超 1000 把刀的中央刀具庫順利運行
2022-9-22 來源：Fastems 作者：-
Fastems 助力新鴻基二期柔性線落成 實現多品種、小批量生產模式的刀具全自動化管理
6 臺高性能機床設備一字排開，與右側雙排五層的超大容量立體庫連成一體；高速率垛機將一個個物料托盤和機加托盤運送至裝載站，再將裝夾好的零件傳輸至機床；產線二層，機械臂在有著 1000 把刀的中央刀具庫內自由穿梭，不時為機床傳送、填補各類刀具；生產車間運轉不停、熱火朝天，卻見不到幾個工人。這就是蘇州新鴻基精密部品有限公司（以下簡稱“新鴻基”）車間內的真實場景。
圖 1：2022 年 7 月底，Fastems 如期交付了新鴻基二期產線。一、二期產線共集成 6 臺機床（4 臺五軸加工中心，2 臺臥式加工中心），一個超大容量的立體庫，包括 152 個加工庫位托盤，120 個物料托盤，以及一個擁有 1024 把刀的中央刀具庫。
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 柔性生產線的購買與實施協議。2021 年 5 月，一期產線落成，集成 2 臺五軸加工中心與 1 臺臥式加工中心，很快實現機器全天不停、夜班 4-6 小時無人值守的高效率生產。2022 年 7 月，Fastems 服務團隊克服疫情影響如期交付了二期產線。“從方案設計到設備安裝，再到調試運行，歷時近 3 年，我終于將自己想象中的柔性產線付諸實際，我相信它一定能為新鴻基未來生產打開新局面，為我們向智能化階段的躍升帶來助益！”新鴻基總經理李堅先生不無興奮地介紹說。
國內首例，真正意義上的全自動化刀具管理系統
對一條柔性產線的期望，莫過于能包容更多品種、更小批量的產品，面對如此復雜的加工，及時、精準且充分的準備工作是重中之中。新鴻基二期的最大亮點——擁有最多 1024 把刀的中央刀具自動化系統，正是一個充滿智慧的“大容量武器庫”，可實現 6 臺機床全天候、全自動的刀具供給。
圖 2：中央刀具庫是新鴻基二期產線的最大亮點，可實現 6 臺機床全天候、全自動的刀具供給，并與柔性產線無縫對接，向 24 小時無人值守的自動加工邁進。這也是國內市場上第一個真正意義上的多品種、小批量產線的刀具自動化系統。
刀具管理系統，包括刀具傳輸、刀具壽命管理等，是柔性產線加工過程中節拍控制以及質量控制的關鍵環節。多品種、小批量零件，在加工中需要使用多種刀具，而加工中心內刀庫容量有限，無法做到全自動及時送刀，需依賴人工裝換；若刀具出現磨損或到達使用壽命時沒有及時更換，還會造成零件報廢，帶來不可估量的損失。
Fastems 自 1990 年代開始推廣中央刀具庫系統，在全球多個國家地區都有著良好應用。此次為新鴻基量身打造的中央刀具庫，建立于機床上方，不占用地面空間。通過每把刀具刀柄上的芯片，集成對刀儀系統，可將刀具所有信息，如類型、刀長、半徑、使用壽命等精準標記并傳輸至機床。而整個刀庫系統又集成于柔性產線的管控軟件中，當有訂單時，系統就會進行自動排單，并預先計算好所需的用料數量、刀具數量等，垛機自動搬運物料，送至機床時，中央刀具庫就會依據指令，由機械臂自動抓取對應刀具，傳送至機床內進行加工。若某把刀到達了使用壽命或刀具破損，機器人會自動將該刀具取出，替換成新刀具。
新鴻基柔性產線技術負責人李宏吉先生表示：“中央刀具庫運行的 3 個多月時間里，我們沒有急于將刀庫填滿，而是特意留有一些空位，讓刀具能在不同機床內頻繁調換共享，以不斷測試刀庫系統的各項性能，運行結果令我們非常滿意。目前，我們已經實現了整個刀庫的無人化運轉與刀具的全柔性統籌管理。”
“除了自動傳輸，中央刀具庫的另一大優勢就是能夠幫助用戶節省刀具成本。同一把刀可以在不同機床設備內進行共享，由此所帶來的刀具壽命最大化、姊妹刀數量減少、價格昂貴的特殊刀無需專機專配等優勢，都最大程度提升了刀具的利用率。”芬發自動化上海有限公司總經理丁永平先生補充道，“新鴻基中央刀具庫系統是我們在中國市場的首例應用，其刀庫規模、自動化程度，在國內市場是多品種、小批量產線的首創。”
三年清晰規劃，將產線 OEE 提升至 90%
作為通過引入智能產線來強化內生競爭力的民企先行者，新鴻基對于智能制造發展之路一直有著非常清晰的規劃，李堅總經理在一期產線落成時所提出的“標準化、數字化、自動化、智能化”企業智造發展四階段觀點在行業中得到了廣泛關注。如今二期落成，當被問到該產線是否達到預期時，他思索后回答：“雖然已與柔性線‘相處’了一年多時間，但我們還處在探索階段。這是一個功能極其強大的系統，在我看來，只要夾具、刀具、托盤數量足夠多，柔性產線能夠做到無限種零件的自由切換。目前，我們制定了一個三年規劃，即今年完成產線 OEE（設備綜合效率）超過 75%的目標，2023 年超過 85%，2024 年達到 90%。對于多品種、小批量企業來說，這樣的目標對于工廠整個工藝流程、生產管理、人員、技術都是巨大挑戰。但我和團隊充滿信心，因為我們能預見柔性制造無限的潛能，能看到未來的希望，我們明確了道路的方向，更享受每一次提升帶來的欣喜。”
針對產線運行的具體情況，李宏吉也進行了補充：“目前柔性產線每月加工的零件種類在 100~200 種，并且每一季度還會進行其他零件的不停輪換。同時，我們還有一項大的生產管理調整，這也是未來整個生產部門的發展方向，即將更多批量小、產品復雜、精度要求高的零件轉移到該柔性線中，做到零件種類與產線OEE 的雙重提升。”
