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縱觀中國(guó)經(jīng)濟(jì)，2010年超過(guò)了10%的增長(zhǎng)速度，從而取代日本成為世界第二大經(jīng)濟(jì)體，而且每年持續(xù)保持平均10.5%的增長(zhǎng)率。在這期間，中國(guó)的汽車(chē)銷(xiāo)量在2009年達(dá)到了1,350萬(wàn)輛從而超過(guò)美國(guó)，2010年達(dá)到1,800萬(wàn)輛，其差距進(jìn)一步拉大，成為世界上最大的汽車(chē)市場(chǎng)。
在大環(huán)境的促進(jìn)下，中國(guó)機(jī)床行業(yè)也走上了發(fā)展的快車(chē)道。中國(guó)機(jī)床的消費(fèi)量在2000年占到全球機(jī)床消費(fèi)量的10%，到2010年已經(jīng)高達(dá)46%，居全球首位。并且在機(jī)床生產(chǎn)方面，也于2009年超過(guò)日本、德國(guó)，成為機(jī)床生產(chǎn)第一大國(guó)?？梢哉f(shuō)，中國(guó)已經(jīng)確立了作為制造大國(guó)不可動(dòng)搖的地位。
某大型外資機(jī)床公司的總經(jīng)理在一次會(huì)議上表示，機(jī)床消費(fèi)的水平代表著制造業(yè)的發(fā)展水平。這足以說(shuō)明，中國(guó)制造已經(jīng)成為全球制造的重要力量。中國(guó)制造的核心，尤其以中高端數(shù)控機(jī)床為切入從單品種大批量生產(chǎn)向多品種訂單式生產(chǎn)過(guò)渡，這也正成為一種趨勢(shì)。市場(chǎng)的個(gè)性化與多樣化帶來(lái)了企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的巨大變化。那么在這種趨勢(shì)下，如何適應(yīng)日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境呢？有關(guān)專(zhuān)家表示，推廣和應(yīng)用復(fù)合化、智能化、自動(dòng)化的技術(shù)是未來(lái)發(fā)展的方向。日本山崎馬扎克公司前副會(huì)長(zhǎng)山崎恒彥也提出了五條建議：一是采用先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)和自動(dòng)化設(shè)備，盡量增加無(wú)人化時(shí)間，把大量非勞動(dòng)時(shí)間轉(zhuǎn)化為創(chuàng)造價(jià)值的生產(chǎn)價(jià)值。二是通過(guò)改善加工手段和生產(chǎn)時(shí)間的安排，縮短在線總需時(shí)間，利用由此產(chǎn)生的無(wú)償時(shí)間生產(chǎn)更多的產(chǎn)品。（除了切削，其他時(shí)間都不創(chuàng)造價(jià)值，因?yàn)楣ぜ男螤钪辉谇邢鞯倪^(guò)程中發(fā)生變化。這段時(shí)間僅占總加工時(shí)間的18%，而82%的時(shí)間為無(wú)償時(shí)間，實(shí)際上不創(chuàng)造價(jià)值。）三是充分利用大量的無(wú)償時(shí)間，將價(jià)格高昂的外購(gòu)件轉(zhuǎn)為內(nèi)部生產(chǎn)，從而降低企業(yè)成本，進(jìn)一步增加利潤(rùn)。四是通過(guò)先進(jìn)制造技術(shù)與成組技術(shù)，削弱因多品種、小批量生產(chǎn)帶來(lái)生產(chǎn)效率降低的負(fù)面影響，提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。五是縮短公司與客戶的距離，簡(jiǎn)化公司組織，適應(yīng)快速經(jīng)營(yíng)，將傳統(tǒng)的金字塔的組織結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榍蛐谓M織。
綜上所述，先進(jìn)制造技術(shù)與信息化技術(shù)相結(jié)合，是實(shí)現(xiàn)智能化，提高生產(chǎn)效率和企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的利器。
核心技術(shù)——今后中國(guó)制造業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵詞
