长城汽车动力事业部于2007年10月26日成立,其前身为技术研究院发动机项目组。目前已规划的五款汽油机从G01~G05,排量为1.5L~0.8L,兼顾了四缸、三缸两个系列。现已投入使用的一期生产线已经具备G01~G03发动机年产10万台的能力。
虽然长城汽车动力事业部成立时间较短,但通过快速发展和扎实的管理,已完全具备产品的先期策划、设计、CAE分析、配套、试制、试验的能力,在工艺规划、生产制造的方面也表现出较强的实力,特别是在设备管理、生产加工和刀具管理等方面有着自己独特的一面。
雄厚的生产加工能力
长城汽车动力事业部一期建设基本完成,已经具备批量生产能力。走进长城汽车动力事业部30000m2的厂房,给人第一感觉就是干净有序。发动机缸体、缸盖、曲轴、装配、热试5条生产线整齐排列。短短半年时间内完成设备安装、调试并具备批量生产能力,这与设备的选型、管理和维护是分不开的。
长城汽车动力事业部规划科科长丁春生介绍说:“长城动力事业部所有的加工设备全部是数控机床,其中90%为进口设备,只有部分数控磨床采用的国产品牌。其中,缸体、缸盖生产线主要由17台德国HELLER高速加工中心、NAGEL珩磨自动线、意大利MARPOSS测量机及辅机组成,可以完成机械加工、清洗、气密性试验、下线检测等任务,可实现多款机型的共线生产。曲轴线为全自动生产线,工序间的上下料全部通过珩架机械手实现,整线由德国 BOEHRINGER数控车床、随动高速铣床、JUNKER数控磨床、HEGENSCHEIDT圆角滚压机、意大利MARPOSS最终测量机等先进设备组成,既保证了曲轴的生产精度,又提高了生产效率。”
选用这些设备并不是盲目的,而是动力事业部通过细致的调研,多方论证后确定的。丁科长介绍说,在选购生产设备时,很多日、韩和国内厂机床商都有过方案,与德国厂商提供的设备案相比,虽然在单台价格上有优势,但是生产同样的产品需要的机床台数较多,这样后期的备件费用、动力消耗、刀具配置、人员配置都要增加,所以整体比较下来,费用并没有减少,反而增加了。而机床台数比较少,单台效率高,生产线比较短的解决方案,体现出了精益的思想,也提高了性价比;这样选择形式初期的投入可能会高一些,但后期维修很少,人员少,动力消耗少,从长远来说还是节省了。
“以曲轴加工为例,”丁科长说:“其材质是球墨铸铁,粗加工我们选用的是德国BOEHRINGER的高速外铣。采用双刀盘加工,用一台机床就可以实现三班10万台的产量。国内现在有两家可以做这样的机床,但是效率要低很多,可以差1~2倍,精度方面也会低一些。我们也想买国内品牌的机床,但由于普遍加工效率低,辅助时间较长,不适合大批量生产使用。比如说德国的机床换工作台需要9s,而国内的机床需要15s,这样累积起来的辅助时间就会很多。”
合适的刀具选择
刀具和机床的设计制造能力是衡量制造业是否先进的两个主要方面,这两方面不强就不可能成为制造业强国。在发动机的加工生产中,除了先进的数控机床,刀具的使用能力也占据着很重要的地位。
丁科长介绍说,目前加工机床大部分采用的是美国肯纳刀具,只有少部分特殊刀具使用的MAPAL和OSG。不全部选用一种品牌的原因是各厂家刀具特点有一定差别。比如在加工过程中出现刀具寿命较短的问题,如精镗缸孔。一开始在加工过程中使用的是肯纳刀具,但在实际加工过程中发现问题很多,后来改用MAPAL刀具,通过优化参数,加工效果比较好,寿命也长了很多,加工过程中噪声振动都要小。这样,两种优势刀具的结合,达到生产加工需要的最好状况。
