许多公司都承认精益生产可以减少外购件的供应时间和更好地管理库存,特别是在起重机订货期间建筑设计还在不断更改的情况下。
“精益生产使我们具有了更大的灵活性,我们把它称为工厂的脉搏,因而可以根据需要使它加速或减速,”利勃海尔比伯拉赫工厂厂长Matthias Donner说。
“要做到这一点并不容易。过去要想改变交货周期是不可能的。这里遇到的问题是,起重机的订货要半年时间,而订货时建筑施工图纸甚至还没有设计出来。在承包商连建筑细节都不知道的情况下,如何生产起重机呢?
林登-科曼萨的西班牙潘普洛纳工厂生产厂长José Maria Silva说:“我们要建造一座世界上最好的塔式起重机工厂,所以我们要努力改进生产工艺以及管理程序。”
保持潘普洛纳工厂的先进性
“精益生产是‘可调整’的生产。” Silva说,2009年建立起来的生产工艺缩短了顾客的等待时间。“现在我们可以根据市场情况用较短的时间生产出起重机,有时就是由于这一点而赢得了合同。如果客户一个月就要货,我们也敢签合同。”
Silva解释了林登-科曼萨自我改造的原因。“我们反思了我们所做的一切。我们的工厂是一座老厂,已经跟不上形势的要求了。”这家公司重新设计了生产流程,从喷丸到切割、从焊接到涂装、最后到总装。新工厂的生产刚好满足客户的需求,而客户的需求是随着不稳定的建筑环境而波动的,并不是一个固定的起重机数量。
比人快的机器人、计算机化的数控(CNC)、3D设计软件(CAD/CAM)和企业资源规划(ERP)软件、流动的可调整生产线,所有这些都使生产过程更加“精益”。丰田在上一世纪30年代发明了“精益生产”后,一直被汽车行业所采用,但进入起重机行业也就是过去几十年的事,且每个制造商都在走自己的路。
当然生产起重机不同于生产汽车,利勃海尔比伯拉赫塔式起重机工厂厂长Günther Hardock说。“汽车生产是一环套一环,从进料到出成品都是一个模子刻出来的。”
而塔式起重机的生产却更像是一事一议,为了满足个别用户的特殊要求,管理者们往往会对生产过程进行千分之一的调整。
林登-科曼萨在2002年对其生产工艺进行了仔细的研究后,做出了在潘普洛纳建造一座高技术的新工厂来替代有40年历史的老厂。
新工厂装备了最先进的系统,包括机器人涂装和焊接设备。“我们通过在生产工艺中引进机器人来改进生产过程,” Silva说。“我们还在涂装线上引进了物料流的自动控制工艺,所有物件都不用人来移动,而是自动流动。”
只有在林登-科曼萨的工厂布局设计出来并确定了机器人的位置后,精益生产的方案才能开始设计。“在生产工艺设计出来、工厂布局确定和土地购买后,我们才开始考虑如何进行精益生产的问题。”
2009年,林登-科曼萨引进了ERP系统,用于辅助管理库存、物流和结算。“我们更换了能将控制和管理生产系统用于微软Ax的软件。我们要求工厂的所有信息都要即使输入计算机。我们使用的软件系统能够采集所有生产信息并输入系统。这些都是实时录入的,不需要等待别人来介绍这些信息,自己去系统中查就是了。”
升级到ERP软件不是没有困难的,Silva说,“当我们从一种软件更换到另一种软件时真是一个大灾难,所有的公司都不例外。”
软件根据管理监控涂装的“最后期限”,为每一台起重机计算交货时间。根据该起重机的数据,系统会生成每一个零件的交货计划,给出每隔20分钟一个间隔的涂装的准确时间。
“如果起重机的交货计划是10天,这就意味着时间非常紧,” Silva说。ERP软件可以帮助管理者监控效率数据。“我们现在只关注两种类型的指标:效率和交货时间。”
Silva解释了为什么高度可靠的机器人涂装工艺对快速监控生产线的效率至关重要。“涂装线是精益生产的拉动器,它量化了我们称之为涂装顺序的时间,即在特定时间内放到涂装线上工件的顺序,以保证能够按时向用户交货。”
虽然这套系统保证了按订单生产的零部件在工厂内的流动性,但一些常用零部件仍然需要一些库存。预测软件来决定哪些通用件需要批量生产。
Silva说:“如果将未来3个月的订单输入系统,系统会统计出来有些零件会比其它为零件生产得多,例如有些起重机会使用同样规格的塔柱节。”
新工厂增加的另一项改进是增加了车间的高度,以适应大规格起重机的生产,如2009年推出的48t的21 LC 750平顶起重机,其最大臂架长度为80m,自由竖立高度为75m。
林登-科曼萨最大的塔式起重机LC 750在精益生产的环境下生产周期更短,交货期缩短了50%。“我们用1至2个月的时间就可以向市场推出一台LC 750,而其他一些公司则要用6至8个月时间,” Silva说。
现在在新厂生产大规格起重机要比过去在老厂生产成本更低些,Silva说。“我们现在可以大批量生产LC 750,而过去这种规格的起重机属于特种产品。”
尽管提高了大型起重机的生产能力,精益生产仍然是根据市场需求按预测模式运行的。“时刻铭记用户们不会同时订货这一点十分重要。我们虽然具有生产能力,但系统会根据快速灵活的方式调整生产量的。”
由于生产系统是按照灵活和突然转型时不积压材料的方式设计的,新工厂不但可以快速生产特种起重机,还能快速生产新产品样机。
