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天津汽车模具有限公司于98年与日本丰田公司签定了技术合作协议,根据协议天津方在98、99年派遣技术骨干到丰田公司,进行共28 个人月的专业对口培训,同时丰田公司也将派遣40个人月的专家到天津公司现场进行技术指导,并向天津方提供有关的技术资料转让,在此期间双方还将就合作生产模具等项内容做更多的技术合作。双方合作的目标是,在两、三年内将天津汽车模具有限公司的汽车模具制造技术达到,能够满足国内轿车内外覆盖件模具所需要的水平。9 t; b* d0 D3 `
丰田汽车公司的模具设计与制造技术是世界一流水平,它的管理和技术有许多独到之处。利用合作的机会,本文作者于98年先后两次共一个半月的时间,在丰田公司的元町工场现场进行培训、实际考察和较为深入的学习,掌握了大量第一手材料.在本文中仅就丰田模具生产制造技术作初步的探讨。这些内容对急待改进生产方式、推进科学管理和提高制造技术水平的国内汽车模具同行,可能会有一些借鉴和启发。
* Y. E! o: E* Y- e7 E- i4 {+ i; G7 h" R% E* t) ~
一. 丰田模具设计与制造部门概况
" Y& a( X8 Q+ N m4 C5 c- f8 a- z, i, y: `) Q& r5 b' C, H
丰田汽车公司中与冲压模具设计制造有关的部门主要有两个,其中负责模具设计的是第八生产技术部,负责模具制造的是st部(st为冲模的英文缩写)。它们都直属于总公司,生产技术1-8部属于生产准备部门,冲模部(st部)属于工机制造部门。
( |; K: _ A* p$ R' f7 u 1.第8生产技术部
& W, w2 c- N' [+ W 其主要职责是模具设计和冲压设备准备,加上它所属的计划、生产准备、部属等科室共有将近350人。其中与模具设计有关的技术室有三个,它们是由从事的产品件类型来划分的:, E! j5 ^+ u# o2 E4 O
部门 职责 人员
) T3 G" Q. N" t* U. n, z' | 一室 车身周边件模具设计. j: R, q5 L1 u% o) I% S0 n
( 车门、机盖、后行李厢盖) 约70人+ y. E# Y' A& J5 f- X3 m
二室 主车身件模具设计0 L6 C: B9 G# Y5 H
(侧围、翼子板、顶盖等) 约75人
2 l' {# p5 v) K 三室 底板、梁架件模具设计
1 I) m1 @! Y6 l& e4 ~" [7 k2 [ (地板、发动机舱等) 约30人
* n1 h, B( M9 c3 S1 |, n 每个室又分为冲压工艺与模具结构设计两个组。专业化分工是丰田模具设计部门工作的特点
, q. l- V" }6 T5 F2 J: c a. 模具设计内容细分- c% W# R% Y) S! k7 }0 h
丰田把模具设计分成三个工序:工序设计、模面设计和结构设计,分工明确,分别由专门人员负责。工序设计主要完成工序草图、dl图设计、作详细的模具设计任务书、模面构想等,模具设计的主要创造性劳动都在这一步靠人脑完成。模面设计几乎是单纯的曲面造型,结构设计的重点在于模具结构的具体实现。; F* H3 s7 i$ G w! B
b. 人员专业化分工细微
/ W. c: P; Z4 u2 o 各个室只负责一类产品件,每个人在一定时间内负责同一个件,甚至是同一类模具。由于丰田每年开发的新车可达十种,这就是说,可能有的人在一年内画十套非常相似的前车门外板拉延模,其专业化程度可想而知。
) O; p/ e: S$ |; P t c. 模具的社会大分工( W" W% w! }9 p3 @
日本的模具制造专业性分工很强,丰田虽然自己的模具制造能力很强,但它并不是什么模都干。比如,整车所有件的冲压工艺和模具的整车协调,他自己都负责,但模具设计和制造他只干车身内外覆盖件,地板和梁架件全部到定点厂家外协。不但丰田如此,国外的大汽车公司所属模具厂无不如此,比如日本大发公司模具厂,甚至只做侧围、翼子板、顶盖等有限的几种外覆盖件。这可以看作是一种发展趋势,在韩国、台湾甚至是专业模具厂家也是向只做几种件的更专业方向发展。
+ y4 G5 q- C5 I6 z' k) N 2.模具制造部(st部)
' z! n9 a! z2 v' H. T7 B2 K" { 丰田st部负责模具制造和新车整车模具的协调,并一直到大批量生产之前的冲压生产准备。
1 P$ p8 a6 _" f9 m1 h st部构成:
( T- F/ ?9 N# F 科室 责任 人员# x+ X* l H3 s8 S( @4 N) ]
技术室 生产技术开发、生产计划、 89人$ f! x& P& L, U# d: D3 w4 W% S9 D/ v
生产准备、设备计划
( |* l' X$ C1 o- w2 u% ~6 b3 v5 H nc课 nc编程、检查 175人
