伺服舱铸造单元的实践

伺服舱铸造单元的实践

为了实现集成制造系统的顶层设计，航空公司选择了在生产过程中选择的“短距离”产品，并建立了制造单元，以验证和总结效果。在集成制造系统顶层设计中,制造单元占据了重要的位置。制造单元在运行过程中要涉及生产、工艺、质量、物料、设备、人员、信息等多方面的内容,每个方面都有自己需要研究探索的内容,都需要形成一个相对固定的运行模式,尤其是铸造单元的建设和运行更是融合了大量专业特点。1由洛伊木马生产特点和传统生产模式组成1.1铝合金从不锈钢生产技术要求上的应用要求首航公司铸造车间承担着国家某重点型号伺服舱铸件的批生产任务,伺服舱是关键的弹体结构件,它是铝质材料,通过铸造成型,它具有用量大、结构特性复杂、工艺复杂和生产技术要求高等特点。根据首航公司现有的铸造能力,每周只能完成两件伺服舱的铸造工作,远远不能满足每周至少x件的批生产任务,伺服舱铸造成为该重点型号批生产过程的“卡脖子”环节。1.2研制型生产模式首航公司长期以来一直以研制生产为主,产品铸造过程也不例外,不论是从工艺流程、工艺布局方面看,还是从生产管理方面看,都是典型的研制型生产模式。另外,伺服舱铸造与机械加工不同,它是一个比较复杂的集体生产过程,工序之间的相互关系和影响比机械加工大得多。1.2.1工序间的衔接时间和无效劳动传统铸造生产需要经过许多道工序才能完成,各工序主要以串行模式为主,工序间的交接和等待时间非常长,存在着大量的无效劳动,见图1。1.2.2熔铸金属从图2可以看出,传统铸造车间的工艺布局由于不强调生产效率,一般都采用一个比较大的熔炉来熔化金属,集中为各产品进行浇铸。为了充分利用熔化的金属,通常都会尽量加大每次浇铸的产品数量,致使各产品之间的相互等待时间长、效率低。这有点象机群式布局加成批流转的机械加工模式,物料移动的批量越大,效率越低。2独立材料薄膜的制造单元通过分析传统生产模式的特点,首航公司明确了铸造车间伺服舱批生产要解决的问题,并且选择伺服舱铸造单元的形式进行实践。2.1铸造单元由“一网五体”向“四网”集中生产经过认真分析研究后发现,伺服舱铸造近20道工序中的熔化、制芯、造型和浇注是核心工序,其它是辅助工序,因为核心工序的效率直接决定着整体生产效率,铸造单元必须以大幅度提高核心工序的效率为目标。改造后的工艺流程把熔化、制芯、造型和浇注4道核心工序集中纳入单元管理,彻底改变了传统的分组模式,消除了工序间的交接等待时间,大大减少了传统模式下多链条交叉作业的相互影响,因而大大缩短了管理链条,核心工序的生产效率得到大幅提升。另外,配料、配砂、工装准备、设备维护和铸件清理等工序的通用性很强,不同的铸件生产对这些工序的要求基本相同,所以保留原有的配料、配砂、清理等为所有单元提供服务。2.2增强了工艺员、专业人员和专业素质采用单元制造模式后,人员组织自然要发生变化。伺服舱铸造单元目前由13名成员组成,包括1名单元长、一名调度员、一名工艺员、一名检验员、一名熔化工和8名造型工。从伺服舱铸造单元近一年的实践来看,这种安排还有很大的优化余地,例如:单元进入稳定生产后,工艺员就没有必要全员参与了,一名调度员是否可以同时为多个单元服务等等。另外,在具体人员的选用上也有一些考虑,首先把技术水平较高的工人集中到单元内从事熔化、制芯、造型和浇注4道核心工序,技术水平有待提高的工人主要从事配料、配砂等工作,而清理等工作则尽量用临时工完成。通过人员的优化配置,进一步提高了核心工序的生产效率。在这种新的组织方式下,员工不需要进行工序交接协调,而是在同一个Team(单元)内围绕单一产品(伺服舱)共同进行工作,员工的责任心与积极性大大增强,同时操作的熟练程度也大大提高。由于每一个成员的生产活动都会影响到整个单元的运作,所有成员在工作时都会积极减少自己操作对下一道工序造成的影响,在很大程度上避免了产品制造过程中的人为操作问题,在大幅度提高生产效率的同时也提高了产品的质量。2.3图1:不同类型的树,短丝网络结构设计工艺流程和组织方式变化后,铸造车间的工艺布局也按单元制造模式进行了改造,见图4。工艺布局的主要变化是取消原来单一的大熔化炉,同时给每个单元配备小熔化炉,各单元由自己的调度和熔化工掌握自己的小熔化炉,不仅有效地消除了不同零件之间的相互等待时间,同时还大大降低了物料损耗和能源消耗。2.4铸造单元的流水过程单元制造的中心思想是“一个流”,铸造单元同样要形成流水生产才能最大程度地提高效率。与机械加工单元不同,铸造单元没有直观的流水过程,它的流水是通过控制单元生产节拍和生产批量实现的。铸造单元的流水节拍一般是由熔化一炉铝水的时间加上浇注时间确定的。流水批量一般选择在流水节拍内可以完成的制芯、造型数量。对于伺服舱而言,熔化一炉铝水只能完成一件产品的制芯、造型工作,所以伺服舱铸造单元的流水批量是1。3产品达到2.2%,符合某重点型号批生产的要求,科伺服舱铸造单元建成快一年了,在这段时间里产量稳定,生产效率是原来的2.5倍,完全满足某重点型号批生产的要求。在这种情况下,原来外协的xxx多件产品全部拿回来自己生产,价值1500多万元。首航公司铸造车间自己绘制了一张表格,把伺服舱铸造单元生产模式与原生产模式进行了对比,非常能说明问题,见表1。4单元生产效率下降为了尽快为某重点型号批生产提供服务,伺服舱铸造单元的建立比较仓促,基本上是一边建设、一边学习、一边总结经验,还有一些经验是在单元建成后的生产过程中体会出来的,所以单元也暴露出一些问题等待我们去改进,如:每一个单元成员都扮演着重要的角色,一个人的缺勤将影响单元的正常运转,如何合理补充或者调配人员成为研究的重要内容;由于正确的激励机制,单元生产效率大幅上升,同时也带来了员工劳动强度急剧增加等问题。我们相信,通过不断地改进完善,铸造单元将会发挥更大的功效。1.2.3传统流程单元化改造为了采用单元制造模式提升伺服舱铸造的生产效率,尤其是大幅度提升核心工序的