来自柔性的挑战

发布时间:2010-07-13
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三种柔性级别

1. 第一级

最基本的柔性级别就是车间里生产装备的柔性,它必须具有完成同一系列部件的不同作业的能力,为此,在最初的计划编制阶段,克莱斯勒的工程师们需要确定工件尺寸的可延展性以及满足10年以上需求的流程。

在一个车间里,装备的变化会使模型或工作台也都做出相应的重大调整。对此,克莱斯勒的工程师们是根据计划来确定满足柔性制造标准需要进行哪些改变。工程师们尽可能地对原有资产进行重新利用,以避免由于引进新设备而带来的浪费。他们清楚地知道什么是已有的并且还是有用的设备,需要购买哪些能够满足他们需求的设备,然后将设备集成到一起,以满足他们需求的核心功能,这是一种重要的平衡,这种平衡依赖于加工过程和相应的产品。在计划中,他们更关注的是建立一个仅需正常改动就可以满足能够使用20多年要求的操作系统,这是保证始终能够进行生产的一个大问题。

2. 第二级

将车间连接在一起是柔性生产的第二个级别。实现这一级别柔性的最有效的方法就是在一个工作台上生产出更多的产品,并且对工作台做更长使用期限的设计。为此,戴姆勒—克莱斯勒公司的工程师们就需要明白:在生产线上需要做什么样的改变?什么样的设备需要被改动?

这是一种艰难的平衡过程,因为:一方面,从汽车部件的大众化生产方式来看,上述改变是有益的,而另一方面,这种改变还具有更多的小环境需求。如何能够既保持部件的大众化生产又能够提供独特的设计呢?

由于克莱斯勒集团同梅赛德斯公司以及三菱公司都有合作,所以在这方面具有一些优势,这种合作为设计、生产以及新产品研发提供了一个广泛的平台。由于梅赛德斯公司在先进设备的研究领域具有权威性,他们能预测出20年后仍能满足需求的设备,知道20年后的汽车是什么样子、生产这样的汽车需要什么样的设备,所以梅赛德斯公司使克莱斯勒对自己的选择充满信心。

3. 第三级

第三级就是商业柔性。外购的发展趋势使克莱斯勒不再局限于加工所有的汽车元件。同外部的联系,甚至同第四级供应商的联系既提供了大量的选择机会,又提供了契约式的安排。现在,供应商们通常能够将汽车元件或大部分汽车产品都担当下来,例如,他们原来只是提供挡泥板类的产品,而现在却能提供一个能生产所有挡泥板类产品的模块。因此,商业柔性在汽车生产中起了很大的作用。

柔性计划实施的影响因素

柔性计划的实施也会受到一些技术或社会因素的影响。主要包括以下几方面:

1、精益制造的理念推动了克莱斯勒柔性计划的实施,它能使设计制造一台汽车的时间减少8.3%。

2、环境因素也是必须考虑的。克莱斯勒集团已经将很多的喷漆操作改为应用底漆粉末的形式,以此减少危险和污染。同时,随着冷却液应用的减少,他们已经把重点放到干燥和最小量润滑液体加工操作上来。最近,Newark装配车间由于使用了Dupont公司生产的一种清洁油漆而获得环保部门颁发的最洁净空气奖。在提高汽车的抗擦伤性的同时,新型油漆的挥发性减少了25%。另外,Newark装配车间采用了一种零损耗垃圾操作,使废物被回收或被送到焚化装置,在那里,废物将被重新转化为电力。3、软件的巨大进步为克莱斯勒实施先进的制造计划提供了可能。 软件通过减少操作工判断的次数而极大地有助于工厂地面装置的运行。

4、测试装置的发展和进步对柔性计划的实施也具有极大的帮助。在测试装置发展之前,一般是通过仿真来进行大量测试的。克莱斯勒应用具有三维效果的CAD可视化仿真和建模系统已有15年,现在这是另一个被认可的计划编制工具。

5、克莱斯勒曾经安装过的另一个对柔性系统起辅助作用的装置就是远距离监控。早在1980年,克莱斯勒就已将监控装置很好地建立起来并加以使用。现在该公司正致力于将一些技术应用于远距离维护,使它的作用得到扩展。

6、工程协作是柔性计划成功的关键。克莱斯勒认为,柔性生产的成功在很大程度上依赖于不同工程学科之间的合作。设计与制造过程有相当多的联系,必须将设计与制造过程结合起来看。为制造而进行的设计、协作工程就是准则。 克莱斯勒把这种向柔性的转移看作是投入了更多精力的、最终来源于制造设备供应商的革新。他们需要更具多样性、需要机器独立加工的能力,同时需要焊接装备的重大变化。他们认为:那种固有的自动化和大件焊接生产线已经过时,将来会广泛应用激光加工。用激光焊接的挑战已不再是激光技术的发展,而是部件的定位。当前固定设备的成本和很长的调整时间降低了激光应用的优越性。车间的柔性生产是一种大众化的生产。当需要上马或下马一个特殊的产品时,位于不同车间的相应的产品能够根据需要而进行调整。

两个柔性车间

柔性计划实施装配最好的就是重新调整的Newark车间。通过在现有加工设备上应用柔性制造的原则,他们将最初计划的投资成本缩减了30%。

2003年,他们重新对现存设备和加工过程进行了调整,使得当前的和新型的Durango车能在相同的生产线上被同时制造,而即将使用的全新的DodgeDurango生产线不仅仅是装配操作,它还能被用于冲压车间,并且能实现大批量生产。

实施柔性计划的另一个车间是俄亥俄州的Twinsburg工厂,该工厂占地223000m2,生产大量的汽车零部件,包括前后门装配件、各式各样的大型薄金属冲压件和用来做车顶、提升式门、车内板、门装置、交叉部件等的装配件。该工厂冲压车间所拥有的设备包括:11个转移式冲压生产线、3个自动串联式生产线、2个累积式压力机、1个长度冲切工和2个特级冲切工,新的Durango生产线将保证大量的主要零部件的生产。

在预加工阶段,Twinsburg工厂的设备受一个所谓的“CSA柔性系统”的控制。该系统是公司冲压和实体嵌板装配操作的一个新的模型,它能有效地改变加工变化的局限性。在这种概念下,自动设备和其它设备能够根据模型的变化被重新编程,从而减少了产品生产的停工期。

同时,CSA确保了零部件生产的高精度,能够按照技术规范在第一时间生产出客户期望的高质量产品。

在新的柔性设计中,克莱斯勒能够在同一个车间制造出很多型号的车,使更多的设备被重新利用或被改装,同时他们还增加了很多的自动机械。按照传统方式,如果准备投产一个新的汽车,克莱斯勒就会停止整个工厂的运作、拆除设备、重新建设每一个部分,这要花费几周甚至几个月的时间,而在新的技术条件下,公司在保留原来车型的同时,能够一步步地实施适合于新操作的调整,通常这些调整在周末进行,从而减少了停工的时间和相应的资金损失。过去,一条生产线做单一的产品也只能持续4~5年 ,现在,新的生产线在生产多品种的情况下至少也能持续15年。虽然这项技术在当前支出很大,但是相对于将来的改动却相当便宜。

克莱斯勒的专家认为,将来会更广泛地应用具有更多单元式制造和更多自动机械参与的适应性技术。他们不仅希望将来能用机器人末端的受动器来完成更多的定位焊接,而且希望减少每一台汽车上的紧固件的数目。

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