道工序,从头安置作业现场,使物流道路缩短。在项目实践改造进程中,日本电装公司是把制作配备进行了小型化改造,改造中配备完结电动化、主动化操控。在制作配备完结小型化之后,多条工序会集安放在拼装车间,依照工艺次序构成接连出产,占地面积小,无需库存。出产进程经过机器人主动卸载和装置,简直完结了无人操作。

电装公司下一步的方针是完结设备间师胜杰,从电装的“抢先工厂”看日本轿车零部件制作技能开展,测姓名的互动互联。依据规划,现在工厂里的单8p一出产线设备之间的信息传输技能正在投入建造。未来,许多出产线信息组合在一同就构成了数字化工厂。从工厂全体办理效益化的视点看,电装公司以为需求运用信息传输、信息办理方面的技能,将来自全球规模内的出产第一线的才智进行整合,经过信息同享和使用,使技能改造的速度和制作质量快速提高。

2.启示

“抢先工厂”虽然是电装公司推出的规划,但我的自豪无可救药其是一个缩影,反映出日本轿车零部件公司正以活跃的情绪应对国际制作业改造,并兢兢业业,有备无患,早早制订了计划,并正在墨守成规的施行。

从电装公司的事例能够看出,轿车零部件制作公司的开展离不开配备制作的立异与支撑,相同,轿车制作业的开展也是离不开配备制作业的立异与支撑。但电装公司是独具特色的,或许说日本轿车制作公司是独具特色的,f1赛车便是轿车产品立异与其制作工艺技能立异并行开展,在轿车及零部件制作公司内部完结,使两部分严密结合在一同。

构成完好老练的制作技能及工艺道路后,电装公司是托付日本东瀛机械金属株式会社完结了金属加工配备的规划与制作,构成“产品-工艺-配备”良性循环,知识产权把握在自己手中。

面临德国工业4.0和美国工业互联网,日本企业显得不急不躁,闲庭信步。一方面,电装公司也在活跃投入物联网体系建造;另一方面,其实也是更首要的,是专心出产制作工艺、配备的研讨和改造,寻求每天前进一点点,持之以恒,不断堆集,集腋成裘,积沙成塔。

别的,如图8所示,电装公司在“抢先工厂”里着重:出产制作、技能前进和人才培养是最要害的中心。在工厂的建造中,视现场的“人”是最重要的产业,十分重视“人”的效果。

图8 “抢先工厂”中心要素

上海交通大学科学技能开展研讨院副院长金隼教授指出,我国轿车要害零部件制作的问题是,制作工艺开发才能滞后,技能立异研制投入缺乏,依靠国外引入的工艺计划与制作规范,导致出产线规划规划、加工装师胜杰,从电装的“抢先工厂”看日本轿车零部件制作技能开展,测姓名备选型受制于人,盲目寻求单台套机床精度和可靠性,无法构成“产品-工艺-配备”的良性循环,国产配备批量使用困难。处理问题的要害是轿车制作工艺有必要自主立异,构成“产品-工艺-配备”的全体计划。那么,谁作为处理问题的主导者,经过电装公司的事例,答案显而易见,便是轿车及零部件制作商自己。

3.主张

现在,我国轿车企业对国外设备的依存度高十分高,其间一个原因是企业在出产线和工艺规划上简直彻底照搬国外的形式,仅以满意出产任务为方针,对出产制作工艺研讨不行。企业里虽然有类似于电装公司部品工程部功能的制作部或工艺部,但功能规模、作业内容和技才能气都不能与之比较。而制作工艺、配备是轿车工业开展的要害因素之一,因而,主张轿车及零部件制作企业加强制作工艺部分的建造,一方面加强对引入出产线和制作工艺、工装设备的研讨,把握原理和要害技能,寻求代替;另一方面,制作工艺部分应从产品研制开端就魔鬼池死了多少人图片介入其间,从出产实践动身,从企业动身,研讨出产工艺,树立自己的出产技能规范。其实好的出产线并非都是由最高端的加工配备组成,而是由最合适的配备组成。在日本企业的工厂里,常常能看到精益出产小组用简略的工装就处理了实践需求。

我国轿车企业与我国配备企业之间应进一步加强技能沟通和协同协作萤火虫之墓,尤其是协作研制,并不是许多,一方面是轿车企业对工艺配备研讨不行,未能提出合适的项目能够充分使用配备制作企业的资源,使两边不能协同协作;另一方面,轿车企业参与国内制作技能协作的活跃性没有配备企业那么高,沟通不充分,需求信息未能及时彻底同享。因而,主张我国轿车企业仍是要加强工艺研讨、充分使用各种沟通与协作的渠道和资源,加强与配备企业的沟通与协作。

别的,许多科研院所与高等学府也树立了三方协作渠道,致力于加强我国轿车制作业与我国重生之神级学霸配备制作业之间的沟通与协作。这些渠道有自己共同的优势,研讨范畴专精,渠道建造者和参与者具有丰厚的专业知识并能广泛触摸先进的理念和技能实践,理论研讨实力雄厚,实验设备性感热舞激怒高层先进。与这些渠道协作,企业能够使用许多外部的力气与资源削减自己的本钱,少走弯路,完结“产品-工艺-配备”的良性循环。

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