【“ZiDongHua ”之方案應(yīng)用場(chǎng)：刀具全自動(dòng)化管理、柔性自動(dòng)化】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(chǎn)線的購(gòu)買與實(shí)施協(xié)議。2021年5月，一期產(chǎn)線落成，集成2臺(tái)五軸加工中心與1臺(tái)臥式加工中心，很快實(shí)現(xiàn)機(jī)器全天不停、夜班4-6小時(shí)無(wú)人值守的高效率生產(chǎn)。2022年7月，F(xiàn)astems服務(wù)團(tuán)隊(duì)克服疫情影響如期交付了二期產(chǎn)線。“從方案設(shè)計(jì)到設(shè)備安裝，再到調(diào)試運(yùn)行，歷時(shí)近3年，我終于將自己想象中的柔性產(chǎn)線付諸實(shí)際，我相信它一定能為新鴻基未來(lái)生產(chǎn)打開新局面，為我們向智能化階段的躍升帶來(lái)助益！”新鴻基總經(jīng)理李堅(jiān)先生不無(wú)興奮地介紹說(shuō)。

超1000把刀的中央刀具庫(kù)順利運(yùn)行

Fastems助力新鴻基二期柔性線落成 實(shí)現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)模式的刀具全自動(dòng)化管理

6臺(tái)高性能機(jī)床設(shè)備一字排開，與右側(cè)雙排五層的超大容量立體庫(kù)連成一體；高速率垛機(jī)將一個(gè)個(gè)物料托盤和機(jī)加托盤運(yùn)送至裝載站，再將裝夾好的零件傳輸至機(jī)床；產(chǎn)線二層，機(jī)械臂在有著1000把刀的中央刀具庫(kù)內(nèi)自由穿梭，不時(shí)為機(jī)床傳送、填補(bǔ)各類刀具；生產(chǎn)車間運(yùn)轉(zhuǎn)不停、熱火朝天，卻見不到幾個(gè)工人。這就是蘇州新鴻基精密部品有限公司（以下簡(jiǎn)稱“新鴻基”）車間內(nèi)的真實(shí)場(chǎng)景。

2022年7月底，F(xiàn)astems如期交付了新鴻基二期產(chǎn)線。一、二期產(chǎn)線共集成6臺(tái)機(jī)床（4臺(tái)五軸加工中心，2臺(tái)臥式加工中心），一個(gè)超大容量的立體庫(kù)，包括152個(gè)加工庫(kù)位托盤，120個(gè)物料托盤，以及一個(gè)擁有1024把刀的中央刀具庫(kù)。

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(chǎn)線的購(gòu)買與實(shí)施協(xié)議。2021年5月，一期產(chǎn)線落成，集成2臺(tái)五軸加工中心與1臺(tái)臥式加工中心，很快實(shí)現(xiàn)機(jī)器全天不停、夜班4-6小時(shí)無(wú)人值守的高效率生產(chǎn)。2022年7月，F(xiàn)astems服務(wù)團(tuán)隊(duì)克服疫情影響如期交付了二期產(chǎn)線。“從方案設(shè)計(jì)到設(shè)備安裝，再到調(diào)試運(yùn)行，歷時(shí)近3年，我終于將自己想象中的柔性產(chǎn)線付諸實(shí)際，我相信它一定能為新鴻基未來(lái)生產(chǎn)打開新局面，為我們向智能化階段的躍升帶來(lái)助益！”新鴻基總經(jīng)理李堅(jiān)先生不無(wú)興奮地介紹說(shuō)。

國(guó)內(nèi)首例，真正意義上的全自動(dòng)化刀具管理系統(tǒng)

對(duì)一條柔性產(chǎn)線的期望，莫過(guò)于能包容更多品種、更小批量的產(chǎn)品，面對(duì)如此復(fù)雜的加工，及時(shí)、精準(zhǔn)且充分的準(zhǔn)備工作是重中之中。新鴻基二期的最大亮點(diǎn)——擁有最多1024把刀的中央刀具自動(dòng)化系統(tǒng)，正是一個(gè)充滿智慧的“大容量武器庫(kù)”，可實(shí)現(xiàn)6臺(tái)機(jī)床全天候、全自動(dòng)的刀具供給。

