规划“应要求”式加工
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在一个完美的机加工厂里,当零件定单来时,工件已经夹好,刀具已经装在机床上,程序仅仅通过按一两个键就可以运行,材料就在手边,切屑就在挂上电话后几分钟内就切出来。这种情景描述了Schultes精密加工厂(Schultes Precision Machining,简称为SPM,位于伊利诺斯州Buffalo Grove市)处理分配给其卧式加工中心单元上的机加工工件的方式。

安装该Kitamura(北村)HX-400 Tower塔式机床已经帮助该工厂大大降低了重复工件的装夹。其立式存储设计,可以在业已拥挤的车间占据相对较小的地面。
该家族式企业成立于1946年,因将自己的制造方法充分适配其客户基础之需求而存续并繁荣。与许多机加工厂一样,SPM已经从自己的小批量及原型生产而发展成包括更多附加值服务。
公司第三代家庭成员Ryan Schultes说:“我们把自己的公司不仅仅看作一个机加工厂。我们完成大多数机加工厂不做的附加过程。例如,我们实施局部组装工作,并且在某些情况下,还进行从码头到库房的成套组件或者从生产线直接往客户工厂的成套产品发货操作。”

真正的即时性

SPM的几个大客户采用真正的即时库存系统。一般地,这些客户对于他们需要完成的作业采用一揽子定单方式。
Schultes先生说,这些一揽子定单运作方式的一个实例是,某客户譬如一年订购1000个零件。客户每星期从这个一揽子订单中要一个批量——一个星期,它需要两件;下一星期,它需要50件;再下个星期,不需要。很明显,为了响应这样可怕的调度要求,工厂必须异常灵活。
此外,由于这些即时客户一般是SPM直接从生产线上提供零件的公司,车间加工方面的周转时间甚至更重要,因为它影响了车间其他部分。Schultes回忆道:“正是客户的需求促使我们在车间内想方设法对重复工件降低装夹过程。我们试图成为这些客户的工厂的延伸,因此满足他们的调度计划是最重要的。”

Ryan Schultes,该家族企业的第三代传人,采用该卧式加工中心进行每天24小时加工,并对关键客户的即时需求提供快速响应。

节省装夹时间

消除在关键重复工件方面的装夹可以降低生产时间和成本,但是这却需要一种不同的方式来看待工厂如何配备刀具、如何夹紧和生产工件。这方面的挑战是创建一种方式来实实在在地进行“按要求”式加工。
对于许多工厂而言,应对有如SPM所面临的调度要求的简单解决方案是加工出比需要量更多的零件,然后将多出来的零件保持在库存中,以满足快速交货需要。而这个方法对SPM却行不通。
Schultes先生说:“有一个重要客户指点我们进行装夹托盘化。它是一个医疗设备制造厂,我们给它的机床提供组装好的零件。这种方法要求我们在自己的装配部运行大量待使用的零件包。每个包可能10件。为了跟上需要或者为了时刻备有它们,库存太高。”SPM展望的方式是,找到一种合适的途径,为客户的所有工件都配备好刀具,并在接到通知的那一刻就准备加工。
这个问题由带有21个托盘、可以配150把刀具的北村HX-400 “Tower”提供了答案。对于SPM,该“塔”那垂直定位的三层托盘存储配置非常理想,因为工厂地面空间非常有限。
21个托盘中每个都采用一个“墓碑式多工位夹具”来装夹具,这样如果SPM需要就可以有效地存储84个分散的零件。Schultes先生说:“我们从该加工中心系统得出的一个较大优点是简化了材料搬运需求。我们在该单元上运行的大多数零件都是各种支架、轴承以及医疗机械客户的其他零件。由于我们以发送的套数加工零件,因此自动上/下料是不现实的。但是,将21个托盘依据要求而装好夹具并准备就绪,我们就可以在有人或无人看管的情况下操作,根据需要即使在周末也可以这样。”

托盘存储塔中,三层总共有21个托盘。利用“墓碑”式四面多工位夹具,总共可以应要求加工84个零件。将夹具保持安装和准备就绪状态,无须对第一件进行检测,并且无须对夹具进行调整。

