公司引进的两条萨瓦尼尼柔性线已投入生产，就其功能做下简单介绍：柔性线主要由S4X和P4X组成（S4X：柔性冲剪复合中心，P4X：柔性多边自动折弯系统），具备 自动化生产、柔性生产、精益化生产的能力。 精益思想的核心就是以较少的投入——较少的人力、较少的设备、较短时间和较少的场地创造出尽可能多的价值。萨瓦尼尼柔性线通过一体化集成处理板材的物流、冲孔、剪切、折弯加工、编程和诊断控制，实现从原材料到成品的精益生产。柔性生产线取消了传统板材剪切中，手动上料、手动下料、手动分料、冲孔、调整模具、对模对刀、输送物流和堆料等工序，实现了产品高质量、生产低浪费、排除无效运行时间、实现无人化操作的柔性自动化生产。 两条柔性线也有不同，第1条线位于车间南跨东，采用12层自动化料库，可以同时穿插生产13种不同规格材料，并且可以实现生产和材料入库同时进行。第2条线位于车间南跨西，通过两条自动台车上料，每台车可以装5t材料，其S4X完全采用伺服电机冲压，速度更快，无噪声，压力可控制，同时电能消耗更少。 以上2条线都是目前最为先进的设备，采用CANBUS总线控制。我们公司在每条线后都安装了德国进口KUKA机器人，实现下料、点焊和码垛功能。 电梯生产现状分析 背景介绍 我公司垂直电梯的生产包括轿门、层门、轿壁以及轿架的加工装箱等。以D30产品为例，轿壁的生产加工时间约为整个电梯生产工时的40%。轿壁的机加工工序流程为剪裁—冲—折弯，工作方式为人—机作业模式。人员主要进行上下料的工作，大部分时间为等待搬运等不增值作业。使得作业效率低、加工周期长，大大阻碍了产品成本的降低和交货期的缩短。整个过程存在大量的人员浪费，主要有以下几点： ⑴剪。轿壁原材料均采用1200mm×2500mm的钢板，剪裁需要三位工人进行作业，一人上料，两人下料并标记剪后板材规格。 ⑵冲。由一人进行上料下料工作，作业过程中需根据所加工产品规格及要求更换不同加工程序和刀具，冲床作业时人员则处于等待状态。 ⑶折弯—两名作业员进行协同作业，一边折弯完成后，需对板材进行换向再折弯。 ⑷工序与工序间需进行物料搬运工作，每道工序均有暂存。 为缩减产品加工周期，降低生产成本，消除生产中的人员设备浪费，结合生产现场管理等相关理论对D30轿壁工艺流程进行深入的分析研究，从根本上降低生产成本，增加产品竞争力。 现状调查 首先介绍生产现场管理的定义，生产现场管理就是指用科学的管理制度、标准和方法对生产现场各生产要素，包括人（工人和管理人员）、机（设备、工具、工位器具）、料（原材料）、法（加工、检测方法）、环（环境）、信（信息）等进行合理有效的计划、组织、协调、控制和检测，使其处于良好的结合状态，达到优质、高效、低耗、均衡、安全、文明生产的目的。 ⑴轿壁的人-机工艺流程。 1）剪板流程，如表1所示； 表1 剪板流程 2）数控冲流程，如表2所示； 表2 数控冲流程 3）折弯流程，如表3所示。 表3 折弯流程 ⑵数据分析。 以上人—机工艺流程表不包括生产之前工人对数控机床操作程序的确认和工序与工序间的物流时间。可以看出，整个加工过程人员与设备存在着很大程度的浪费，经过大量的调研分析，得出了每道工序的有效工时率，剪冲折工时与节拍比例，部分数据如下： 1）剪，其中操作员2、3的辅助工时均为操作员1一个节拍工时，即上料、剪板、下料工时之和，图表上操作员2、3辅助工时=（上料工时+剪板工时+下料工时）×2，有效工时率=剪板工时/节拍，如表4所示。 表4 剪板工序工时 2）冲，辅助工时为冲床加工时操作人员等待时间，有效工时率=冲工时/节拍，如表5所示。 表5 数控冲工序工时 3）折，辅助工时为两名操作员在折弯机工作时的辅助作业，即人员辅助工时=折弯工时×2，有效工时率=折弯工时/节拍，如表6所示。 表6 折弯工序工时 根据以上统计方式，经过大量数据收集，得出轿壁加工剪、冲、折的有效工时率的直方图，如图1、图2、图3所示。 图1 剪的有效工时率的直方图 图2 冲的有效工时率的直方图 图3 折的有效工时率的直方图 ⑶原因分析。 有效工时率过低的因果分析图，如图4所示。 图4 有效工时率过低的因果分析图 以上图表可以看出轿壁的整个工序流程存在着极大的浪费，有效工时率最高的工序为冲，也仅有35.4%。 新工艺探索 目前采用的设备均为数控机床，操作人员进行的仅为确定加工程序和材料的进出，整个过程人员的工作为简单重复作业，如果能采用一种自动的流水线加工方式，可以省去操作人员的辅助作业。 