保障未来
多部分固定有助于提高这些大批量加工单元的产量,同时保持灵活性。这些电池的成功被证明是这个汽车零部件制造商的转型战略的关键组成部分。
不到3年前,通用汽车制造有限责任公司(富兰克林,威斯康星州),一家精密汽车燃油喷射和液压部件制造商,位于密尔沃基地区,陷入困境。它难以确定交货日期,报废率很高,劳动力和模具成本过高。更糟糕的是,由于经济衰退,整个行业对精密加工汽车零部件的订单都在下降。在一片混乱中,该公司关闭了同样位于富兰克林的两家工厂中的一家,并裁掉了超过25%的员工。
该公司最近被密尔沃基的私募股权公司Mason Wells Inc.收购。为了阻止通用汽车公司的下滑,梅森•威尔斯聘请了吉姆•米切尔,这位咨询师曾成功地帮助陷入困境的制造企业扭危为安,并很快任命他为公司首席执行官。
米切尔和他的管理团队不仅阻止了通用汽车(General Automotive)的下滑,还让该公司的命运发生了惊人的逆转。该公司计划,继去年销售额增长60%之后,2004年销售额将增长25%。它已经大大扩大了其员工队伍(约400人),并正在寻找更多的合格人员来为其现有的11万平方英尺的设施扩建,耗资150万美元,占地4.5万平方英尺。
多种策略
米切尔采用了多种策略来实现通用汽车的扭亏为盈。议程上的第一项是改变公司的“文化”。接下来,适得其反的工厂管理层层被剥离。然后是一个旨在让员工表现出更多主动性和承担更多责任的项目。公司甚至制定了一项全体员工都参与的新奖金计划。人员策略在第80页的侧栏中有更详细的描述。
还有一个硬件战略——一个主要的设备现代化计划,旨在使公司的生产运营更具竞争力。米切尔强调:“这个行业的一个长期区别在于对生产过程的投资。”“那些不在这一过程中投资的人会死。那些明智地实现生产操作现代化的企业将成为赢家。简而言之,这就是我们一直在做的事情。在过去的两年半时间里,通用汽车已经在现代数控机床和相关设备上投资了约900万美元。”
过去,通用汽车公司在各种传统的独立机床上生产零件,根据加工要求将零件从一种机床移到另一种机床上。这个过程非常灵活,但零件在工厂里的移动速度很慢,而且是劳动密集型的,而且产生了许多出错的可能性。
通用汽车公司生产大约150种不同的零部件,其中大部分随时都在生产中。该公司高达80%的生产涉及长期作业,主要分为两类:喷油器本体和较小的喷油器部件,如挺杆和适配器。平衡是短期工作和原型工作。为了有效地处理这三种不同类型的工作,该公司将其设施分为三个独立的业务部门。
大批量加工单元
对于长期、大批量的作业,该公司创建了专用于生产一个部件或一系列部件的加工单元。大多数单元都有几台相同的机器(通常是CNC车削中心和/或加工中心),其数量取决于所需的产量。例如,第76页和第77页所示的单元,组装成机器注入器体,包括三台中村通TW 20数控双主轴车床和四台森精机400系列卧式加工中心。
喷油器本体一开始是通用汽车公司购买的y型钢锻件。第一个操作是在一个双轴数控车床上车削外径和内径。确保不平衡,非对称锻件的加工需要特殊的卡盘和钳口,由Waukesha Machine & Tool Co. (Waukesha, Wisconsin)提供,Waukesha是密尔沃基地区巴克卡盘的经销商。所有的外径操作都是在前主轴上进行的,所有的内径操作都是在后主轴上进行的。零件在一台数控车床上完全车削。单元中的所有三个车床都执行相同的车削操作。
在零件被车削后,它被转移到单元的四个水平加工中心之一,进行各种钻孔操作。(为了尽量减少零件循环时间,在车床上不进行活加工操作。所有的钻孔、攻丝、铣削和类似的操作——除了一个以外——都在加工中心上进行。)在车床的情况下,每个加工中心执行相同的操作。
每个HMC配备了一个特殊的墓碑夹具,一次容纳24个注入器体进行加工。夹具由Busche企业(阿尔比恩,印第安纳州)的工程模具部门生产,由通用汽车公司提供设计。夹具有三个“区域”,每个区域将零件固定在不同的位置进行加工。它在加工周期中进行两次指示,将喷射器体的三个不同面呈现给主轴进行加工。
