提高变速箱零件加工效率的几种尝试

发布时间:2010-07-13
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随着汽车工业的不断发展,各汽车制造企业为了在激烈的竞争中占有一席之地,纷纷使出浑身解数和看家本领,新概念、新车型、新技术和新价格不断冲击着人们的眼球,使得国人在第一时间就能享受到技术变革的好处。

继发动机之后,动力总成中的另一角色——变速箱走向前台,成为各个企业关注的焦点。变速箱以往在动力总成战略中一直得不到足够的重视,直至2007年第一款自主自动变速箱在吉利研发成功,20多年中国自主自动变速箱研发的坎坷命运终于开了一扇门。面对竞争,变速箱企业在参与技术变革的同时,更要具备核心竞争力。如何协调好变速箱各类零件的制造,提高生产效率、降低成本,已成为变速箱企业提升竞争能力的关键。本文通过简要介绍一汽大众传动器车间提升效率的一些方法,来探讨提升生产效率的途径。

一汽大众传动器车间生产02K和MQ250两个箱型的手动变速箱,每个箱型对应不同的发动机,总计两个系列7个品种共70余种自制零件,其中大多工序设备为多箱型共线混流生产。另外,由于生产计划多变,使得组织生产困难重重。经过学习和摸索,我们在提升零件的生产效率中取得了一定成效,主要包括4个方面内容:

做好前期规划,持续技术改进

前期规划合理与否,直接关系到产能和成本之间的平衡,也关系到企业未来提升效率和降低成本的空间。成本和效率之间往往是矛盾的,合理的前期规划应该追求两者的平衡并有所侧重。例如,在购买设备的同时,要考虑设备的易换性和通用性,未来通过简单的改造就能胜任新的生产任务,这一理念在共线设备、专用设备上尤其重要。02K和MQ250箱型的5个档位、11个齿轮在倒棱、剃齿等设备中都是共线使用,为了提升换线效率,减少等待时间,设备在前期规划的时候已经做好了混线生产的准备,只要通过更换夹具、刀具,并载入对应零件的加工程序,就可以实现短时间内品种的切换,极大地提高了换线效率。

然而,前期规划再合理也不能完全解决现生产的问题,产品和任务是不断变化的,为了弥补规划的不足,针对提升效率的持续改进就十分重要。而这需要技术和操作人员对设备的不断摸索和学习来实现,通过组织KVP(质量改进)和合理化建议等活动,激发员工的创新意识和热情,涌现出很多提升效率的好想法。例如,通过优化程序,齿圈的产能提升了80%;通过改变夹具,使得两种零件的夹具通用,使换线时间由3h减少到15min。


图1  技术人员通过技术改进提高刀具耐用度

另外一种提升效率的做法是寻找生产中的短板,比如生产节拍最长的设备、耗能最高的设备和停台频次最高的设备等。通过集中资源解决短板的问题来提升加工的效率。在改善短板的过程中要做到有的放矢和有所取舍,只是一味地追求提升效率,会导致成本的增高和时间的浪费。在齿轮粗加工中,滚齿的效率要比插齿高得多,精加工中剃齿的效率比磨齿高一些,但受制于工艺的限制不能随意地选择效率高的设备,这就需要协调设备能力通盘考虑资源的配比。通过对规划人员设备运行方式的分析,安排剃齿和倒棱等节拍快的设备共线生产两种零件,而插齿、滚齿采用单品种加工,或者同品种双机床加工的方式,以减少设备数量、降低投入成本。

不断改进的另外一个收获,是成本的降低和质量保持稳定。例如,通过KVP活动,齿轮工段将硬车的刀具耐用度从70件增加到1 800件,使得每年成本节约数十万元,创造了可观的经济效益(见图1)。变速箱大部分为金属零件,既要面对材料上涨的压力,同时也要保证质量的稳定,对于变速箱制造企业来说,降低成本要从技术革新和生产过程的点滴细节中想办法。