3 c/ u- R* x2 I9 x+ m$ [: a: j" I' P 实型课 验具、实型制造 142人
0 O% G* Z/ @0 C/ J 机械课 机械加工 173人6 o' X9 s: _5 U; V7 T- L
钳工课 钳工、装配 237人
! t5 X" ~9 Y* z* ?+ @' U 调试课 试模、调试 204人2 v+ ^: e6 E; @3 |6 V# M
总共 1020人
- V" ~5 x" k# ` w* ~, g- z& K6 f 主要数控加工设备:; M( w6 X( P5 k5 t7 z
构造面加工数控铣床 39 台
# ~! X W( g& p8 B c9 o: X8 Q 型面加工高速、五轴五面铣 15 台
- X3 X: q3 a% Y, ~6 t% h5 M# W 新型一体化加工设备 6 台
4 e! ]4 S( r- U: q 其他小件加工设备 31 台
0 e: F0 m7 I8 l3 ~5 s- S 总计 92 台
8 b: q6 {( a7 {5 u1 c. j& e8 R* X 从人员和生产能力上看,st 部都算得上是世界上最大的汽车模具厂之一。
. F1 I! T8 U h" F+ |" } 3.丰田的模具设计和制造能力
! [ n! f8 S) V0 _" ?! k 模具设计与制造能力: 每年大约可开发10个轿车整车模具;
( ~7 U( c5 ~. Z% z 模具产量(标准套) 约2000套/年: ], X( C1 T. K! K, m
内制率60%(外协40%)( @: s: y9 Z, h9 |- _
主要产品中: 模具占80%,验具占7%,其他占13%) Q4 s6 V1 t( i& e
全年完成模具制造成本预算 近200亿日元3 s$ c7 a* ]* y5 v
人均模具产量 2 标准套/人/年
/ P4 x5 H) L2 o/ f; a( ^$ a 模具制造成本(不含设计) 约600万日元/套" [" l' E7 H( D7 L/ ] @
工时成本(平均) 约1万日元/小时
. L" b$ T6 t& c$ t4 T 整车模具设计制造周期 12个月(由车身设计完成至新车批量生产)
3 W9 @5 x5 B* ^. m$ ^4 f" k3 o 其中包括整车全部模具设计周期 5个月,制造周期 5个月,调试周期 6个月( [+ P8 o ~/ c4 m
由此可见,丰田一年的轿车生产能力大约500万辆(日本国内部分约占50%),是中国大陆轿车产量的十倍,而模具设计制造能力也超过我们全国汽车模具生产能力的数倍。丰田的整车模具制造周期,远远短于我们的一般单套模具制造周期,它的标准单套模具制造周期为三至四个月,在我们看来还是一个梦想。我们的模具质量水平与丰田相比相差更远。
8 S) V ~' J& j; \ 4.丰田一般模具制造周期
$ T: A1 A5 b* m, X- k5 i; |2 u 丰田把模具的制造计划标准化,根据模具的复杂程度可分为短周期、标准周期和长周期三种。
/ o/ B6 E, G& f3 c 现以单套模具的设计制造周期(拉延模,标准周期)为例:" j5 x1 w! y1 m) F3 T
冲压工艺---20天
$ @5 t n( z9 }/ Z3 G! D* i; \ 模具设计---20天
; E8 e% r/ T1 s# p% Q- `7 E 模面设计---8天
+ `( o! Z* [6 a, T$ s nc编程---15天
0 d. E2 F8 G) g3 } 实型制作---7天" @! g* s: n, q9 Z% Z' g
铸造---12天
. K' N7 I2 b/ {& a5 W& G, \# e 机加工---9天* V1 {5 z; D/ {9 I+ H
钳工装配---7天
( c n( e/ m+ D5 G9 b# H0 Y 单套拉延模总周期 62天 其中制造周期 52天
" ^% @2 v& F* o- [ 以上周期包括模具的设计、制造直至模具初次试模完成为止。如果再考虑产品件各序模具的总周期,单个制件各序模具的总周期,要在拉延模的基础上再加22天(包括模具调试,但不包括整车调试),总共84天。
: E5 \ \# f) x9 | 以上天数均为工作日(节假日除外),换算为日历日大约为20天等于一个月,也就是单套模具制造周期三至四个月。
5 n8 l* q. g/ |( [0 J k- Q 丰田的模具制造也是按照准时化生产方式进行的,全部倒排计划,计划到每一个工作日,不提前投产,避免增加在产模具。我们的倒排计划往往是为赶工期,人为的压缩工期。而丰田的倒排计划,是为了在必要的时候生产出必要的产品,避免提前投产造成生产过剩的浪费。 6 y2 K. B7 R5 ?, X, u% p
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