為什么要進(jìn)步？為什么要改革？為什么要?jiǎng)?chuàng)新？其實(shí)這些的出現(xiàn)都是為了改變現(xiàn)狀。從事制造業(yè)的客戶現(xiàn)在面臨著多項(xiàng)現(xiàn)實(shí)難題：首先，由于勞動(dòng)者環(huán)境的急劇變化和對(duì)勞動(dòng)條件改善的要求，導(dǎo)致了勞動(dòng)成本迅速上升。中國(guó)國(guó)內(nèi)的人工費(fèi)用在2000年到2009年之間上升了3.5倍。人員穩(wěn)定不足，具有高精度加工、裝配技術(shù)的工程技術(shù)人員不足。其次，產(chǎn)品需求水平越來(lái)越高，要求降低成本、提高效率。因此這就要求生產(chǎn)流程進(jìn)一步的合理化以及逐漸向省力化生產(chǎn)技術(shù)的轉(zhuǎn)化和向革新性生產(chǎn)方法的邁進(jìn)，使產(chǎn)品的附加價(jià)值不斷提高。最后，中國(guó)制造的產(chǎn)品已滲透到世界市場(chǎng)，怎樣適應(yīng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)成為迫在眉睫的問(wèn)題。因此要求不斷提高產(chǎn)品的高品質(zhì)和高可靠性。也有人如此計(jì)算，我們大家每年都有同等的8,760個(gè)小時(shí)，其中約2,000小時(shí)（23%）用來(lái)工作，如何有效地利用其余的6,700小時(shí)，將對(duì)事業(yè)的發(fā)展成功帶來(lái)影響。而復(fù)合化技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、智能化技術(shù)，將會(huì)為今后發(fā)生巨大變化的中國(guó)制造業(yè)發(fā)揮重要的作用。其好處有四點(diǎn)。一是延長(zhǎng)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。二是人員少，效率高。三是能獲得最大的投資收益。四是無(wú)人介入，運(yùn)行穩(wěn)定。
北京機(jī)床研究所副總工程師盛伯浩認(rèn)為，中國(guó)機(jī)械加工裝備和制造技術(shù)經(jīng)歷了三個(gè)進(jìn)展特征：20世紀(jì)30-50年代，采用傳統(tǒng)機(jī)床，以流水線技術(shù)為核心的自動(dòng)化制造技術(shù)為主；20世紀(jì)50-70年代，采用數(shù)控機(jī)床，以數(shù)控技術(shù)為核心的集成制造技術(shù)為主；20世紀(jì)70-80年代，采用柔性化制造系統(tǒng)，以信息技術(shù)為核心的集成制造技術(shù)為主；20世紀(jì)90年代-至今，采用敏捷化制造為特征，以虛擬技術(shù)為核心的數(shù)字制造技術(shù)為主。并且提出，適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)數(shù)控加工裝備的特征和需求，要求信息化的高度集成化，柔性化，可重構(gòu)與分布式生產(chǎn)，以及智能化的工藝與裝備。
有關(guān)專(zhuān)家指出，隨著數(shù)控機(jī)床技術(shù)進(jìn)步，復(fù)合加工技術(shù)日趨成熟，包括銑-車(chē)復(fù)合、車(chē)銑復(fù)合、車(chē)-鏜-鉆-齒輪加工等復(fù)合，車(chē)磨復(fù)合，成形復(fù)合加工、特種復(fù)合加工等，復(fù)合加工的精度和效率大大提高。“一臺(tái)機(jī)床就是一個(gè)加工廠”、“一次裝卡，可以完成多道工序”等理念正在被更多人接受，復(fù)合加工機(jī)床發(fā)展正呈現(xiàn)多樣化的態(tài)勢(shì)。數(shù)控機(jī)床的智能化技術(shù)也有新的突破，在數(shù)控系統(tǒng)的性能上得到了較多體現(xiàn)。如自動(dòng)調(diào)整干涉防碰撞功能、斷電后工件自動(dòng)退出安全區(qū)斷電保護(hù)功能、加工零件檢測(cè)和自動(dòng)補(bǔ)償學(xué)習(xí)功能、高精度加工零件智能化參數(shù)選用功能、加工過(guò)程自動(dòng)消除機(jī)床震動(dòng)等功能進(jìn)入了實(shí)用化階段，智能化提升了機(jī)床的功能和品質(zhì)。同時(shí)，機(jī)器人與主機(jī)的柔性化組合得到了廣泛應(yīng)用，使得柔性線更加靈活、功能進(jìn)一步擴(kuò)展、柔性線進(jìn)一步縮短、效率更高。機(jī)器人與加工中心、車(chē)銑復(fù)合機(jī)床、磨床、齒輪加工機(jī)床、工具磨床、電加工機(jī)床、鋸床、沖壓機(jī)床、激光加工機(jī)床、水切割機(jī)床等組成多種形式的柔性單元和柔性生產(chǎn)線已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用。
