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液压行业工业4.0的样板工厂—来自哈威工厂的介绍

2019-4-13 16:42| 发布者: 液压哥| 查看: 1878| 评论: 0 |原作者: 张海平 |来自: 液压气动与密封

简介:HAWE液压公司新建的KAUFBAUREN工厂有幸被德国机械工程协会(VDMA)认定为液压行业工业4.0的样板工厂。很多参观过这个工厂的人也都交口称赞。这里,我给大家介绍一下这个工厂的情况。

HAWE液压公司新建的KAUFBAUREN工厂有幸被德国机械工程协会(VDMA)认定为液压行业工业4.0的样板工厂。很多参观过这个工厂的人也都交口称赞。这里,我给大家介绍一下这个工厂的情况。

哈威简介

HAWE公司是Karl Heilmeier 和 Wilhelm Weinlein 于战后 1949 年在慕尼黑成立了 "Heilmeier & Weinlein" 公司,一家“液压设备制造”的中小型企业。开始时很简单:100 平方米的车间和仓库,30 平方米的两间办公室。大大改进的径向柱塞和有望签订的第一个大订单成为公司初次成功并发展至今的基础。 1942-1944年期间接受一个为飞行器设计高压泵的任务,当时的压力要求就是700bar。设计结束时,二战结束了,“哈”先生也就下岗了。在家中沉寂了四年后,由好友“威”先生的资金资助,创建“HAWE液压”。所以HAWE从一开始就跟别人不是一个思路,别人用的大都是铸件,哈威一直走的思路就是全钢件,所以他非常注重的一条就是加工。从开发第一个产品(700bar柱塞泵)到现在是第3代领导人,比较年轻,敢作敢当。现在员工2000多人,这个人数曲线有一个波动,在2008年经济危机时,人员和销售额都下降,09年最低,然后开始往上走。在2012年时,开始准备建设一个新的工厂,这个时候正是德国人提出工业4.0这样一个时间段,所以哈威就完全按照德国工业4.0的思想建的这个工厂。这个契合点是2012年这个时间,因为当时是在汉诺威展会的时候,德国提出要振兴德国经济,要点就是工业4.0。

哈威产品的特点是:全钢制造、耐高压设计、结构紧凑、零泄漏、模块组合、在特殊应用领域的认证资质、定制的解决方案。在产品应用领域方面,国外跟中国的情况不一样,国外最大的市场一个是在机床,一个是在叉车。中国最大的市场是工程机械和风力发电,风电占的市场份额蛮大,最关键的一个技术还是零泄漏技术。

公司的成长变化

员工数量和订单量增加,新产品不断涌现。20 世纪 50 年代开始,"Heilmeier & Weinlein" 搬入位于慕尼黑东部的第一家自己所有的大楼。在这个时候,就已经从Heilmeier 和 Weinlein 的开头字母的读音中发展出另一个名称 "HAWE Hydraulik"。多年以后,即 2002 年,“Heilmeier und Weinlein, Fabrik für Oelhydraulik GmbH & Co. KG(Heilmeier 与 Weinlein 液压有限两合公司)”正式更名为“HAWE Hydraulik GmbH & Co. KG(HAWE Hydraulik 有限两合公司)”。

当在慕尼黑的总部变得太小时,公司决定在城市周边建造第一个生产基地。于是在 1965 年,Freising 工厂投入运行。随后在 1977 年和 1989 年,分别在 Sachsenkam(靠近 Bad Tölz)和 Dorfen(靠近 Erding)设立了新工厂。2007 年在慕尼黑附近的 Kirchheim 临时租用了几年厂房,2014 年对 Kaufbeuren (Allgäu) 工厂开业举行庆祝,其生产面积有 30,000 多平方米。

工厂的工业4.0

工业4.0的核心:模块化、数字化、自动化、智能化。智能工厂是构成工业4.0 的核心元素,在智能工厂内要求单体设备是智能的,而且要求工厂内所有设备,设施与资源(机器,物流,原材料,产品等)实现互通互联,以满足智能生产和智能物流的要求。

1.模块化-工厂的生产单元

我们所谈论到的工业3.0,其实是福特汽车,福特汽车创造了一个流水线,而现在工业上大家做的,大多是靠流水线,流水线靠什么来节约成本?靠什么来提高效率?靠节拍,是提高节拍来提高工业效率。

工业4.0的要求就是高度的灵活性,快速的生产转换。从该工厂的布局上就可以看出,工厂不再是流水线的纵向铺开。而是将工厂的各个加工过程变成了功能块。即可以实现从原材料预处理到安装成品的流程作业,也可以按照需求实现流程的自由组合。这里可以看到实际上这样的工厂大布局,各个加工模块之间距离基本相当,可以非常灵活地从一个工序到另一个工序,而不需要每个工序走一遍,这是完全按照客户的要求。而对于工厂内的加工设备不是单一的设备组合,而是按照加工过程实现不同的生产单元。

在车间中可以看到大量这种无人生产线、安装线。比如:自动磨削加工岛,自动阀体加工中心,自动组装中心,自动螺堵安装中心。模块化生产的目的是为客户提供个性化批量产品。

2.智能化-生产岛及在线检测

下面以阀块加工生产单元为例,看看如何实现智能化生产、在线检测及质量监控的。

双轴同步加工中心:

阀块三面同时加工,一次装卡加工完成;

每次可同时装卡8个阀块,双轴加工;

在线检测切削力保证刀具无瑕疵;

刀具库内备有备用刀具,可随时更换。

机器手装卡系统

自动装卡;

自动吹扫;

平面自动去毛刺;

孔道自动去毛刺;

三坐标在线检测自动装卡。

三坐标在线自动检测

自动检测并与标准数据对比;