在缸盖、缸体加工中使用的刀具材质涵盖了高速钢、硬质合金涂层、CBN和金刚石四种,其中的钻削刀具主要以硬质合金涂层刀具为主;面铣刀以金刚石材质刀具为主;曲轴孔加工主要采用CBN材质的刀具。而在刀具的装夹方式上,热套、液压和弹夹三种刀柄根据不同的加工过程和精度要求进行有选择性地使用,这主要是因为在各个加工过程中,不同的装夹方式各有所长,例如钻头丝锥主要是弹夹和热套装夹方式居多,铰刀用液压刀柄多一些。相比较液压刀柄装夹的刀具加工精度比较高。
非标刀具在发动机零部件加工中的应用也很大。在确定刀具方案时,因为每把刀的参数不同,加工精度和耐用度不同,需要有整体解决能力的厂家协助完成。丁科长介绍说,“以后将面临降低成本的因素,可能在部分刀具的使用方面会选择国产刀具,这对企业是有利的,同时也要清楚,这将是一个比较复杂的过程。对生产线来讲,刀具的使用要求非常高,而现在许多国内厂家生产的刀具在材质、涂层质量、刀具精度上,与国际上的大公司有较大差距。在整线集成刀具的能力、现场服务上,无法满足要求。比如,当一种刀具加工不合格需要提供新的设计和解决方案时,国内刀具厂家就会在技术和交货时间上无法满足要求,这样的话会造成生产线停产。”
适合厂情的刀具管理
“现在我们希望把刀具通过一个简单的方法管理起来。”丁科长谈到。“在刀具管理方面,最开始我们曾经考虑过采用美国肯纳刀具管理系统,但考虑到在目前的生产现状,整个的配套系统还没有达到一定的规模,因此这种管理系统目前还不适合工厂情况。当然随着动力事业部二期工程的建设以及大批量生产的启动,采用合适的刀具管理系统已经在考虑之中。”
现在,长城动力事业部的刀具管理主要由设备科刀具组负责。刀具组合、调整、保管以及生产过程中的换刀均由专人负责完成。为避免生产过程中的撞刀情况发生,除了由专门刀具小组进行换刀之外,数控程序也通过编程小组负责维护和修改,确保刀具和机床的安全。为保证加工质量,采用了强制换刀方式。在正常生产情况下,以加工件数为标准,达到一定的加工数量就会进行强制换刀,避免刀具过度磨损。一般情况,机床设置有报警程序,加工到一定数量工件后会自动报警。在生产线正常运转时,线下放置一把备用刀具,以防止换刀不及时而影响生产线运行。
重视科研创新和人才培养
科研创新能力是一个企业持续发展的源泉,人才培养和储备则是一个企业保持强劲发展势头的动力。
为满足未来新车型拓展的需要,动力事业部在发动机产品的系列化生产上大做文章。在每一款产品的设计中,尽量兼顾到定位基准和装夹部位的统一,比如1.5L和 1.3L排量的发动机,除缸盖完全通用外,其他大部分零件也都是可以通用的;缸体高度、缸孔直径稍有差别,但整体的定位和装夹都不变,这样搭建的系列发动机平台可以快速完成新机型设计,同时降低生产成本。
从2008年初开始采用PTC公司的PDS(产品数据系统)进行设计管理,通过这个系统提高了整体的开发能力,实现了自顶向下设计;网络化的协同设计模式,增强了设计者的全局观念,减少不必要的失误,有效缩短研发周期。
在人才培养方面,动力事业部做了大量的工作。培养人,留住人,用好人是人力资源部门的一项重要工作。通过针对员工有计划的培训,保证每位员工的工作能力都能得到提升,满足岗位要求。记者在参观车间的时候,就看到了至少三个培训课程在进行。丁科长认为:“现在的年轻人面临的条件和环境都比较好,接触的机床很先进,起点很高,可利用的资源比较多,只要充分利用好时间,可以在很短的时间内提高自己水平。另外公司提供的公平竞争平台使每位员工都有一个展示自己的空间。”
丁科长说:“培养年轻人快速的成长是一项艰巨的任务,需要我们不断去探索;同时也希望每位年轻员工能够在自己的工作岗位上充分展示自己的特长和能力,干出一番事业”。