调查研究与分析对比发现，萨瓦尼尼公司设计研发的柔性冲剪复合中心S4X以及多边折弯中心P4X都能够满足我公司产品的加工需要且具备自动化生产、柔性生产、精益化生产的能力，具体特点如下： ⑴柔性冲剪复合中心。 1)高超的物流效率。单列的立体料库自动进料，多功能机械手自动推料以及卸料单元使得整个生产流程最优化，实现无人操作。 2)复合冲头库。萨瓦尼尼复合冲头库最多可同时安装96副模具，能够独立于其他模具在其位置上精确地进行冲孔加工，整个加工过程无需更换冲头。 3)精确强大的机械手装置。整个装置沿机床C形框架下部导轨滑动，确保了极高的位置精度，使得整个加工循环减少再定位次数，提高了生产效率和加工精度。 4)萨瓦尼尼一体化直角剪裁—独立运动的X、Y刀片彼此以直角放置，可以沿着各自的轴向单独的进行任意长度的剪切，也可以同时剪切，从而迅速进行套裁、分离板料。 5)冲剪复合。冲头库和直角剪集成在单个结构中，可同时加工且保证加工精度。 6)柔性自动化。S4X冲剪复合中心在板料物流，复合冲剪，自我诊断和控制，每个细节处理都使整个加工流程趋于平衡和最优化。 ⑵多边折弯中心： 1)高超的物流效率。 2)自动化、高效的柔性机械手装置。通过机械手、夹钳和旋转压盘来控制板料的移动、夹持和旋转，板料的操控在整个加工过程中都是快速和完全自动的。 3)辅助运行时间内完成板料的定位。 4)无需更换模具和零调整时间实现最高生产率。配置上下折弯刀两把折弯进行复合运动，快速连贯地实现任意次数的向上、向下折弯。 5)通用的万能折弯模具。 6)柔性自动化。对P4X的每一个细节的设计，保证了板料输送、折弯加工、编程操作、诊断和控制等过程的完美。 综上所述，柔性冲剪复合中心S4X以及多边折弯中心P4X可组合成加工中心，采用运输段进行连接，进行真正流水线生产，极大程度的减少板料周转时间，实现无人化操作，提高生产效率。 新工艺分析 萨瓦尼尼自动加工中心只需按生产需要将原材料置于自动化立体仓库内，需一名操作人员确定相应产品的数量以及加工程序，自动加工中心便可进入无人化加工模式，具体工艺流程为：立体自动仓库进料→剪冲→自动移动至折弯中心→折弯→出料，其中进料、移动以及出料均不占用整个流水线加工工时，加工中心设备实现零浪费。 现以单件板料为单位，统计单件板料在整个加工流程中的有效工时率，即剪冲以及折弯工时所占整个板料从进料至出料的比例，如表7所示。 表7 整个加工流程中的有效工时率 根据以上统计方式，经大量数据收集，得出轿壁在萨瓦尼尼自动流水线上加工的有效工时率的直方图，如图5所示。 图5 有效工时率的直方图 为与原有人员手工操作工时统计方法保持一致，萨瓦尼尼自动加工中心单件板料的工时统计不计操作人员确定加工产品的程序、数量时间以及将原料置于自动立体仓库的时间。 由以上数据可知，萨瓦尼尼自动加工中心的平均有效工时率为58.9%，提高了66.4%，操作人员为1人，减少了5人。 产品拓展 萨瓦尼尼自动加工中心完全满足我公司产品的加工需求，且在生产效率和产品质量方面均比原有人—机加工方式有很大的改善。 该中心生产效率高，原生产现状无法满足生产节拍。为进一步提高产品生产效率及入库率，我司成立项目小组以该中心为对象展开精益生产探究。 1）存在问题。萨瓦尼尼生产的半成品因来不及装配、来不及装箱堆放在车间；来来回回的搬运不仅占用了一辆3t的叉车，还使得通道特别繁忙；批量装箱，铺开的箱子占用了大量的生产场地；因产能的不均衡，后续装配和装箱跟不上萨瓦尼尼的生产节拍，导致准时入库率低。用户投诉零件表面划伤：由于轿壁材料大多为不锈钢材料，用于电梯轿厢的装潢，故表面质量的要求非常高，但频繁搬运经常会造成轿壁表面划伤。装箱出错：在成批装箱的过程中，木箱遍地铺开，由于轿壁的型号、规格尺寸、表面花纹等不同，工人装箱更加依赖于责任心，因此装箱出错的风险更大。 2）改进探究。改造轿壁作业流程，由原来的15道工序改进成5道关键工序，合并检验与装配工序，取消在制品储存区；轿壁作业布局更新图，在柔性加工区配齐装箱所需物料并合理布置直接装箱，初步实现“一件流”，取消批量生产、批量装配、批量装箱；改进工艺，优化装箱工艺，改进作业工具，降低工人劳动强度；推行5S活动改善现场管理，5S是现场管理的基础，通过规范现场，营造干净、整洁的工作环境，培养员工良好的工作习惯，最终提高员工素质。 3）实施改进计划。