工件的合理化

当前驻留在机床托盘存储塔中的客户的零件将制成客户出售的若干不同产品。某些零件设置可能仅仅只有每年10套的一揽子定单,而另一些却可能需要1000套。
总体上,SPM为该特定客户加工1000件不同零件。很明显,并非所有零件都可以预置在托盘存储塔中。挑出正确的工件是单元成功操作的关键。
Schultes先生说:“装夹的复杂性是我们在决定哪些零件应该在塔中准备就绪时要考察的因素之一。例如,对某个特定零件可能一年的总订购量只有10套,但是该零件复杂,并且需要大量时间来装夹,那么我们可以将它们在托盘存储中保持预先装夹好的状态。如果你可以例如在一小时中装好一个工件,那么在该单元中占用一个托盘不是很有效的方式。但是对于装夹需要6~8小时的工件而言,却可以认真考虑一下让它们事先准备就绪。装夹时间的节省,即使对小批量加工,也足以体现出让这些零件以及类似零件事先装夹就绪的意义。”
重复频率是另一个要考虑的方面。某些零件没有整体预测的需要量,但是满足装夹准则。将这些件在一个常规加工中心上调度是很困难的,因为数量未知。Schultes先生说:“一个客户可能告诉我们,他一年需要200件零件,但是无法告诉我们合理的生产预计。这种‘应要求’式概念对那些生产时间短的定单非常理想。”
由于昼夜运行该单元对于其效率和成本节省非常重要,因此当前只加工铝和塑料材质。切屑控制、刀具优化以及刀具寿命,还有冷却液配制等,都是昼夜运行的单元式加工必须考虑的问题。Schultes先生说:“试图在制造产品组合中引进钢或其他材质会引入不同的刀具和更多的监控。”

经济性

大多数车间投资资本性设备是因为它们需要额外的能力或者它们正在试图通过自动化而降低成本。通过应用该加工中心以及第二个正在安装的“8托盘”式北村单元,SPM已经能够提高自己的能力并降低成本。除了这些单元外,在工厂的其他机床上,只要可能,就实施“应要求”降低装夹的概念。
Schultes先生说:“降低装夹使得我们最高级和经验最丰富的人员——通常是装夹人员——可以完成其他工作。事实上,预置托盘化加工系统的使用在没有扩充劳动力队伍的情况下已经扩展了工厂的可用产能。对于采用该新系统,我们的目的不在于去掉装夹人员,而在于消除掉装夹。这方面的成功已经让我们降低了制造成本并最好地使用我们的人员,“让他们”干他们更感兴趣的事情。”

Schultes精密制造厂已经壮大,可以给其客户基础提供更多附加值服务。一个多方面的装配区采用加工好的零件来建造部件以及成套生产线直接组装好的组件来满足客户的即时要求。

与供应商合作

实施快速响应加工消除了中间工厂。对于SPM,其加工操作必须与装配部合作,以了解他们所需,以及他们什么时候需要,从而满足即时交货的需要。同样,工厂必须依赖的、供应材料和刀具供应商也必须进入这个快速响应环。
SPM供应商也必须成为真正即时系统的一部分。Schultes先生说:“我的材料供应商不能要求我,在客户定单为50时,要我一个星期拿100个毛坯。我们与供应商谈判,从而系统可以顺利地流动。对于刀具系统,我们只从单个时刻备有我们所需刀具库存的供应商处购买产品。”

良好的工作引来更多业务

SPM所采用的“应要求”式加工系统已经很好地降低了与装夹有关的成本。带21个托盘的北村单元以及更新型式的“8托盘”单元已经为该工厂证明了这个概念。工厂还为自己的许多客户证明了这个概念,这些客户已经增加了从该工厂订购的工件量。

成功故事

SPM的许多客户都毫不掩饰自己喜欢与国内供应商做生意这个事实。该公司建立在强大的客户关系以及它可以提供快速响应和(从国外获取太不现实的)附加值服务的基础之上。此外,SPM所实现的成本降低使客户更愿意用它的服务和产品等。
Schultes先生说:“我们从伊利诺斯这里给一些客户的亚洲经营中心提供零件和组件。一条孤独的船穿过太平洋回来是令人遗憾的,但是这些客户都意识到了我们的成本和质量竞争力是真正世界级的。”
SPM的车间是独一无二的,因为它以一种不是如此微妙的方式让雇员在心目中始终记住顾客。在该车间,在众多机床之中,有两辆Indy赛车和一辆1948年的Anglia老爷车(其中所有零件都是SPM生产的)点缀其中。公司最好的客户之一,也即制造赛车的一个厂家赠送了这些赛车。这些车每天在提醒人们:客户就是上帝。
SPM用于维持客户关系并改善自身的另一个创新是定期在工厂举办一次午餐会。SPM带进客户,与之讨论问题,然后工厂给他们提供午餐,将他们送出工厂,看他们的零件正在加工的情况,并与雇员进行交流。这一点听起来很简单,但是Schultes先生说,这个小小的举动在保持交流渠道畅通方面起到了重要作用。
本文作者:Chris Koepfer
原载:《国际金属加工商情》2005年3月号
上载于:2005-3-21 20:43:03

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