梅赛德斯-奔驰旗下最大的卡车厂正在尝试新的生产技术,并转型成为重型商用车的主要制造厂。
Wörth工厂厂长兼梅赛德斯-奔驰卡车公司董事长Gerald Jank认为,虽然工厂内开发了新的制造系统和工艺,但生产多种车型面临很多挑战。
他说道,“首先需要的就是灵活性。卡车市场非常不稳定,乘用车的核心市场可能会动荡5-10%,我们的卡车核心市场能上下波动15-20%,因此生产真的非常需要灵活。在Wörth工厂,我们的产量可以调节在每年60至120,000辆。为此,我们在生产中使用3个不同的阶段。
“首先我们的工人的工作时间非常灵活,在繁忙的时候会进行有偿加班,然后把剩下的时间攒在一起,等需求下降的时候再用。”
“我们还有非常灵活的循环时间,因而能够根据需要延长或缩短产距时间,按照需求平衡产量。在需求非常高的时候,我们还会使用外包。”
“我们的生产网络也非常灵活,在工厂之间转移生产,以满足有些市场的需求。这可以优化生产力。”
Jank还强调,工厂有一套特定方法,可以在成批生产的时候也能生产卡车:“我们在主要车型生产上提供很多选择。举例来说,我们有400种颜色,18种轴距和200燃油组合。因此,我们想要为每个客户提供最好的方案,最高质量的产品。质量是我们工厂的关键价值所在,我们不会在这上面打折。质量就是我们车辆的根本。”
一个强有力的供应链也是非常重要的,Jank说:“为了能够提供广泛的选择,我们需要大量的零部件,以及强大的供应商网络和供应链管理。我们把质量管理、供应商开发和物流合并城一个职能部门,管理整个供应链。我们在德国和国外大约有1,000个供应商。供应商到工厂的平均距离是350公里,我们这里物流状况就是每天有500多个卡车运送零部件。”
“我们的供应战略覆盖准时化顺序和零库存两方面,直接从姊妹工厂和供应商那里运输过来。这里还有一个供应商园区。场内物流也是非常重要的,因为工厂里有1,000多个地点都需要零部件。”
Jank还强调在厂内开发并执行核心理念的重要性。他说,“我们实行卡车运营系统(TOS),我们的目标就是在场内经营上实行简单而稳定的程序。这就是要在现场的经营流动非常透明。我们有一个‘工具盒’方法和系统 — 即无库存,标准化,持续改进,等等 — 但是还有一个理念,在所有组织层面铺开。为了达到这个目的,我们必须要展示这种管理念,高管层做表率,还要通过我们的培训和现场管理。在这里,部门经理和工人看到简单的KPI,记录存在的问题和解决的方法。这样我们就能共享工厂所发生的一切,以及所有的改进。”
自动化是推动生产效率和质量主要部分。Jank认同地说,“为了能够解决生产复杂性,同时又要六尺高质量水平,技术非常重要。我们的汽车车体修理厂的自动化水平非常高,利用机器人焊接单元和AGV来运输驾驶舱,还有自动化质量检测系统。我们还在新的项目中使用小型合作机器人,提高工作条件。”
当被问到目前生产中遇到的最大挑战的时候,Jank说:“有很多挑战是互相关联的。我们的工厂现在还在转型阶段:Wörth仍然是梅赛德斯-奔驰旗下最大的卡车厂,但是产量却没有增加。工厂将会成为整个生产网络竞争中心。这就意味着,如果启动新的生产,就要在这里开发相关生产工艺。一旦通过测试和开发,这些工艺就能借鉴给网络的其他工厂。我们在这里讨论之后开发出来的很多东西都将在其他工厂中使用。”
“我们还有一个庞大的CKD工厂,竞争力和经验都十足。我们会在这里开发CKD工艺,还会帮助其他工厂在CKD基础上生产卡车。”
“增加跨界组件非常重要,Wörth工厂会发挥关键作用。因此,把所有的这些因素综合在一起,发挥生产厂和开发中心的作用,那么引导生产网络就是最大的一个挑战。”
服务机器人项目因为工厂没有冲压车间,因此所有的切削和模板都是由其他戴姆勒工厂或外部供应商提供给Wörth厂。在车门装配区域,铰链和车门被安装到白车身驾驶室上,然后再喷漆。这可能看上去是先对简单的任务,但是这绝对是最关乎安全的一个,这样的车门及铰链的安装和固定要经过4个阶段。直到现在,这些操作还都是人工完成的,但是整个过程似乎效率很低,因此最后的紧固扭矩阶段已经实现自动化了。
