■ 中国工业报记者 经晓萃
   6台高性能机床设备一字排开，与右侧双排五层的超大容量立体库连成一体；高速率垛机将一个个物料托盘和机加托盘运送至装载站，再将装夹好的零件传输至机床；产线二层，机械臂在有着1000把刀的中央刀具库内自由穿梭，不时为机床传送、填补各类刀具；生产车间运转不停、热火朝天，却见不到几个工人。这就是苏州新鸿基精密部品有限公司（以下简称新鸿基）车间内的真实场景。
   2020年年初，新鸿基与芬发自动化（Fastems）携手签约，一次签订了两期高端定制化FMS柔性生产线的购买与实施协议。2021年5月，一期产线落成，集成2台五轴加工中心与1台卧式加工中心，很快实现机器全天不停、夜班4-6小时无人值守的高效率生产。
   2022年7月，芬发自动化服务团队克服疫情影响如期交付了二期产线。“从方案设计到设备安装，再到调试运行，历时近3年，我终于将自己想象中的柔性产线付诸实际，我相信它一定能为新鸿基未来生产打开新局面，为我们向智能化阶段的跃升带来助益。”新鸿基总经理李坚不无兴奋地说。
真正意义上的全自动化刀具管理系统
   对一条柔性产线的期望，莫过于能包容更多品种、更小批量的产品，面对如此复杂的加工，及时、精准且充分的准备工作是重中之重。新鸿基二期的最大亮点——拥有最多1024把刀的中央刀具自动化系统，正是一个充满智慧的 “大容量武器库”，可实现6台机床全天候、全自动的刀具供给。
   刀具管理系统，包括刀具传输、刀具寿命管理等，是柔性产线加工过程中节拍控制以及质量控制的关键环节。多品种、小批量零件，在加工中需要使用多种刀具，而加工中心内刀库容量有限，无法做到全自动及时送刀，需依赖人工装换；若刀具出现磨损或到达使用寿命时没有及时更换，还会造成零件报废，带来不可估量的损失。
   芬发自动化自1990年代开始推广中央刀具库系统，在全球多个国家地区都有着良好应用。此次为新鸿基量身打造的中央刀具库，建立于机床上方，不占用地面空间。通过每把刀具刀柄上的芯片，集成对刀仪系统，可将刀具所有信息，如类型、刀长、半径、使用寿命等精准标记并传输至机床。而整个刀库系统又集成于柔性产线的管控软件中，当有订单时，系统就会进行自动排单，并预先计算好所需的用料数量、刀具数量等，垛机自动搬运物料，送至机床时，中央刀具库就会依据指令，由机械臂自动抓取对应刀具，传送至机床内进行加工。若某把刀到达了使用寿命或刀具破损，机器人会自动将该刀具取出，替换成新刀具。
   新鸿基柔性产线技术负责人李宏吉表示：“中央刀具库运行的3个多月时间里，我们没有急于将刀库填满，而是特意留有一些空位，让刀具能在不同机床内频繁调换共享，以不断测试刀库系统的各项性能，运行结果令我们非常满意。目前，我们已经实现了整个刀库的无人化运转与刀具的全柔性统筹管理。”
   “除了自动传输，中央刀具库的另一大优势就是能够帮助用户节省刀具成本。同一把刀可以在不同机床设备内进行共享，由此所带来的刀具寿命最大化、姊妹刀数量减少、价格昂贵的特殊刀无需专机专配等优势，都最大程度提升了刀具的利用率。”芬发自动化上海有限公司总经理丁永平补充道，“新鸿基中央刀具库系统是我们在中国市场的首例应用，其刀库规模、自动化程度，在国内市场是多品种、小批量产线的首创。”
将产线OEE提升至90%
   作为通过引入智能产线来强化内生竞争力的民企先行者，新鸿基对于智能制造发展之路一直有着非常清晰的规划，总经理李坚在一期产线落成时所提出的 “标准化、数字化、自动化、智能化”企业智造发展四阶段观点在行业中得到了广泛关注。如今二期落成，当被问到该产线是否达到预期时，他思索后回答：“虽然已与柔性线 ‘相处’了一年多时间，但我们还处在探索阶段。这是一个功能极其强大的系统，在我看来，只要夹具、刀具、托盘数量足够多，柔性产线能够做到无限种零件的自由切换。目前，我们制定了一个三年规划，即今年完成产线设备综合效率 （OEE）超过75%的目标，2023年超过85%，2024年达到90%。对于多品种、小批量企业来说，这样的目标对于工厂整个工艺流程、生产管理、人员、技术都是巨大挑战。但我和团队充满信心，因为我们能预见柔性制造无限的潜能，能看到未来的希望。”
   针对产线运行的具体情况，李宏吉也进行了补充：“目前柔性产线每月加工的零件种类在100-200种，并且每一季度还会进行其他零件的不停轮换。同时，我们还有一项大的生产管理调整，这也是未来整个生产部门的发展方向，即将更多批量小、产品复杂、精度要求高的零件转移到该柔性线中，做到零件种类与产线设备综合效率的双重提升。”
   也许有人会质疑，设备综合效率75%很高吗？现在很多工厂即使是传统产线也 “宣称”达到了这个水平，这也是李坚遇到的来自多位同行的疑问。
   事实上，很多企业对设备利用率的计算，是以机床计划加工时间为基数，实际切削时间占计划时间的比重算作OEE。这其中，很多因故障、工人放假等因素造成的机床停机时间被掩盖，OEE值便 “虚高”。而新鸿基的OEE考核方式，是将一年固定时间 （8760小时=365天×24小时）作为总基数，再看机床切削时间的占比，这也是新鸿基在接触芬发自动化 “8760”理念后进行的最大改变。如今，“8760”已成为新鸿基生产部门的唯一考核标准，所有的工艺流程也均围绕这一标准展开。
   尽早实现柔性加工前期准备工程的模块化和标准化，是新鸿基当前紧锣密鼓进行中的工作。对比传统单机，芬发自动化柔性线的托盘交互模式，是将原来装夹、调试、检测、换装刀时机床停机等待的 “非有效加工时间”，替换成其他零件的 “有效加工时间”，从而让机床持续运转，设备利用率提高。而如何让 “非有效加工时间”进一步缩短呢？新鸿基团队对生产辅助系统进行了全面优化，即建立完整的夹具、刀具、软件库，将所有加工工具按照所应用的零件种类分类标记并整理归纳，提升工具，尤其是夹具的通用性和复用率，在降低工具成本的同时，为公司技术传承打下了坚实基础。
   三年的合作，无数个日夜的陪伴，让新鸿基与Fastems早已成为彼此信赖的 “伙伴”。尤其是此次二期交付正值国内疫情暴发，Fastems秉承用户第一的理念，全公司协同配合，调动一切资源，全力确保项目如期交付的举动，让新鸿基团队赞不绝口。
   李坚表示，Fastems柔性产线对加工效率的大幅提升，在很大程度上强化了新鸿基的市场竞争力，促进了业务发展，“客户来到工厂考察，看到这条产线，他们对新鸿基的供货能力、产品品质有了更充足的信心。2023年，我们计划再投建一条柔性线，这条产线将加入车铣复合中心和五轴加工中心，将新鸿基在高精度薄壁零件加工的优势进一步凸显，并且还会装配一个同样规模的中央刀具库，将两条线的刀库通过连廊进行刀具的互相传输。”