在CIMT2011期間舉行的“以科技創(chuàng)新迎接后危機(jī)時(shí)代”為主題論壇上，這一點(diǎn)被進(jìn)一步證實(shí)，專(zhuān)家一致認(rèn)為，機(jī)床復(fù)合化、自動(dòng)化、智能化技術(shù)是今后制造業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵詞。
他山之石——寧夏小巨人的智能化工廠
在百度里，智能化工廠的解釋就是，利用各種現(xiàn)代化的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工廠的辦公、管理及生產(chǎn)自動(dòng)化，達(dá)到加強(qiáng)及規(guī)范企業(yè)管理、減少工作失誤、堵塞各種漏洞、提高工作效率、進(jìn)行安全生產(chǎn)、提供決策參考、加強(qiáng)外界聯(lián)系、拓寬國(guó)際市場(chǎng)的目的。而寧夏小巨人的工廠就是將現(xiàn)代化制造技術(shù)和信息技術(shù)相融合的樣板——加工過(guò)程高度柔性化、復(fù)合化、精益化，制造及管理過(guò)程的網(wǎng)絡(luò)化、信息化、智能化。
7月24日，“MTF2011制造未來(lái)展示會(huì)”在寧夏小巨人機(jī)床公司舉行。今年以“智能化、自動(dòng)化、無(wú)人化制造工廠解決方案”為主題。工廠采用了輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的全封閉、全空調(diào)聯(lián)合式廠房，整個(gè)廠房?jī)?nèi)溫度嚴(yán)格控制在20±1℃。恒溫廠房中建有大件加工線、中小件殼體零件加工線、軸類(lèi)及盤(pán)類(lèi)零件加工線、精密加工線、涂裝作業(yè)線、裝配作業(yè)線、全自動(dòng)立體倉(cāng)庫(kù)等。并建有恒溫超凈室用于機(jī)床主軸等精密部件的裝配和零部件的精密檢驗(yàn)。在狀態(tài)顯示屏里，每臺(tái)機(jī)床用不同顏色方塊代表其不同的裝配進(jìn)度，員工們也可以隨時(shí)在線 查詢每臺(tái)機(jī)器的相關(guān)信息。而測(cè)量?jī)x器的數(shù)字化，使得自動(dòng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，測(cè)量結(jié)果直接進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是否合格由系統(tǒng)自行判定，減少人為錯(cuò)誤更降低了人力成本。搭建加工線，主軸箱加工線（FMS），中小殼體零件加工線（FMS）等多條加工線全部實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)工作，16小時(shí)無(wú)人運(yùn)轉(zhuǎn)。本文主要從工廠的功能區(qū)域劃劃分上進(jìn)行介紹。
配餐式的單元工廠
配餐式的單元化裝配是小巨人工廠高速高效運(yùn)轉(zhuǎn)的訣竅。單元化裝配工廠從功能上分為兩大區(qū)域。一塊是單元裝配A線作業(yè)區(qū)，另外一塊是總裝配作業(yè)區(qū)。在單元裝配A線區(qū)內(nèi)，機(jī)床重要的單元部件，包括刀庫(kù)、機(jī)械手、刀塔、主軸，還有加工中心的工作臺(tái)變換裝置等將在這里裝備完成并進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)。A線是總裝的前道工序，它的主要功能是把所有的單元件裝配在一起，并完成重要精度的調(diào)試，所以A線裝配的質(zhì)量，決定了整個(gè)機(jī)床的精度。當(dāng)然，在這里也完成包括導(dǎo)軌絲杠以及重要結(jié)構(gòu)件的裝配。對(duì)于一些如刀塔和主軸等極為精密的部件、單元件，都會(huì)在恒溫的情況下完成裝配。經(jīng)過(guò)試運(yùn)轉(zhuǎn)和溫升實(shí)驗(yàn)合格后，產(chǎn)品進(jìn)入單元件成品放置區(qū)。單元件成品運(yùn)轉(zhuǎn)較快，一般放置0.5–1天后，就會(huì)進(jìn)入A線裝配作業(yè)。A線裝配完成后，機(jī)床就會(huì)進(jìn)入總裝，安裝鈑金防護(hù)罩然后再進(jìn)行接線，最后就交給質(zhì)保部，檢驗(yàn)合格后就成為合格的機(jī)床。