调整车间D30单板轿壁的生产线布局，使得各作业工序的位置靠近。由于萨瓦尼尼柔性生产线为公司关键的进口设备，不可能再重新调整位置，故把轿壁装配工作台和装箱区域调整到萨瓦尼尼加工线周边。改善后生产线的面积比改善前缩小85m2，比改善前下降43%。 设计、 制造装配工作台、工装，由于生产布局的调整，原来的轿壁装配工作台、工装已不能适合新的装配模式，必须重新进行设计、制造。新工作台、新工装更加趋向实用性、装配质量的稳定性、检验的有效性，如图6所示。 （a）改进前 （b）改进后 图6 改进前后对比图 轿壁加强筋压紧滚轮完成设计并试制投入生产使用，可提高加强筋的粘贴质量，降低员工劳动强度，如图7所示。 图7 轿壁加强筋压紧滚轮 彻底改变生产作业模式。车间原来的生产作业模式是成批生产、成批搬运、成批装配、装箱，由此带来的弊端在上面已有阐述。改善后由于采用的是“一件流”作业模式，轿壁生产是由萨瓦尼尼加工线按照预先编制的程序按照台套生产，出现装箱错误的可能性几乎为零。 生产工序的合并与简化。改善前的装配与装箱是完全独立和分开的，改善后将装配工序与装箱工序完全合并，即工人将萨瓦尼尼设备加工好的轿壁板（零件）立即进行装配，装配后的轿壁（组件）立即进行装箱作业，如图8所示，而改善前是将轿壁组件先上到货架，通过搬运后再进行装箱。 图8 改善后的装箱作业 减少检验环节。轿壁生产从加工到成品需要3道检验环节，这些环节都不是增值的活动，应尽量将它合并或取消。改善前的检验工作分别对零件、组件和装箱部件进行检验，每个环节都需要专职检验人员来完成，有时检验人员不在现场的时候还会造成等待现象。改善后采用以操作工自检为主，检验员抽检的检验模式。每个操作工都是控制质量的一员，下道工序完成对上道工序的检验、核对。让每个人对自己所完成的工作负责，而不是把责任推给车间检验员。装箱完成由操作工自检并拍照存档，以便追溯。 优化轿壁装箱工艺。改善前的轿壁箱子高度1100mm，材料成本高、装箱难度大、工人劳动强度大、装箱效率低。改善后木箱尺寸高度降低到600mm，高度大大降低了，使工人装箱操作更为简便；给工人配置进口气动卷钉枪代替原来手工用榔头，大大提高了装箱效率，减轻工人的劳动强度，效率提高50%以上；包装箱贴唛头由原来的双面胶粘贴转换为手动压钉枪，不仅成本下降，还减少了粘贴的工序，提高了效率。 优化车间物流。从工序流程图中可以看出，改善前由于要经过4次搬运作业，有一台3t叉车配合搬运，产生人员、设备、能源的浪费，改善后公司只需配置一台小型电瓶叉车来完成轿壁成品的发运工作。优化仓库收货入库管理。在轿壁装配、装箱生产过程中，不可避免地要用到各种物料，如加强筋、标准件等等。改善前的操作是由操作人员在使用前去仓库领用的，要花费大量准备时间，改善后重新调整布局，在装配、装箱工位旁建立物料超市，并同时设置看板规定最低库存和最高库存，物料状态一目了然，物料供应商根据看板及时补货。 改造轿壁标准化作业，编制操作指导书。 现场5S管理。公司聘请讲师进行了现场培训；先从前3个S做起，对现场所有物品区分出必要和不必要的，把不必要的物品和工具设备及时进行清除；对整理之后留在现场的必要物品分类放置，做好标记，排列整齐，将工作场所和设备清扫干净。如图9所示；车间每条生产线都设定了5S检查细则，并将结果引入考核机制，定期上墙公布。 图9 5S后的现场 在萨瓦尼尼设备完成层门折弯后，配置物流输送平台，将层门运至层门专用碰焊&码垛机器人处，如图10所示，由机器人完成层门的碰焊和码垛作业。整个过程无需操作人员参与，实现无人化作业。 图10 碰焊&码垛机器人 根据萨瓦尼尼自动加工中心的加工特点，拓展了萨瓦尼尼自动加工中心加工的产品种类，甚至开发出新的产品，如单板层门、层门芯等。 萨瓦尼尼以其先进稳定的加工技术不但极大地提高了零件的生产效率及质量，并且带动整个产品的作业流程及效率进行不断优化，推动公司整体生产加工的精益化进程。
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发表于 2017-4-25 12:03:11
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发表于 2017-3-27 21:45:05
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