Wörth团队目前正在试用连个小型服务型机器人(由Kuka公司提供),来完成最后的拧紧程序。这些是先进的7轴轻型机器人,具有内部传感器和布线,只占线内的一点空间。安装了车门和铰链的驾驶舱被送到生产线上,驾驶舱的前段与前行方向成90度角。这样,铰链安装就会面向两个机器人,然后接触到驾驶舱车体的很多参考点,以便对梅花螺丝刀的位置进行校订和定位。接下来再把每个螺栓按照特定的顺序拧紧。所有的这些操作能够自动监控,数据也被搜集起来以供未来参考。
在螺丝刀定位进入螺栓头的时候,每个机器人的行动从灵敏度和调整位置上几乎接近人类。机器人的设计便于与人类工人近距离接近,如果传感器检测到任何不正当接触,机器人就会停止,直到工作区域清除干净和安全。令人吃惊的是,这些复杂的机器人都能轻松应对。他们能够被置于学习模式,人类工人就会把机器人手臂人工完成一系列任务所需要的动作。机器人将“记住”这些动作,并准确地重复。Gerald Jank强调说,这些小型机器人实际上很容易变成,比汽车车体修理厂其他地方的大型工业机器人容易。
当贝问道其他这种类型的合作自动化时,生产部主管Dr. Ingo Ettischer说,他们正在研究车体下密封作业,因为这种操作对人类工人来说是一种人体工学的挑战。
自动化关键因素自动化的应用是梅赛德斯-奔驰能够为客户提供大量汽车变体,满足市场需求的关键因素。汽车车体修理厂生产的驾驶舱白车身就是全自动化,250多辆Kuka机器人焊接单元生产550个驾驶舱变体。每个焊接机器人经过变成,完成230种焊接操作,130辆无人搬运车在单元之间运输驾驶舱。每个驾驶舱被连接到可调节运输车上,适用于任何变体生产商。为了生产种类多样的变体,所有的设备在设计上都是灵活的。
"我们的生产网络非常灵活,可以根据特定市场需求,在不同的工厂之间转移生产。这种方式优化了生产力。" - Gerald Jank, Mercedes-Benz Trucks
所有完成的白车身驾驶舱都要通过线内自动化质量检测。驾驶舱被两个机器人抬到领线上,这里的机器人安装了可视系统检测,检测驾驶舱车身100个点;这个任务会在120秒内完成。这个结果会被附件质量控制室内的团队监控。超过紧密度容差的任何驾驶舱都要从生产线上移除,进行进一步调查,使用CMM和Zeiss“鹰眼”非接触式系统仔细检查,确定问题区域。汽车车体修理厂经理还负责质量控制区域,以保持连续性。
减少书面记录工业4.0在所有工厂部门工艺开发商都是大主题。这与高效管理大量数据相关,无纸化系统就是其中的重要一部分。举例来说,在驾驶舱装配线上,目前所有生产流程每天能够产生50,000个清单,这些需要经过扫描储存称电子档案。尽管文件列表仍然在汽车制造厂广泛应用,但主要是因为他们相对简单,容易转移,但会产生额外的问题 — 每辆卡车的装配时间至少增加46分钟,仅仅是因为需要技工移动、检查、签收、核对并保存这些文书。
在Wörth工厂,他们正在研究一个项目,让装配线上的工人们使用平板电脑和小型移动设备检测和签收运作程序,解除了打印材料和来回走动的必要。所有和车辆、运作、工人等有关的数据会自动保存,以便未来参考。唯一留下来的纸芯就是汽车规格表,这将陪伴车辆经过装配区的每个部门。
加快生产计划这个项目是全厂项目的以部门,是为了根本上改进数据管理的效率的。在Wörth工厂,生产计划的复杂度因生产变体数量的巨大而变得难上加难。目前的IT系统需要6个小时才能处理1天的生产计划。Jank解释说,正在开发新的IT系统,将这个过程缩减到1个小时。这个新系统将于2017年初上线。
另一个值得一提的就是工厂里的线侧物流,为装配操作制造整套维修零件。Jank对他口中的“浪费管理”评论说 — 不是制造副产品,而是减少非增值业务。一个简单的例子就是使用装备和改进了的零部件展示,极大降低了装配操作所需要的步行和零部件送递的数量。因此,非增值业务减少了15%。
装备和零部件展示被装配团队改善很多,但是对装备的需求剧增,对厂内物流团队的压力也增大了很多。这里的进步同样很明显,拣货超过和零部件送递都得到了长足的进步。物流团队使用一种“pick-by-light”系统,保证搜集到正确排序的零部件。零部件过道已经被重新设计,能更容易拿到组件,有效地完成拣货任务。这就需要把推车送到无人运输车上,然后运输到线侧。
Jank解释说,除了这些已经实施的项目之外,他们还在挖掘能够实现工业4.0的事情,也就是前面提到的核心理念,不断调整和发展。他还说,尽管项目的规模很大,但是他们战略结构非常有条理,让每个项目都在妥善的方法下取得成果,并进入下一步发展阶段。