另外在總裝線上，可以看到機(jī)床總裝的全部過(guò)程。也可以看到成品檢驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程。那么在這個(gè)裝配線上，包括球桿儀檢驗(yàn)機(jī)床的工作精度，包括激光干涉儀測(cè)量機(jī)床精度等。
全自動(dòng)立體倉(cāng)庫(kù)
作為工廠的整個(gè)物流中心，全自動(dòng)立體倉(cāng)庫(kù)在零部件的配餐中起到舉足輕重的作用。這里除了實(shí)體立體倉(cāng)庫(kù)外，PDM和M2 軟件為立體倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)作提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。共有3,950個(gè)貨位，可以儲(chǔ)存80,000個(gè)零部件，采用MRP軟件對(duì)倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行自動(dòng)管理。通過(guò)計(jì)算機(jī)接入工廠網(wǎng)絡(luò)，保證每個(gè)貨位都有合理的儲(chǔ)備。有效地保證了用戶的交貨期要求，并能夠即時(shí)準(zhǔn)確地向用戶供應(yīng)維修備件。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，成功的配套式倉(cāng)庫(kù)，也是智能化的一種體現(xiàn)。
現(xiàn)代化的鈑金工廠
其實(shí)和其他制造商的鈑金工廠一樣，這里也要進(jìn)行下料、折彎、焊接、涂裝這些工序，不同的是工藝水平和生產(chǎn)組織模式。在小巨人，首先這些工序是由兩條可實(shí)現(xiàn)無(wú)人化操作的鈑金切割FMS來(lái)完成的，確保了高速度、高精度的鈑金件的切割工作。其次，由馬扎克公司生產(chǎn)的多臺(tái)APEX系列精密數(shù)控液壓折彎?rùn)C(jī)組成的鈑金成型加工線則用于高效高精度的鈑金成型加工。
焊接涂裝區(qū)
由于鈑金焊接的特點(diǎn)，因此主要還是由人來(lái)完成。高素質(zhì)的人工和更嚴(yán)格高效的焊接管理，是高水平焊接的直接保證。
在涂裝工廠區(qū)域，采用了先進(jìn)的干粉靜電噴涂工藝。和傳統(tǒng)的油漆工藝相比，具有外觀質(zhì)感好、附著力強(qiáng)、抗腐蝕、不變色等優(yōu)點(diǎn)。
智能網(wǎng)絡(luò)化機(jī)械加工中心
所有的機(jī)床用零件都是在這里完成。這個(gè)除了研磨工序的幾臺(tái)設(shè)備以外，幾乎所有的設(shè)備都是連接在工廠的局域網(wǎng)上，使用自己的智能生產(chǎn)軟件進(jìn)行管理、程序編寫(xiě)、刀具管理以及生產(chǎn)指令下達(dá)的監(jiān)控。這種模式提高了管理的效率和生產(chǎn)的柔性。這里有多臺(tái)車(chē)銑復(fù)合加工中心，每臺(tái)機(jī)床都配置了自動(dòng)料倉(cāng)和自動(dòng)上下料裝置，組成無(wú)人化的車(chē)銑復(fù)合加工單元，實(shí)現(xiàn)一次裝夾完成車(chē)銑多道工序，從而保證零件的加工精度和加工效率。旁邊是箱體類(lèi)零件加工的FMS，可以一次裝夾10種不同零件進(jìn)行加工，真正實(shí)現(xiàn)多品種單件自動(dòng)化生產(chǎn)。
在大工件的加工中，主要使用大型龍門(mén)五面體加工中心。這里有5臺(tái)單機(jī)，還有一條中國(guó)第一條大型龍門(mén)五面體加工中心的FMS。大型零件可以實(shí)現(xiàn)一次裝夾即可完成所有工序的粗精加工零件的各部分的位置精度得到了可靠有效的保證。同時(shí)，研磨加工工序在恒溫室里完成。
機(jī)床驗(yàn)收區(qū)
機(jī)床驗(yàn)收區(qū)。顧客對(duì)自動(dòng)化要求較高，機(jī)床組裝完成后需要在這里進(jìn)行組線、驗(yàn)證、驗(yàn)收。
小巨人智能化的工廠，還有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及軟件，在此不作闡述。
在制造業(yè)，技術(shù)成為推動(dòng)其發(fā)展的核心助力。對(duì)于中小企業(yè)而言，多品種、小批量生產(chǎn)使得企業(yè)更加具有競(jìng)爭(zhēng)力。如何使整個(gè)生產(chǎn)和管理過(guò)程完美地結(jié)合了現(xiàn)代的信息技術(shù)（IT）和傳統(tǒng)的制造技術(shù)（MT）。將是面臨的有一大考驗(yàn)。
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