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网络化制造 汽车制造业的创新之路
2006年7月11日 15:56  来源:中国卡车网


    汽车的生产经营过程将是在网络上设计、制造、销售和服务,形成产品全生命周期的网络化制造。在计算机及网络技术的支持下形成以敏捷制造(Agile Manufacturing)为代表的先进制造技术将是制造业快速响应市场需求。

    汽车制造是制造技术发展的重要标志

    工业化国家早在上个世纪50、60年代就已普遍采用了优质高效的工艺设备,实现了柔性自动化,目前,正向着集成化、数字化、敏捷化方向发展。而网络化制造是汽车制造业实现先进制造技术的载体。汽车制造业的飞速发展促进了配套计算机软件技术与网络通讯技术在汽车传统制造领域的应用与发展,形成以精益生产为主要理念的先进生产制造技术与管理方法。

    我国制造业目前的总体水平还是比较低的,而汽车制造业的经营管理手段落后及生产效率低是一个突出表现。因此,汽车制造业在网络化制造支持下的精益生产是反映一个国家制造能力与水平的标志,是改变我国传统制造产业向着先进的制造技术发展的标志。

    汽车制造及其零部件行业的特点

    汽车行业是典型的流水线生产和离散型制造的结合。对于汽车总装厂来说,大量采用流水线生产,上道工序的生产直接影响到下道工序,环环相扣,只要一个环节失控,整个生产线会受到影响。而汽车零部件制造厂,生产过程具有“加工—装配”性质。加工过程基本上是把原材料分割成离散的毛坯,然后逐一经过冷、热加工,部件装配,最后装配成部件出厂。此外,汽车制造业还具有多种生产经营模式,例如:为用户订单设计(ETO)、为订单生产(MTO)、为订单装配(ATO)和按市场预测的为库存生产(MTS),相应组织生产的模式有单件生产、多品种/小批量和重复大批量生产等多种方式。其产品结构复杂,制造工艺复杂,生产过程所需机器设备和工装夹具种类繁多。而且各个时期生产的产品构成随市场需求变化,从而要用到的设备资源也随之变化。由于产品中各部件制造周期长短不一和产品加工工艺路线的不确定性,造成管理对象动态多变,因此为了保证产品成套、按期交货,又要尽可能减少在制品积压,导致生产物资管理工作十分复杂,需要从每一产品的交货期倒推,周密安排最终产品、各部件、零件、毛坯的投入/产出数量和时间。

    由于汽车行业产品结构和工艺都比较复杂,因此工程设计任务很重,不仅新产品开发要重新设计,而且生产过程中也需要大量的变型设计和工艺设计。为了不断推出知识含量高且价格能被用户接受的新产品,汽车制造企业必须具备强有力的新产品开发能力。

    为了适应产品结构的不断变化,汽车制造业的底层加工设备应具有足够的柔性,不断以数控机床代替普通机床,以加工中心代替专用工种机床是发展的趋势。

    由于汽车产品设计与制造涉及多学科、多种技术,在当今全球化市场竞争的形势下,靠一家企业单打一的局面已缺乏竞争力,目前总装厂与零件制造厂(又称中场企业)的分离,组织跨地区的企业动态联盟已成为汽车制造业产业结构调整的必然趋势。因此,汽车制造企业的信息化还应具备对联盟企业资源的动态管理能力和质量控制能力。

    实现汽车制造业的创新途径

    汽车的生产经营过程将是在网络上设计、制造、销售和服务,形成产品全生命周期的网络化制造。在计算机及网络技术的支持下形成以敏捷制造(Agile Manufacturing)为代表的先进制造技术将是制造业快速响应市场需求,不断推出新产品,赢得竞争,求得生存和发展的主要手段,主要体现在:

    1、产品研究开发包括结构设计、工程分析、工程绘图、工艺设计、数控编程和仿真。因此,研发过程是在PDM的支持下要实现两维、三维绘图及装配检查CAD、模拟整机性能的CAE、工艺设计CAPP、数控编程为主的CAM。为提高企业经营效益,产品设计需要按合理化工程原则提高产品的标准化、通用化和模块参数化水平;为提高设计工作整体效率,在PDM支持下实现CAD/CAPP/CAM信息集成和工作过程集成;为缩短开发周期,要按照并行工程方法组织新产品的异地协同开发,并在产品设计阶段采用面向制造的设计DFM、面向装配的设计DFA等DFX技术,近年来,虚拟制造技术也得到了很快的发展。

