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如何優(yōu)化工藝提高生產(chǎn)率？

來源：減速機(jī)信息網(wǎng) 時(shí)間：2008-6-27 8:35:53　　責(zé)任編輯：lihongwei

如今，切削加工的成本在很大程度上由機(jī)床運(yùn)行時(shí)間的長(zhǎng)短來決定。一種有效延長(zhǎng)機(jī)床運(yùn)行時(shí)間的方法是利用軟件對(duì)機(jī)床運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行采集和處理。沃爾特渦輪公司采用了Coscom公司的DNC(Direct Numerical Control．直接數(shù)字控制技術(shù))、MDE(Maschinen Daten Erfassung，機(jī)床工況數(shù)據(jù)自動(dòng)實(shí)時(shí)采集技術(shù))和BDE(Betriebs Daten Erfassung，車間工況數(shù)據(jù)自動(dòng)實(shí)時(shí)采集技術(shù))系統(tǒng)。

位于海登海姆的沃爾特渦輪公司的一款主打產(chǎn)品：用于軌道車輛的已經(jīng)預(yù)裝好的“沃爾特動(dòng)力單元”，由發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱和冷卻裝置組成

“以往分析生產(chǎn)成本的時(shí)候，首光想到的往往是人員成本，但是現(xiàn)在主要的成本來自于生產(chǎn)設(shè)備�，F(xiàn)在如果一臺(tái)機(jī)床突然停機(jī)，對(duì)一家企業(yè)而言就意味著巨大的成本損失”，羅薩·紹爾茨說到，他是位于海登海姆的沃爾特渦輪公司“軌道系統(tǒng)”分部的生產(chǎn)控制、庫(kù)存管理以及物流方面的經(jīng)理。為此，他和他的同事們堅(jiān)持不懈地優(yōu)化設(shè)備利用率以期提高生產(chǎn)效率。在一個(gè)相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)采集的MDE數(shù)據(jù)(Maschinen Daten Erfassung，機(jī)床工況數(shù)據(jù)自動(dòng)實(shí)時(shí)采集)起到了決定性的戰(zhàn)略憊義：“是否仍然需要這合或者那臺(tái)機(jī)床？能夠附一臺(tái)機(jī)床代憐兩臺(tái)嗚？有必要在一臺(tái)大型加工中心上再安排第二名工人來縮短機(jī)床的準(zhǔn)備時(shí)間嗎？”這些都是紹爾茨每天需要回答的問題。解答這些問題的前提是要建立起客觀的、可重復(fù)的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)可以通過在公司內(nèi)部建立Coscom公司提供的DNC 、MDE以及BDE系統(tǒng)而獲得。

產(chǎn)品線需要更大的機(jī)動(dòng)性

沃爾特渦輪公司是機(jī)械、液力、電動(dòng)和電子方面動(dòng)及制動(dòng)系統(tǒng)的全方位專家，其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于公路、鐵路。沃爾特康采思集團(tuán)旗下四大分部之一，主要致力于“驅(qū)動(dòng)”和“能源”領(lǐng)域。位于海登海姆的軌道系統(tǒng)分部主要制造和裝配液力及機(jī)械變速箱，當(dāng)然也生產(chǎn)所謂的“沃爾特動(dòng)力單元”。這是一種安裝在軌道車輛上的完整單元，由發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、輪轂組、萬向節(jié)軸以及冷卻裝置組成，能夠在短時(shí)間內(nèi)完成整體更換。

高加工能力需要范圍廣泛的技術(shù)裝備

在軌道設(shè)備加工領(lǐng)域，沃爾特渦輪公司保持高加工能力。實(shí)際上，該公司能夠自行生產(chǎn)幾乎所有的變速箱零件。這其中包含了各種各樣的加工方法，從預(yù)先設(shè)定的熱處理到切削加工．因此該公司需要各種齊樣的機(jī)床．CNC (Computer Numeric Control，計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù))控制的機(jī)床在沃爾特渦輪公司的機(jī)加工車間占據(jù)了統(tǒng)治地位，當(dāng)然有時(shí)候他們也會(huì)使用常規(guī)機(jī)床或者循環(huán)控制機(jī)床�！拔覀冞@里有100臺(tái)機(jī)床用于立方體加工，齒輪加工和回轉(zhuǎn)零件加工。其中大約60臺(tái)是數(shù)字控制式，而這60臺(tái)里而的45臺(tái)機(jī)床目前已經(jīng)和Coscom公司的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連接。”紹爾茨總結(jié)道。

DNC/MDE/GDE的整體解決方案采用了簡(jiǎn)潔明了的結(jié)構(gòu)