每4个加工件检测一件(25%在线检测)。

自主设计液压系统

节能设计(相比传统液压泵站节能最高可达90%)

3.自动化-物流

既然是模块化,重要的是物流,它怎么传输这些产品。传统的生产我们是用叉车,一对一地把工件送到加工场地,我们钻完后需要车,车完以后需要磨,一步一步通过叉车转过去,现在可以看到右上角这边,那是一个物流车,物流车是什么概念呢?车床完了以后可能会去钻床,还可能会去磨床,但是所有的物理量都体现在下面这个小控制箱里,这个小控制箱直接会提醒物流车我这个工件下一步要做什么,自动将这些物件传送到我们需要的车卡单元当中,让它更加柔性地去做它所需要的一些东西。而不是说一步、二步、三步这样做,可能是一、三、五往下跳,二、四、六这么往下跳,根据需要进行加工,上面更重要的一点就是来自于加工。

比如做阀块的加工单元,刀具本身是受到监控的,实时监控所有的数据,而阀块本身只是信息物理系统(CPS)的一个物理量,阀块本身的数据提醒系统,现在需要进行一个什么样的加工,刀具要做一个什么样的准备,包括刀具本身的检测,同时在从一步转到另一步的时候,机器手会进行去毛刺,清洗干净,放到下一个工位上,而加工本身也是三面一起加工,加工出来以后,外面一层是实时进行检测,当然实时检测并不是100%地实时检测,它是4个工件检测一次。

另外一个是我们的液压系统,我们是做液压的,液压系统不愿让别人做,我们相信德国机床的液压系统,大部分都是用的哈威的液压系统,因为它更节能,国内都是电控系统做节能,哈威是充分利用它的不泄漏技术做节能,干脆把电机给停下来了。最终从原材料一直变成一个成品,在整个系统来说,直接完成。

4.数字化-组装产品

所有加工出来的物料,本身是带有信息的,叫信息物理系统,所有东西是扫描二维码进行加工的,刚才的物料传输也好,物料加工也好,都是通过二维码,而二维码在组装的时候更为重要。左下角就是货箱。安装工人扫描码后即在屏幕上显示出需要安装产品的最终代码,及安装步骤。而这一安装步骤同时被传输到安装工具之中。包括安装扭矩等信息直接是调整好的。工人只需要按照步骤来执行即可。当然如果工人未按步骤执行,或者漏掉了一步,下一个步骤将无法进行,直到工人按照正确的步骤工作。这样降低了工人的劳动强度,也减少了人为产生误差的可能。

产品组装完成以后,交送检测及数据调整(如压力参数等)。其流程也和组装线上相似,扫描二维码,根据码上显示信息,逐一检测及调整,直至完成。

5.检测

产品做出来以后进行测试,所有的产品都会进行测试,包括扫描以后,需要的测试项目都会显示在显示屏上,然后检测及调整好的信息又同时录入到了这个阀组的二维码中。为今后的查询提供信息。同时客户也可以利用这个码调整自己的产品。比如说比例阀中的最大最小电流,在检测中已经给出,客户可以通过扫描,将这一信息直接录入到主机设备的控制器中。

这就是带有“信息”的原材料。这样的液压阀组即可以解决单件小批量的个性化需求,同时也可以满足客户大批量的及时供货。当然对于主机的使用者来说,设备不同机型参数的微小变化都可以在这里轻松的体现出来,达到系统的最佳匹配。

所有的客户产品都会检测,所有的检测曲线及数据将被储存。到底这个工厂生产了多少种产品。看一下数据。

从去年开始生产,到目前为止,它生产了6980种产品,换句话说,就是满足了6980种不同机型的产品配套,实现个性化批量生产,总共片数是164893。4件检测1件,那么这1年多以后等于是检测了4万多件。

我们现在推广的总线和平衡阀也都在这个工厂生产,而这些产品对工程机械来说,是很好的一个开发平台。作为负载反馈系统,它可以做压力控制,可以做流量控制,所以对于一个系统来说,基本可以涵盖所有东西。所以我们在国内卖的主要是这种产品。这个系统等于是CPS物流信息系统,好处是从研发开始就很快。来了一个客户需求,马上把需求信息共享到产品的生产中,而产品生产的信息又会马上响应到设备上,设备进行物理的联系,然后这种物理联系、这些生产参数可以被使用者很快地利用起来。所以完全都来自于刚才说的条码系统,二维码扫描系统,生产出来一个可能看似很怪异,但是能够充分满足客户需求的个性化产品。

几个观点

工业4.0是否能解决提高质量的问题?质量问题更多的是质量管理的问题,不是来自于设备,什么设备咱们都买的起,什么样的厂子我们都可以买一个回来,但重要的是质量管理,质量管理是工业4.0的基石,而工业4.0本身所未提出的东西。

大家都在谈创新,不论哪个时代,都要创新,创新并不是新词,我们创新实际是找到更多的市场需求。创出来的东西满足市场需求,就是创新,不满足就没有意义。现在大家做出的很多东西,不要管它看上去是否古老,其实都是在创新,他们都是在满足不同的市场需求。创新就是发现市场需求。

工业4.0真正在做什么?其实我们节能的最后目的,不是节约资源,是节约成本,我们希望我们做的东西能够真正地节约成本。工业4.0真正要做的事情是快速响应。快速响应有两条,一个是你提过来的这些技术要求,我能很快的做出产品。另一个是客户如果今天要1000套阀,明天要10套阀,这在生产线上根本就完成不了。那么它就做成这种灵活的东西,你说10台,我也很快给你做出来,你说1000台,我也能够快速满足你,要不然没法玩得转这个市场。

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