刀具管理系統(tǒng)，包括刀具傳輸、刀具壽命管理等，是柔性產(chǎn)線加工過(guò)程中節(jié)拍控制以及質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。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(nèi)刀庫(kù)容量有限，無(wú)法做到全自動(dòng)及時(shí)送刀，需依賴人工裝換；若刀具出現(xiàn)磨損或到達(dá)使用壽命時(shí)沒(méi)有及時(shí)更換，還會(huì)造成零件報(bào)廢，帶來(lái)不可估量的損失。

Fastems自1990年代開始推廣中央刀具庫(kù)系統(tǒng)，在全球多個(gè)國(guó)家地區(qū)都有著良好應(yīng)用。此次為新鴻基量身打造的中央刀具庫(kù)，建立于機(jī)床上方，不占用地面空間。通過(guò)每把刀具刀柄上的芯片，集成對(duì)刀儀系統(tǒng)，可將刀具所有信息，如類型、刀長(zhǎng)、半徑、使用壽命等精準(zhǔn)標(biāo)記并傳輸至機(jī)床。而整個(gè)刀庫(kù)系統(tǒng)又集成于柔性產(chǎn)線的管控軟件中，當(dāng)有訂單時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)進(jìn)行自動(dòng)排單，并預(yù)先計(jì)算好所需的用料數(shù)量、刀具數(shù)量等，垛機(jī)自動(dòng)搬運(yùn)物料，送至機(jī)床時(shí)，中央刀具庫(kù)就會(huì)依據(jù)指令，由機(jī)械臂自動(dòng)抓取對(duì)應(yīng)刀具，傳送至機(jī)床內(nèi)進(jìn)行加工。若某把刀到達(dá)了使用壽命或刀具破損，機(jī)器人會(huì)自動(dòng)將該刀具取出，替換成新刀具。

新鴻基柔性產(chǎn)線技術(shù)負(fù)責(zé)人李宏吉先生表示：“中央刀具庫(kù)運(yùn)行的3個(gè)多月時(shí)間里，我們沒(méi)有急于將刀庫(kù)填滿，而是特意留有一些空位，讓刀具能在不同機(jī)床內(nèi)頻繁調(diào)換共享，以不斷測(cè)試刀庫(kù)系統(tǒng)的各項(xiàng)性能，運(yùn)行結(jié)果令我們非常滿意。目前，我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了整個(gè)刀庫(kù)的無(wú)人化運(yùn)轉(zhuǎn)與刀具的全柔性統(tǒng)籌管理。”

“除了自動(dòng)傳輸，中央刀具庫(kù)的另一大優(yōu)勢(shì)就是能夠幫助用戶節(jié)省刀具成本。同一把刀可以在不同機(jī)床設(shè)備內(nèi)進(jìn)行共享，由此所帶來(lái)的刀具壽命最大化、姊妹刀數(shù)量減少、價(jià)格昂貴的特殊刀無(wú)需專機(jī)專配等優(yōu)勢(shì)，都最大程度提升了刀具的利用率。”芬發(fā)自動(dòng)化上海有限公司總經(jīng)理丁永平先生補(bǔ)充道，“新鴻基中央刀具庫(kù)系統(tǒng)是我們?cè)谥袊?guó)市場(chǎng)的首例應(yīng)用，其刀庫(kù)規(guī)模、自動(dòng)化程度，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)是多品種、小批量產(chǎn)線的首創(chuàng)。”