軌道設(shè)備領(lǐng)城的加工主要可以根據(jù)合同內(nèi)容按照單件、小批量和中等批量組織生產(chǎn)。在制定生產(chǎn)計(jì)劃時(shí)．通常需要優(yōu)先考慮完成目標(biāo)產(chǎn)量時(shí)間表的準(zhǔn)確性和成本。沃爾特渦輪公司的ERP(Enterprise Resource Planning，企業(yè)資源規(guī)劃)系統(tǒng)采用了SAP公司的產(chǎn)品，而PPS(Production Planning and Scheduling，生產(chǎn)規(guī)劃及時(shí)間管理)系統(tǒng)采用了APS——一種沃爾特集團(tuán)的內(nèi)部軟件。人們利用當(dāng)今最先進(jìn)的軟件既可以制定粗略的計(jì)劃，也可以制定精確的、細(xì)化到每一天的計(jì)劃，以及兩者的混合計(jì)劃。

按照客戶的需求建立MDE系統(tǒng)

“目前Coscom公司的MDE系統(tǒng)可以獨(dú)立運(yùn)行．并目能夠用于監(jiān)測(cè)機(jī)床的狀態(tài)”，阿克塞爾·萊內(nèi)格(沃爾特公司生產(chǎn)部的產(chǎn)品計(jì)算機(jī)工程師)介紹道�！耙郧巴耆揽渴止か@得這些狀志數(shù)據(jù)。如果沒有進(jìn)行任何監(jiān)控，當(dāng)然不可能進(jìn)行接下來的評(píng)價(jià)工作”．他回憶道，“沃爾特渦輪公司長(zhǎng)期以來使用自己開發(fā)的DNC系統(tǒng)�，F(xiàn)在準(zhǔn)備采用一套全新的系統(tǒng)，不用繼續(xù)維護(hù)老的系統(tǒng)了。正如你已經(jīng)獲悉．我們計(jì)劃購(gòu)買一套ONC系統(tǒng)，將來還會(huì)擴(kuò)展到MDE和BDE系統(tǒng)。當(dāng)時(shí)要從6家供應(yīng)商那里選擇一款產(chǎn)品。經(jīng)過第一輪評(píng)估后剩下兩家公司，而Coscom公司最終獲得了訂單�！�

一種技術(shù)上的變形應(yīng)用：視床上單獨(dú)的MDE面板

另外一種技術(shù)上的變形應(yīng)用：操作人員使用直接基層在機(jī)床控制面板上的MDE面板

Coscom公司負(fù)責(zé)德國(guó)南部地區(qū)的銷售經(jīng)理克勞斯·施巴格說道：“Coscom公司還要參加接下來的MDE擴(kuò)展項(xiàng)目競(jìng)標(biāo)。不過我們有一定的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)椴捎媒y(tǒng)一的方案可以最大程度地確保數(shù)據(jù)的可交換性。沃爾特渦輪公司極有可能采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和模塊化的擴(kuò)展性。

最終保證系統(tǒng)的可持續(xù)性�！痹讷@得了MDE系統(tǒng)擴(kuò)展項(xiàng)目的們訂單之后．實(shí)際上Coscom公司就已經(jīng)被授權(quán)為沃爾特渦輪公司量身定做開發(fā)整個(gè)解決方案。 Coscom公司的系統(tǒng)在評(píng)價(jià)能力方而能夠監(jiān)控6臺(tái)機(jī)床的狀態(tài)：產(chǎn)品．裝備、測(cè)量、無人值守、工藝故障和操作故障。萊內(nèi)格說”我們一定要獲取這些狀態(tài)信息。同時(shí)盡可能地使評(píng)價(jià)系統(tǒng)保持清晰明了，從而使得操作人員更容易接受這套系統(tǒng)�！彪S著MDE系統(tǒng)的采用，Coscom公司能夠繼續(xù)滿足海登海姆方面提出的要求、比如集成目前系統(tǒng)當(dāng)中尚未其備的功能：例如時(shí)間軸評(píng)估。

沃爾特渦輪公司已經(jīng)明確制定了MDE系統(tǒng)以及BDE擴(kuò)展系統(tǒng)的目標(biāo)，確保第一條生產(chǎn)線的狀態(tài)并驗(yàn)證其生產(chǎn)效率。當(dāng)然首先要開發(fā)降低成本的潛力，比如分析生產(chǎn)和流程的數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)停機(jī)時(shí)間。