    2、管理信息分系统应支持企业三层价值链(决策性价值链、支持性价值链和主价值链)的运行。实施管理信息系统的目标首先是按期交货和降低成本,因此,核心内容是按MRP II哲理周密安排生产,对产、供、销、存、财实行一体化管理,以实现物流/资金流的集成。进一步在网络支持下实现包括供应商和客户在内的供应链管理及协同商务,这是企业的主价值链。此外,应辅以对支持性价值链(人力资源、设备、质量、资金)的管理以及对企业领导者的决策支持,形成企业资源计划(ERP)系统。

    3、随着制造自动化在汽车制造业的快速发展,多数企业的制造系统形成普通机床和数控机床结合的“适度自动化”系统。对加工制造关键环节采用数控机床群控系统DNC或柔性制造单元FMC、柔性制造线FMS,实现NC程序、刀具集中管理和生产调度。此外自动化立体仓库也是信息系统要管理的底层设备;在有的车间还配备物料自动传送设备。

    4、质量将仍是汽车制造业的生命线,按照ISO 9000体系标准建立质量保证系统。控制各环节工作质量,加强现场质量信息管理、计量器具管理以及建立检验规程的自动生成系统和检测数据自动采集与分析系统。如是整车厂和联盟企业关系,更需要建立分级质量保证体系。

     而汽车制造业的创新主要体现在:经营思想和管理理念的创新;组织结构和管理机制的创新;管理规范和工作流程的创新;管理方法和制造技术的创新。网络化制造正是实现这些创新的载体,通过它从整体上提高企业的制造业水平和能力,利用互联网络建立敏捷的新产品设计和开发环境、快速的销售渠道、柔性的制造过程和有效的供应链,提高企业全球化的市场竞争能力和现代化的管理水平。

    1、制造过程重组,建立精益生产方式

    企业效益是企业的生命,现代企业的效益不仅要建立在产品的良好声誉,诸如性能好、质量高、交货及时和售后服务周全上,而且还要建立在低成本的生产制造上,起源于50年代成熟于60年代的精益生产方式(Lean Production)在计算机辅助与通信技术的支持下,适应敏捷制造的发展,强调组织的简化与人的集成,是企业制造技术进步的一个重要生产方式,当具有良好市场前景与技术性能的产品一旦开发出来,高效低成本的生产制造就成为一个主要问题,研究与应用CIMS支持下的精益生产方式 成为企业制造技术进步的重要组成部分,项研究内容是围绕着新型产品开发与汽车产业化,应用精益生产方式对产品制造过程重组,形成规模生产并适应产品多变,低成本,高质量,保证高效益的要求。

    2、重组产品工艺过程

    应用GT(Group Technology)对产品进行结构分析、重组工艺过程,建立加工中心系列产品及配套零件的专业化生产,集中完成基础件加工与产品的装配,按相似分类原则实现零件的专业化生产与专业化社会协作,搞好成本控制。调整工艺路线,形成含加工、检测、部件独立生产交验、总装调试等各环节的柔性生产体系,大大提高劳动生产率。

    3、精益生产方式

    应用精益生产方式简化生产机构与生产过程,减少非生产性费用,简化协作关系,强调人的作用,强调一体化与灵活应变能力,作到准时生产。

    建立可重构的分散自律生产线(Pallet Loader Type HOLONICAL FMC),与可交换工作台的数控机床形成基础件的加工生产线,实现自动化加工。

    建立车间内部立体库,满足“配膳作业”方式,以每个产品的物料成套为单元进行采购、生产、管理与发放。

    建立混流装配生产线,可根据市场的需求实时的进行不同变形产品的装配。整个装配线采用并行作业方式。

    建立专业配套协作体系,实现钣金、精密传动零件、电器等的配套生产。

    4、提高加工制造设备的数控化水平

    根据对产品的工艺分析与生产制造流程分析,全部采用可交换台式数控机床,配置相应的物料运输设备,实现每日三班的连续作业(其中两班无人化)。在关键部位适当应用数控精密设备,广泛采用DNC技术,提高生产制造柔性化水平。

    5、建立精益生产下的质量保证体系

    结合ISO90000质量保证体系,实行零件无缺陷生产,应用在线检测技术,协作生产质量控制,建立产品可靠性控制方法与检测手段。

    随着全球统一市场的进一步形成,我国汽车制造业已提前被抛进国际、国内统一的大市场,汽车制造业必须承受来自世界范围技术进步所引起的巨大压力,接受市场的严峻考验。面对全球统一市场的激烈竞争,只有采用现代化制造手段才能促进汽车制造业的持续进步。

 

 
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