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如何優(yōu)化工藝提高生產(chǎn)率？

來源：減速機信息網(wǎng) 時間：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床運行時間的長短來決定。一種有效延長機床運行時間的方法是利用軟件對機床運行參數(shù)進行采集和處理。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，機床工況數(shù)據(jù)自動實時采集技術(shù))和BDE(Betriebs Daten Erfassung，車間工況數(shù)據(jù)自動實時采集技術(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“沃爾特動力單元”，由發(fā)動機、變速箱和冷卻裝置組成

“以往分析生產(chǎn)成本的時候，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)在如果一臺機床突然停機，對一家企業(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、庫存管理以及物流方面的經(jīng)理。為此，他和他的同事們堅持不懈地優(yōu)化設(shè)備利用率以期提高生產(chǎn)效率。在一個相對較長的時間段內(nèi)采集的MDE數(shù)據(jù)(Maschinen Daten Erfassung，機床工況數(shù)據(jù)自動實時采集)起到了決定性的戰(zhàn)略憊義：“是否仍然需要這合或者那臺機床？能夠附一臺機床代憐兩臺嗚？有必要在一臺大型加工中心上再安排第二名工人來縮短機床的準備時間嗎？”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)品線需要更大的機動性

沃爾特渦輪公司是機械、液力、電動和電子方面動及制動系統(tǒng)的全方位專家，其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于公路、鐵路。沃爾特康采思集團旗下四大分部之一，主要致力于“驅(qū)動”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械變速箱，當然也生產(chǎn)所謂的“沃爾特動力單元”。這是一種安裝在軌道車輛上的完整單元，由發(fā)動機、變速箱、輪轂組、萬向節(jié)軸以及冷卻裝置組成，能夠在短時間內(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床．CNC (Computer Numeric Control，計算機數(shù)字控制技術(shù))控制的機床在沃爾特渦輪公司的機加工車間占據(jù)了統(tǒng)治地位，當然有時候他們也會使用常規(guī)機床或者循環(huán)控制機床�！拔覀冞@里有100臺機床用于立方體加工，齒輪加工和回轉(zhuǎn)零件加工。其中大約60臺是數(shù)字控制式，而這60臺里而的45臺機床目前已經(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)計劃時．通常需要優(yōu)先考慮完成目標產(chǎn)量時間表的準確性和成本。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)劃及時間管理)系統(tǒng)采用了APS——一種沃爾特集團的內(nèi)部軟件。人們利用當今最先進的軟件既可以制定粗略的計劃，也可以制定精確的、細化到每一天的計劃，以及兩者的混合計劃。

按照客戶的需求建立MDE系統(tǒng)

“目前Coscom公司的MDE系統(tǒng)可以獨立運行．并目能夠用于監(jiān)測機床的狀態(tài)”，阿克塞爾·萊內(nèi)格(沃爾特公司生產(chǎn)部的產(chǎn)品計算機工程師)介紹道�！耙郧巴耆揽渴止か@得這些狀志數(shù)據(jù)。如果沒有進行任何監(jiān)控，當然不可能進行接下來的評價工作”．他回憶道，“沃爾特渦輪公司長期以來使用自己開發(fā)的DNC系統(tǒng)�，F(xiàn)在準備采用一套全新的系統(tǒng)，不用繼續(xù)維護老的系統(tǒng)了。正如你已經(jīng)獲悉．我們計劃購買一套ONC系統(tǒng)，將來還會擴展到MDE和BDE系統(tǒng)。當時要從6家供應(yīng)商那里選擇一款產(chǎn)品。經(jīng)過第一輪評估后剩下兩家公司，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床控制面板上的MDE面板

Coscom公司負責(zé)德國南部地區(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擴展項目競標。不過我們有一定的優(yōu)勢，因為采用統(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)庫系統(tǒng)和模塊化的擴展性。

最終保證系統(tǒng)的可持續(xù)性�！痹讷@得了MDE系統(tǒng)擴展項目的們訂單之后．實際上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)整個解決方案。 Coscom公司的系統(tǒng)在評價能力方而能夠監(jiān)控6臺機床的狀態(tài)：產(chǎn)品．裝備、測量、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。同時盡可能地使評價系統(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)。”隨著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)當中尚未其備的功能：例如時間軸評估。

沃爾特渦輪公司已經(jīng)明確制定了MDE系統(tǒng)以及BDE擴展系統(tǒng)的目標，確保第一條生產(chǎn)線的狀態(tài)并驗證其生產(chǎn)效率。當然首先要開發(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)計停機時間。

數(shù)據(jù)能夠說明機床的使用率

“我們需要更高的機床使用率”，紹爾茨說。“需要知道弱點在哪里。有一些機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，但是基于數(shù)據(jù)能夠得出機床的使用率，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)計劃。目標就是發(fā)現(xiàn)井排除弱點�！睘榇耍譅柼販u輪公司的人們需要知道更加透明的生產(chǎn)控制屬性，比如用于描述整臺設(shè)備效率、流程時間、停機時間和生產(chǎn)率數(shù)字的證據(jù)。這樣就能提高計劃表的準確性，使能力規(guī)劃更加精確、降低生產(chǎn)成本、改善所有機床的透明度。