數(shù)據(jù)能夠說明機(jī)床的使用率

“我們需要更高的機(jī)床使用率”，紹爾茨說�！靶枰廊觞c(diǎn)在哪里。有一些機(jī)床由于使用壽命的原因容易出現(xiàn)技術(shù)上的問題，而這些問題不可能事先預(yù)計(jì)，但是基于數(shù)據(jù)能夠得出機(jī)床的使用率，然后設(shè)置到80%或者95% 。有了這些數(shù)據(jù)就能優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃。目標(biāo)就是發(fā)現(xiàn)井排除弱點(diǎn)。”為此，沃爾特渦輪公司的人們需要知道更加透明的生產(chǎn)控制屬性，比如用于描述整臺(tái)設(shè)備效率、流程時(shí)間、停機(jī)時(shí)間和生產(chǎn)率數(shù)字的證據(jù)。這樣就能提高計(jì)劃表的準(zhǔn)確性，使能力規(guī)劃更加精確、降低生產(chǎn)成本、改善所有機(jī)床的透明度。

簡(jiǎn)單快捷的安裝

MDE 系統(tǒng)的安裝非常簡(jiǎn)單。在完成第一組機(jī)床集群的安裝之后，來自Coscom公司的個(gè)小組仍然留在沃爾特渦輪公司繼續(xù)負(fù)責(zé)設(shè)備的維護(hù)。Coscom公司負(fù)責(zé) MDE、BDE和DNC系統(tǒng)的產(chǎn)品經(jīng)理諾貝特·帕本貝格介紹了公司的策略：“為了避免不必要的機(jī)床數(shù)據(jù)采集途徑，為每臺(tái)機(jī)床都配備了MDE系統(tǒng)的終端，基于安裝好的DNC系統(tǒng)．聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)可以用于采集數(shù)據(jù)。在機(jī)床電氣控制柜中安裝這臺(tái)終端，然后再和一臺(tái)SPS可編程控制器連接。生產(chǎn)過程的信號(hào)會(huì)從機(jī)床控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)傳輸?shù)竭@臺(tái)SPS可編程控制器上�！�

在大多數(shù)情況下機(jī)床一般都能提供信號(hào)，只有在少數(shù)情況下需要單獨(dú)準(zhǔn)備信號(hào)。按照萊內(nèi)格的說法，準(zhǔn)備機(jī)床信號(hào)的工作是實(shí)施整個(gè)項(xiàng)目過程中最困難的部分。而帕本貝格更詳細(xì)地介紹說：“目前機(jī)床的控制系統(tǒng)通過DNC 和SPS連接到無線網(wǎng)絡(luò)，通過機(jī)床控制系統(tǒng)就可以直接采計(jì)機(jī)床信號(hào)。在網(wǎng)絡(luò)里面還有其他的計(jì)算機(jī)能夠把DNC系統(tǒng)的信息傳愉到生產(chǎn)過程。這個(gè)時(shí)候只有 DNC系統(tǒng)能夠調(diào)用計(jì)算機(jī)，因?yàn)橄到y(tǒng)中還沒有可用的指令．這也是項(xiàng)目實(shí)施的下一個(gè)階段�！�

DNC終端能夠非常清楚地體現(xiàn)Coscom公司方案的一個(gè)優(yōu)勢(shì)：清晰明了的界面，簡(jiǎn)潔易操作的觸摸面板

迅速地采集到盡可能多的數(shù)據(jù)

紹爾茨和萊內(nèi)格最近采集到了許多機(jī)床數(shù)據(jù)，按照目前的情況能夠滿足未來6個(gè)月的需求。開始進(jìn)行初步的評(píng)估。紹爾茨說，接下來將集中精力應(yīng)對(duì)下一步的任務(wù)。 “必須導(dǎo)出代碼，只有借助這些代碼才能有效地控制整個(gè)流程。代碼必須保持透明度、可實(shí)施性和便于理解。需要足夠的數(shù)量，才能夠用于評(píng)估整個(gè)流程、繼續(xù)提高計(jì)劃表的準(zhǔn)確性、更準(zhǔn)確地安排生產(chǎn)能力。當(dāng)然不能指望100%的準(zhǔn)確。但是我們希望結(jié)果不斷地接近于真實(shí)�！�

目前盡管萊內(nèi)格已經(jīng)批準(zhǔn)對(duì)外展示生產(chǎn)流程．但是這一決定還沒有正式公布。最終人們將需要一種能夠被測(cè)量的，能夠看得見的透明度。只有這樣才能夠查明大范圍停機(jī)的原因，或者才能夠應(yīng)對(duì)大量的工藝故障。借助這些屬性才有可能決定是否需要對(duì)一臺(tái)機(jī)床進(jìn)行徹底檢修，或者這臺(tái)機(jī)床在技術(shù)上己經(jīng)徹底老化，必須結(jié)束它的生命周期。