三年清晰規(guī)劃，將產(chǎn)線OEE提升至90%

 作為通過(guò)引入智能產(chǎn)線來(lái)強(qiáng)化內(nèi)生競(jìng)爭(zhēng)力的民企先行者，新鴻基對(duì)于智能制造發(fā)展之路一直有著非常清晰的規(guī)劃，李堅(jiān)總經(jīng)理在一期產(chǎn)線落成時(shí)所提出的“標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化”企業(yè)智造發(fā)展四階段觀點(diǎn)在行業(yè)中得到了廣泛關(guān)注。如今二期落成，當(dāng)被問(wèn)到該產(chǎn)線是否達(dá)到預(yù)期時(shí)，他思索后回答：“雖然已與柔性線‘相處’了一年多時(shí)間，但我們還處在探索階段。這是一個(gè)功能極其強(qiáng)大的系統(tǒng)，在我看來(lái)，只要夾具、刀具、托盤數(shù)量足夠多，柔性產(chǎn)線能夠做到無(wú)限種零件的自由切換。目前，我們制定了一個(gè)三年規(guī)劃，即今年完成產(chǎn)線OEE（設(shè)備綜合效率）超過(guò) 75%的目標(biāo)，2023年超過(guò)85%，2024年達(dá)到90%。對(duì)于多品種、小批量企業(yè)來(lái)說(shuō)，這樣的目標(biāo)對(duì)于工廠整個(gè)工藝流程、生產(chǎn)管理、人員、技術(shù)都是巨大挑戰(zhàn)。但我和團(tuán)隊(duì)充滿信心，因?yàn)槲覀兡茴A(yù)見柔性制造無(wú)限的潛能，能看到未來(lái)的希望，我們明確了道路的方向，更享受每一次提升帶來(lái)的欣喜。”

針對(duì)產(chǎn)線運(yùn)行的具體情況，李宏吉也進(jìn)行了補(bǔ)充：“目前柔性產(chǎn)線每月加工的零件種類在100~200種，并且每一季度還會(huì)進(jìn)行其他零件的不停輪換。同時(shí)，我們還有一項(xiàng)大的生產(chǎn)管理調(diào)整，這也是未來(lái)整個(gè)生產(chǎn)部門的發(fā)展方向，即將更多批量小、產(chǎn)品復(fù)雜、精度要求高的零件轉(zhuǎn)移到該柔性線中，做到零件種類與產(chǎn)線OEE的雙重提升。”

也許有人會(huì)質(zhì)疑，OEE 75% 很高嗎？現(xiàn)在很多工廠即使是傳統(tǒng)產(chǎn)線也“宣稱”達(dá)到了這個(gè)水平，這也是李堅(jiān)總經(jīng)理真實(shí)遇到的來(lái)自多位同行的疑問(wèn)。事實(shí)上，很多企業(yè)對(duì)設(shè)備利用率的計(jì)算，是以機(jī)床計(jì)劃加工時(shí)間為基數(shù)，實(shí)際切削時(shí)間占計(jì)劃時(shí)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(jī)床停機(jī)時(shí)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(shí)間（8760小時(shí)=365天X 24小時(shí)）作為總基數(shù)，再看機(jī)床切削時(shí)間的占比，這也是新鴻基在接觸Fastems“8760”理念后進(jìn)行的最大改變。如今，“8760”已成為新鴻基生產(chǎn)部門的唯一考核標(biāo)準(zhǔn)，所有的工藝流程也均圍繞這一標(biāo)準(zhǔn)展開。

盡早實(shí)現(xiàn)柔性加工前期準(zhǔn)備工程的模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化，是新鴻基當(dāng)前緊鑼密鼓進(jìn)行中的工作。對(duì)比傳統(tǒng)單機(jī)，F(xiàn)astems柔性線的托盤交互模式，是將原來(lái)裝夾、調(diào)試、檢測(cè)、換裝刀時(shí)機(jī)床停機(jī)等待的“非有效加工時(shí)間”，替換成其他零件的“有效加工時(shí)間”，從而讓機(jī)床持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，設(shè)備利用率提高。而如何讓“非有效加工時(shí)間”進(jìn)一步縮短呢？新鴻基團(tuán)隊(duì)對(duì)生產(chǎn)輔助系統(tǒng)進(jìn)行了全面優(yōu)化，即建立完整的夾具、刀具、軟件庫(kù)，將所有加工工具按照所應(yīng)用的零件種類分類標(biāo)記并整理歸納，提升工具，尤其是夾具的通用性和復(fù)用率，在降低工具成本的同時(shí)，為公司技術(shù)傳承打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