也許有人會質疑，OEE 75% 很高嗎？現在很多工廠即使是傳統產線也“宣稱”達到了這個水平，這也是李堅總經理真實遇到的來自多位同行的疑問。事實上，很多企業對設備利用率的計算，是以機床計劃加工時間為基數，實際切削時間占計劃時間的比重算作 OEE。這其中，很多因故障、工人放假等因素造成的機床停機時間被掩蓋，OEE 值便“虛高”。而新鴻基的 OEE 考核方式，是將一年固定時間（8760 小時=365 天 X 24 小時）作為總基數，再看機床切削時間的占比，這也是新鴻基在接觸 Fastems“8760”理念后進行的最大改變。如今，“8760”已成為新鴻基生產部門的唯一考核標準，所有的工藝流程也均圍繞這一標準展開。
盡早實現柔性加工前期準備工程的模塊化和標準化，是新鴻基當前緊鑼密鼓進行中的工作。對比傳統單機，Fastems 柔性線的托盤交互模式，是將原來裝夾、調試、檢測、換裝刀時機床停機等待的“非有效加工時間”，替換成其他零件的“有效加工時間”，從而讓機床持續運轉，設備利用率提高。而如何讓“非有效加工時間”進一步縮短呢？新鴻基團隊對生產輔助系統進行了全面優化，即建立完整的夾具、刀具、軟件庫，將所有加工工具按照所應用的零件種類分類標記并整理歸納，提升工具，尤其是夾具的通用性和復用率，在降低工具成本的同時，為公司技術傳承打下了堅實基礎。
默契合作，共贏未來
三年的合作，無數個日夜的陪伴，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內疫情爆發，Fastems 秉承用戶第一的理念，全公司協同配合，調動一切資源，全力確保項目如期交付的舉動，讓新鴻基團隊贊不絕口。“二期項目交付期間，Fastems 原定的外籍工程師由于疫情影響無法到達現場，我們原本還有擔心，但本地工程師用過硬的技術實力打消了顧慮。所有技術人員均駐廠調試，日夜陪產，任何問題都能第一時間幫助我們解決，其國外團隊也做到了實時在線支持。最難得的是，中央刀具庫的所有調試工作都是在產線正常運行的情況下進行的，完全沒有耽誤產能。”新鴻基李宏吉介紹說。
“近年來，Fastems 一直致力于打造一支專業能力強的本土化服務團隊，為快速響應用戶做好充足準備。新鴻基二期項目的如期交付，表明我們本土工程師無論在安裝還是調試能力上都已接近全球標準。這也是Fastems 定位全球‘柔性方案供應商’的有力證明，我們給客戶提供的不僅是高端的設備系統，更是設備所產生的價值，是經驗帶來的工藝實力，是貫穿全流程的技術積淀。”丁永平先生補充道。
李堅總經理也表示說，Fastems 柔性產線對加工效率的大幅提升，在很大程度上強化了新鴻基的市場競爭力，促進了業務發展，“客戶來到工廠考察，看到這條產線，他們對新鴻基的供貨能力、產品品質有了更充足的信心。2023 年，我們計劃再投建一條柔性線，這條產線將加入車銑復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勢進一步凸顯，并且還會裝配一個同樣規模的中央刀具庫，將兩條線的刀庫通過連廊進行刀具的互相傳輸。在這其中，車銑復合技術與柔性托盤交互模式的集成融合是最大難點，國內還沒有先例，而 Fastems 在國外的豐富應用經驗將對我們的探索提供幫助。”
“‘多品種，小批量’的生產模式已是工業 4.0 時代發展所趨，世界范圍內眾多企業的成功案例也都在證明，柔性自動化系統是這一趨勢下通往高效生產、精益生產、智能生產的正確道路。作為該領域全球最大的柔性制造解決方案供應商，自 2012 至今，Fastems 已在中國市場成功交付了近 80 條柔性自動化生產線。與更多像新鴻基李總這樣有遠見卓識、踏實奮進的企業家們的交流中，我深切感受到中國制造的澎湃力量，也更加堅定了我們要在這里傾注更多資源，發揮更大價值的決心。”丁永平先生總結說道。
關于新鴻基
蘇州市新鴻基精密部品有限公司于 1992 年成立，座落于蘇州工業園區。新鴻基生產各種客戶定制精密機加工零部件，主要應用領域為醫療、光學與一般工業品，包括但不限于：醫療類血液分析零部件、顯微器材類零部件以及非接觸類醫療器械零部件；光學類紅外檢測零部件、色譜零部件、RPTV 用鏡頭、DLP 用鏡頭、測量光學用鏡頭、顯微光學用鏡頭及所配套的一些精密機械零部件；一般工業品類半導體、工業泵體類零部件、中高端工業調壓器等零部件。公司從創辦之初起就堅持并倡導多品種、小批量的經營方針，為客戶提供精密零部件的整體制造方案為經營理念，并以創新、高效為經營宗旨。更多信息，請查閱：http:www.new-hongji.com
關于 Fastems 集團
Fastems 旨在向全球的金屬加工企業提供智能工廠自動化解決方案。作為整個家族企業中的一員，Fastems 在自動化領域已積累 40 年的豐富經驗，并在歐洲、北美及亞洲成功交付了 4,500 多條自動化產線。我們的使命是：幫助金屬加工制造商實現產量與利潤的雙高。
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如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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