系統(tǒng)的接受程度是

MDE 系統(tǒng)給部分機(jī)床操作人員留下很差的印象。這一點(diǎn)很致命，因?yàn)檫@類系統(tǒng)能否繼續(xù)存在下去主要直接取決于機(jī)床操作人員的接受程度�！叭藗儾荒軌蚪邮馨惭b這種系統(tǒng)之后需要大規(guī)模地轉(zhuǎn)換操作方式的情況，他們希望一切都保持原狀”．紹爾茨著重強(qiáng)調(diào)�！叭藗儗幙上Ｍ玫揭环N能夠讓機(jī)床操作人員易于理解的流程。按照我的肴法．適應(yīng)這種流程至少需要9到12個(gè)月。只有大家都適應(yīng)了才會(huì)接受這套系統(tǒng)．才會(huì)消除某些誤解．對(duì)此總是需要不斷地跟員工強(qiáng)調(diào)，只有借助這套系統(tǒng)才能采集到機(jī)床的狀態(tài)。而這一點(diǎn)與人員成本的控制無關(guān)。”

按照下一步工作計(jì)劃，諾貝特·帕本貝格．羅薩·紹爾茨、阿克塞爾·萊內(nèi)格和克勞斯·施巴格(圖中左起)將引入Coscom公司的BDE系統(tǒng)，并將其集成在MES系統(tǒng)當(dāng)中。

現(xiàn)在這套系統(tǒng)已經(jīng)被很好地接受了，尤其是對(duì)于這套系統(tǒng)的培訓(xùn)需求竟然出乎意料地強(qiáng)烈。人們找到了正確的道路，而且己經(jīng)顯現(xiàn)出正面的效果，借助于MDE系統(tǒng)可以獲得：現(xiàn)在能夠非常有效地利用機(jī)床，已經(jīng)很少出現(xiàn)空轉(zhuǎn)的情況。

下一步將實(shí)施BDE系統(tǒng)

根據(jù)MDE系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)，海登海姆方面將到10月份開始著手實(shí)施BDE系統(tǒng)。同時(shí)人們將停止使用目前的APS系統(tǒng)，然后用一套MES系統(tǒng)取代目前的APS系統(tǒng)。正如已經(jīng)在MDE系統(tǒng)項(xiàng)目當(dāng)中考慮到的一樣，BDE系統(tǒng)的實(shí)施項(xiàng)目也將考慮到與MDE系統(tǒng)的結(jié)合�！案鶕�(jù)運(yùn)行參數(shù)的采集，能夠大致描繪指令的開始和結(jié)束過程。指令的運(yùn)行時(shí)間和屬于MDE系統(tǒng)的數(shù)據(jù)能夠詳細(xì)地分類統(tǒng)計(jì)與指令相關(guān)的數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)”，紹爾茨期待地說道。機(jī)床上指令的登錄和退出能夠在次品產(chǎn)生的時(shí)候迅速做出反應(yīng)，或者能夠縮短單臺(tái)機(jī)床上換工件的時(shí)間。

MDE系統(tǒng)——萊內(nèi)格和紹爾茨對(duì)此深信不疑——能夠在半年以內(nèi)的時(shí)間堆達(dá)到正常運(yùn)行狀態(tài)．隨后將開始試生產(chǎn)和培訓(xùn)階段。施巴格補(bǔ)充說“Coscom公司的策略是向用戶提供系統(tǒng)方面的多角度的見解。這點(diǎn)能夠幫助客戶從不同的方面來提高效率。這樣客戶能夠獲得獨(dú)立解決故障問題的能力，從而節(jié)約時(shí)間和不必要的成本；客戶還能夠根據(jù)自己的需求來配置這套系統(tǒng)�！比R內(nèi)格肯定地說“這兩點(diǎn)對(duì)于沃爾特渦輪公司而言至關(guān)重要。舉例來說，優(yōu)化調(diào)節(jié)了協(xié)議并制定了滿足需求的工作界面�！�

紹爾茨重新回到了整個(gè)項(xiàng)目的出發(fā)點(diǎn)，并將驅(qū)動(dòng)這套全新系統(tǒng)投入使用的主要?jiǎng)訖C(jī)歸納為：“當(dāng)前機(jī)床加工的成本迫使我們集中力量去思考如何優(yōu)化生產(chǎn)成本和如何提高機(jī)床的有效工作時(shí)間這兩個(gè)問題。利用該解決方案能夠達(dá)到以上提到的兩個(gè)目標(biāo)。依靠良好的機(jī)床有效工作時(shí)間，德國(guó)的企業(yè)能夠在全球范圍內(nèi)繼續(xù)保持領(lǐng)先的競(jìng)爭(zhēng)力。

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