默契合作，共贏未來(lái)

三年的合作，無(wú)數(shù)個(gè)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(guó)內(nèi)疫情爆發(fā)，F(xiàn)astems秉承用戶第一的理念，全公司協(xié)同配合，調(diào)動(dòng)一切資源，全力確保項(xiàng)目如期交付的舉動(dòng)，讓新鴻基團(tuán)隊(duì)贊不絕口。“二期項(xiàng)目交付期間，F(xiàn)astems原定的外籍工程師由于疫情影響無(wú)法到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，我們?cè)具€有擔(dān)心，但本地工程師用過(guò)硬的技術(shù)實(shí)力打消了顧慮。所有技術(shù)人員均駐廠調(diào)試，日夜陪產(chǎn)，任何問(wèn)題都能第一時(shí)間幫助我們解決，其國(guó)外團(tuán)隊(duì)也做到了實(shí)時(shí)在線支持。最難得的是，中央刀具庫(kù)的所有調(diào)試工作都是在產(chǎn)線正常運(yùn)行的情況下進(jìn)行的，完全沒(méi)有耽誤產(chǎn)能。”新鴻基李宏吉介紹說(shuō)。

“近年來(lái)，F(xiàn)astems一直致力于打造一支專業(yè)能力強(qiáng)的本土化服務(wù)團(tuán)隊(duì)，為快速響應(yīng)用戶做好充足準(zhǔn)備。新鴻基二期項(xiàng)目的如期交付，表明我們本土工程師無(wú)論在安裝還是調(diào)試能力上都已接近全球標(biāo)準(zhǔn)。這也是Fastems定位全球‘柔性方案供應(yīng)商’的有力證明，我們給客戶提供的不僅是高端的設(shè)備系統(tǒng)，更是設(shè)備所產(chǎn)生的價(jià)值，是經(jīng)驗(yàn)帶來(lái)的工藝實(shí)力，是貫穿全流程的技術(shù)積淀。”丁永平先生補(bǔ)充道。

李堅(jiān)總經(jīng)理也表示說(shuō)，F(xiàn)astems柔性產(chǎn)線對(duì)加工效率的大幅提升，在很大程度上強(qiáng)化了新鴻基的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)了業(yè)務(wù)發(fā)展，“客戶來(lái)到工廠考察，看到這條產(chǎn)線，他們對(duì)新鴻基的供貨能力、產(chǎn)品品質(zhì)有了更充足的信心。2023年，我們計(jì)劃再投建一條柔性線，這條產(chǎn)線將加入車銑復(fù)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(yōu)勢(shì)進(jìn)一步凸顯，并且還會(huì)裝配一個(gè)同樣規(guī)模的中央刀具庫(kù)，將兩條線的刀庫(kù)通過(guò)連廊進(jìn)行刀具的互相傳輸。在這其中，車銑復(fù)合技術(shù)與柔性托盤交互模式的集成融合是最大難點(diǎn)，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有先例，而Fastems在國(guó)外的豐富應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)將對(duì)我們的探索提供幫助。”

“‘多品種，小批量’的生產(chǎn)模式已是工業(yè)4.0時(shí)代發(fā)展所趨，世界范圍內(nèi)眾多企業(yè)的成功案例也都在證明，柔性自動(dòng)化系統(tǒng)是這一趨勢(shì)下通往高效生產(chǎn)、精益生產(chǎn)、智能生產(chǎn)的正確道路。作為該領(lǐng)域全球最大的柔性制造解決方案供應(yīng)商，自2012至今，F(xiàn)astems已在中國(guó)市場(chǎng)成功交付了近80條柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線。與更多像新鴻基李總這樣有遠(yuǎn)見卓識(shí)、踏實(shí)奮進(jìn)的企業(yè)家們的交流中，我深切感受到中國(guó)制造的澎湃力量，也更加堅(jiān)定了我們要在這里傾注更多資源，發(fā)揮更大價(jià)值的決心。”丁永平先生總結(jié)說(shuō)道。