簡單快捷的安裝

MDE 系統(tǒng)的安裝非常簡單。在完成第一組機床集群的安裝之后，來自Coscom公司的個小組仍然留在沃爾特渦輪公司繼續(xù)負責(zé)設(shè)備的維護。Coscom公司負責(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床數(shù)據(jù)采集途徑，為每臺機床都配備了MDE系統(tǒng)的終端，基于安裝好的DNC系統(tǒng)．聯(lián)網(wǎng)的計算機可以用于采集數(shù)據(jù)。在機床電氣控制柜中安裝這臺終端，然后再和一臺SPS可編程控制器連接。生產(chǎn)過程的信號會從機床控制系統(tǒng)實時傳輸?shù)竭@臺SPS可編程控制器上。”

在大多數(shù)情況下機床一般都能提供信號，只有在少數(shù)情況下需要單獨準備信號。按照萊內(nèi)格的說法，準備機床信號的工作是實施整個項目過程中最困難的部分。而帕本貝格更詳細地介紹說：“目前機床的控制系統(tǒng)通過DNC 和SPS連接到無線網(wǎng)絡(luò)，通過機床控制系統(tǒng)就可以直接采計機床信號。在網(wǎng)絡(luò)里面還有其他的計算機能夠把DNC系統(tǒng)的信息傳愉到生產(chǎn)過程。這個時候只有 DNC系統(tǒng)能夠調(diào)用計算機，因為系統(tǒng)中還沒有可用的指令．這也是項目實施的下一個階段。”

DNC終端能夠非常清楚地體現(xiàn)Coscom公司方案的一個優(yōu)勢：清晰明了的界面，簡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床數(shù)據(jù)，按照目前的情況能夠滿足未來6個月的需求。開始進行初步的評估。紹爾茨說，接下來將集中精力應(yīng)對下一步的任務(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流程。代碼必須保持透明度、可實施性和便于理解。需要足夠的數(shù)量，才能夠用于評估整個流程、繼續(xù)提高計劃表的準確性、更準確地安排生產(chǎn)能力。當然不能指望100%的準確。但是我們希望結(jié)果不斷地接近于真實�！�

目前盡管萊內(nèi)格已經(jīng)批準對外展示生產(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的原因，或者才能夠應(yīng)對大量的工藝故障。借助這些屬性才有可能決定是否需要對一臺機床進行徹底檢修，或者這臺機床在技術(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)給部分機床操作人員留下很差的印象。這一點很致命，因為這類系統(tǒng)能否繼續(xù)存在下去主要直接取決于機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”．紹爾茨著重強調(diào)�！叭藗儗幙上Ｍ玫揭环N能夠讓機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個月。只有大家都適應(yīng)了才會接受這套系統(tǒng)．才會消除某些誤解．對此總是需要不斷地跟員工強調(diào)，只有借助這套系統(tǒng)才能采集到機床的狀態(tài)。而這一點與人員成本的控制無關(guān)�！�

按照下一步工作計劃，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)當中。

現(xiàn)在這套系統(tǒng)已經(jīng)被很好地接受了，尤其是對于這套系統(tǒng)的培訓(xùn)需求竟然出乎意料地強烈。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床，已經(jīng)很少出現(xiàn)空轉(zhuǎn)的情況。

下一步將實施BDE系統(tǒng)

根據(jù)MDE系統(tǒng)的經(jīng)驗，海登海姆方面將到10月份開始著手實施BDE系統(tǒng)。同時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)項目當中考慮到的一樣，BDE系統(tǒng)的實施項目也將考慮到與MDE系統(tǒng)的結(jié)合�！案鶕�(jù)運行參數(shù)的采集，能夠大致描繪指令的開始和結(jié)束過程。指令的運行時間和屬于MDE系統(tǒng)的數(shù)據(jù)能夠詳細地分類統(tǒng)計與指令相關(guān)的數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)”，紹爾茨期待地說道。機床上指令的登錄和退出能夠在次品產(chǎn)生的時候迅速做出反應(yīng)，或者能夠縮短單臺機床上換工件的時間。

MDE系統(tǒng)——萊內(nèi)格和紹爾茨對此深信不疑——能夠在半年以內(nèi)的時間堆達到正常運行狀態(tài)．隨后將開始試生產(chǎn)和培訓(xùn)階段。施巴格補充說“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立解決故障問題的能力，從而節(jié)約時間和不必要的成本；客戶還能夠根據(jù)自己的需求來配置這套系統(tǒng)。”萊內(nèi)格肯定地說“這兩點對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項目的出發(fā)點，并將驅(qū)動這套全新系統(tǒng)投入使用的主要動機歸納為：“當前機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)成本和如何提高機床的有效工作時間這兩個問題。利用該解決方案能夠達到以上提到的兩個目標。依靠良好的機床有效工作時間，德國的企業(yè)能夠在全球范圍內(nèi)繼續(xù)保持領(lǐng)先的競爭力。

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