优化生产流程,完善生产计划

如果说设备是加工零件的器,那么合理高效的流程管理就是用。一硬一软,一刚一柔,两者配合完美才能创造最佳效益。关于流程方面的经验每个企业都有自己独到的见解,没有“放之四海而皆准”的真理,就比如丰田的TPS和JIT,业内公认最好、最高效的管理体系,也不是每个企业都能适用的。依据自己条件和企业文化建立一套自己的管理流程,博采众长,扬长避短才是更高明的选择。

流程已经建立,提升管理和生产效率就要依靠流程的执行有力和依势而变。执行和变化,本来是两个矛盾的概念。如何把握两者的度,判断的标准只有一个,就是是否有利于提高效率。如果流程不适应生产就要改变,有更好的流程就要改变原来的流程。道理简单,实施起来并不容易。例如,日系企业比较流行的看板管理,为什么在国内的一些企业中流行不起来或者成为一种摆设,主要是对于看板管理的意义没有明确,看板与自己的企业文化不兼容。这点在国有企业表现的更充分一些。

统筹内外资源

动力总成本身就是汽车中关键的部件系统,汽车发展的趋势是整车厂与部件厂分离,并互有交叉。变速箱制造企业与整车厂逐步会由依附关系到最后的独立合作关系,这种模式在国外已经成熟,随着国内汽车市场的扩大,这种专业化的分工将成为新的趋势。为了适应这种趋势及大规模生产的需要,变速箱企业除要做好自主研发的积累,更要做好专业化的分工和合作,例如,对于自己加工不能满足产能的少部分零件,新增加设备的成本投入与产量的比较来说过于昂贵,那么最好的方法是外委加工这部分零件。我公司在解决02K产能不足的时候,就是采用这种方式,综合比较起来,比自己的投入要经济得多。

另外,如果作为独立的变速箱制造企业,丰富的产品线也会造成多品种小批量的情况。众所周知,多品种小批量对于汽车行业来说并不经济,这从福特T型车和流水线的成功就能够验证。在行业竞争中,保证成本的重要途径就是大规模生产的规模效益。对此,主辅分离和细致的行业分工,也是解决这个问题的一个思路。此外,对于自主研发中需要注意的问题,就是零件的平台战略,在一个平台上的零件尽量设计成结构相似甚至可以互换,这对提升后续的生产效率将十分有益。

保障物流通畅,合理安排储备

JIT有着非常高效的物流系统,但对于国内汽车制造企业来说,实现JIT并不容易。一个流生产的要义是保证各环节的高效和稳定,企业的内部可以通过梳理流程实现高效的一个流生产,但外部因素的复杂性和意外性,会使JIT的效果大打折扣。而培育外部环境,以达到丰田的那种协同兵团作战的效率,对于国内企业来说成本过高。因此,保证通畅虽然比JIT层次低的多,但确是最重要的第一步。合理安排储备,减少在制品,提高物流的周转效率,增加设备的有效工作时间,就需要生产计划人员、物流人员以及设备维修人员的通力合作(见图2)。


图2  每种箱型的合理储备

为了降低设备停台,我公司在维修策略上进行了尝试:由救火式的维修,逐步与预防式的维修相结合;由单一的维修工段集中维修,逐步与全体生产人员的TPM(全面效率维修)相结合,取得了不错的效果。保障维修有力的另外一个层面是备件,备件常备不用将产生库存占款,长期闲置也会影响其使用效果,而常用不备则会造成更严重的停台等待,甚至干扰整个生产的运行。如何有效地使用备件资源,是每个制造企业制定维修策略时要考虑的首要问题。此外,备件工程师水平的高低也决定了备件使用的效率和效果。目前的设备大多采用模块化设计,易换性甚至互换性都比较好,设备厂家的售后服务也逐步深入到生产过程中来。这些间接因素,也是提升生产效率的有效手段。

此外,为了保证效率的提升和降低成本,还需要做好设备的前期规划和维护保养,同时需要工业工程、人力资源和质量保证等各部门的通力合作。

变速箱生产企业在参与技术变革的同时,可通过持续技术改进、优化生产流程、统筹内外资源以及保障物流通畅等几种途径来提高生产效率,降低成本,而这也逐渐成为企业提升竞争力的关键所在。

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