在加工周期结束时,托板持有墓碑夹具旋转出加工区域到装载/卸载位置。在此过程中,操作人员将完全加工完成的注油机构从夹具的最后区域移除,将剩余的注油机构推进到下一个区域(A到B, B到C),并在夹具的第一个区域(A)加载一批新零件。在每个加工周期结束时卸载一套完整的机加工零件。没有加工时间损失,因为零件的卸载/重新定位/装载发生在“空闲”夹具上,而“工作”夹具上的零件正在加工。
三区墓碑夹具是对客户开发的原始加工工艺的改进,该加工工艺使用了两种不同的夹具。夹具最初设计用于垂直加工中心。通用汽车重新设计了夹具,以利用其水平加工中心更大的加工范围,将两个原始夹具的功能整合为一个夹具。这一改进不仅减少了为加工而必须重新定位注入器体的次数,而且还增加了每个加工周期的成品零件数量。
经过机械加工的喷油器体从加工中心进入三轴炮井(包括在单元中,以进一步缩短周期时间)。然后,零件经过电化学磨铣(ECM)或电化学去毛刺(ECD)工艺,以化学方法去除燃料通道内的毛刺。(通用汽车大约三分之一的零部件是燃油喷射部件,所有这些部件都要经过化学去毛刺。去毛刺操作对于高性能燃油喷射部件至关重要。)去毛刺后,零件被清洗、包装并运送给客户。
第二单元
第二个单元专门用于大批量生产一种较小的圆柱形部件,称为喷油器适配器。适配器由工厂其他地方的车床生产的毛坯加工而成;然而,未来的计划包括将车床集成到电池中。
与前面描述的单元一样,喷油器适配器单元由几台相同的机床组成——在本例中,是兄弟型号TC-32A垂直加工中心——执行相同的操作,以生产所需的零件体积。与前面单元的另一个相似之处是,每台机器都用于多部分加工。在这种情况下,每个vcm都配备了一个倾斜旋转MultiDex 360多夹头夹具,具有第四轴和第五轴定位能力,由Beere精密产品公司(Racine, Wisconsin)制造。夹具能够同时握住四个圆形零件进行加工。
根据Beere的说法,安装在VMC工作台上的分度器通常太大,无法同时容纳一个或两个以上的零件进行加工。这种限制限制了机床的吞吐量,并将操作员与机器联系在一起,因为他或她必须频繁装卸零件。Beere分度机使用标准的5C夹,间隔在2½英寸的中心,一次可容纳四个零件进行加工。
对于通用汽车来说,这意味着每个加工周期可以生产四个零件,而不是一个或两个,更长的加工周期使操作员能够管理多台机器。在第一次操作中,在一端加工完毛坯后,夹具倾斜以允许在每个部件的一侧以与其主轴成7度角的角度钻一个孔。毛坯从第一个vmc中卸载,翻转并装入额外的vmc中,以加工后端。
在零件完全加工完成后,它们将从加工单元送到工厂的ECD设备进行去毛刺,然后再送到外部供应商进行热处理。当零件从热处理中回来时,它们经过一次研磨操作,使它们符合规格的尺寸和平行度。
适配器单元有9台机器,由4名操作员组成。操作人员的大部分时间都花在装卸货物上了。为了给他们更多的时间来处理其他的职责,自动化的装卸设备将被添加到单元中。
他们回来
在许多制造业公司仍深陷衰退泥潭的时候,通用汽车却卷土重来。许多在形势黯淡时离开的客户已经重新赢得,一些重要的新客户也加入了进来。许多新业务涉及新燃油喷射系统的组件,这些系统是为满足美国环保署对柴油发动机制定的排放标准而开发的。
“一年多以前,我们只有一个加工中心,”米切尔先生说。“今天,我们有25个。通用汽车公司几乎肯定会继续朝着更灵活、更高效的机床方向发展,加工单元可以进行微调,以高效地生产一种产品,然后快速重新配置,以同样高效地生产另一种产品,工件保持安排允许我们一次安装多个零件,而不是一次安装一个。在人的层面上,我们正在培养员工对满足客户需求的真诚关注。我们鼓励员工参与一项文化运动,表明我们都是问题的一部分;(我们)都是解决方案的一部分;我们一起努力,就能实现它。
“所有这些努力正在推动我们进入高附加值领域,精密加工,高准时交货,低报废,低可变性,六西格玛思维……这使我们能够脱颖而出。我们的客户理解并欣赏我们所做的事情,因为他们中的许多人正在经历同样的过程。”
大多数ceo都是夸夸其谈,但米切尔可以指出一个事实,即通用汽车的销售速度在过去两年中几乎翻了一番。此外,工厂扩建所代表的大部分新产能已经用于提供新的工作岗位。
联系通用汽车制造,电话:(414)423-6400。
联系沃基夏机床,电话:(262)542-7689。
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