林登-科曼萨设计部门的Mario Gutierrez认为3D图纸可以使设计人员和生产人员分享设计思路。“生产与设计是平行进行的。有了3D软件,我们就能够按照头脑中的想法把产品造出来。”
Silva同意这个观点,认为“新产品的开发速度非常快。”
从去年开始,没有尖顶的上回转塔式起重机设计迅速地应用于两个系列的平顶起重机上。这项新设计去掉了起重机的中央尖顶,代之以配重臂架的形式,使起重机的组装用主臂架和配重臂架的两次吊装就可以完成。
无尖顶的特点是在21 LC 750上第一次大量应用,之后于上个月推广到新系列的平顶塔式起重机上。LC1600系列包括16 LC 185、16 LC 220和16 LC 260等机型。
独立的供应链
也许著名的欧洲塔式起重机制造商利勃海尔在其德国比伯拉赫和西班牙潘普洛纳工厂有自己的精益生产战略。
利勃海尔于1949年在德国的基希多夫工厂开始生产塔式起重机,后来将工厂搬到了比伯拉赫至今。
“利勃海尔的理念是:如果我们有一个可持续增长的新产品系列,我们将建造一座新工厂来生产它们,”将精益生产方式引进比伯拉赫工厂的Hardock厂长说。
比伯拉赫工厂将继续执行以上大批量生产的理念,将工厂划分为3生产个区域:一个生产塔式起重机,一个生产电动机和开关箱,一个生产大型滚动轴承。
液压和电气元件如果不能按时供应将会耽误起重机的生产,但比伯拉赫工厂情形却不同,它属于产品从钢制件到电器元件范围广泛的大集团,能够缩短交货时间,而不同于常见的以外协件为主的精益生产模式。
“我们独立于供应商市场,生产过程效率要高得多,”利勃海尔比伯拉赫工厂市场经理Thilo Stark说。“我们很难在供应商市场上找到满足我们要求的高质量和现成的零部件。”
Hardock说,比伯拉赫的精益生产方式是由利勃海尔巴特舒森里德混凝土泵车工厂率先实行的。“开始实行的是44个周期的物流系统,将30天的生产周期缩短到5天,取得了令人难以置信的成果,”他说。“虽然巴特舒森里德工厂和比伯拉赫工厂采用了不同的生产系统,但我们总是分享我们的经验和计划。”
在2000年至2001年期间,管理者们重组了比伯拉赫工厂塔式起重机的生产结构,以提高物流速度。钢制件的生产被分为7条生产线,而组装分为3条生产线,分别是快速自装式塔式起重机、移动式建筑起重机和上回转平顶及动臂式塔式起重机3条生产线。
Hardock说:“我们有不同的组装线,但钢制件现在分为塔柱节、底架、基础锚固平台、回转平台和配重臂架几条线。虽然它们分布在不同的区域,但所有线的生产都要在材料经过喷丸处理后才进行。”
ERP软件集成在生产工艺中,以提高生产效率。它包括有一个漫游预报系统,可以预测批量生产的材料数量。“我们长期预测的准确度非常高,”Hardock说。“但没有哪个计算机系统会告诉你什么时候会出现高潮,或什么时候需求会上涨。这就是为什么经验有用的原因。”
2002年,利勃海尔提高了比伯拉赫工厂的生产能力,新扩建了一个40m高的明亮的新车间。
第二年,比伯拉赫工厂又增添了自动化或称机器人焊接设备。当地缺乏熟练工人,经济形势不好和变化的市场要求重新考虑生产工艺。“我们经历了一个陡峭的学习曲线过程。先是有了自动化系统,但没有相互联系起来,之后我们逐渐地把它们联系在了一起,” Hardock说。
机器人自动化是利勃海尔保持快速增长的关键,如同汽车行业一样,零件从一个工序到另一个工序不停地移动。机器人还能提高产量。Hardock说:“机器人是高产量产品系列最合适的生产工具。”
自从2004年以来,利勃海尔部分产品就已经采用CNC软件为机器人自动编程了,减少了手工编程的时间。设计师通过CAD软件的3D图纸进行CNC编程。采用这种方法可以在设计和生产部门之间进行交流,实现了两个部门的“同步工程”。
“这种称为同步工程的工艺从项目的推出就开始进行,随着3D主模型的更改不断升级。与传统设计过程相比较可以节约将近30% 的时间。” Hardock说。
Hardock说:“我们每设计一个新产品就建立一个3D模型。我们用3D模型干两件事,即研究开发和生产。如果模型有了变化,我们就用它去更改其它工艺,如涂装等。可以这样说,在几周内就可以完成既定的目标。”
3D建模(载荷张力)也可以用于分析环境对塔式起重机所施加的力,利勃海尔用它作为强化塔式起重机设计的依据,提高其抵抗自然灾害的能力。
利勃海尔的这种强化设计去年在智利圣地亚哥8.8级的地震中得到了验证。利勃海尔全气候塔式起重机355 HC-L除了配重臂架受损外,起重机经受住了地震的考验,震后仍然竖立在那里。
加强型耐候性塔式起重机目前在法国和澳大利亚是必需的,这些国家的法规要求起重机能够抵御大城市的风速。“随着起重机越来越高,法规的要求越来越严。基于产品的可靠性,只有质量才能保证起重机的安全。” Hardock说。
利勃海尔采用3D建模来开发越来越高的塔式起重机,将所有可能性都发挥到极致。公司说,它为南半球最高的建筑Costanera Centre提供了一台起重机。
Hardock说,搞好了生产会大大缩短交货时间,特别是对大型塔式起重机。比伯拉赫最大的塔式起重机是4000 HC 100。
“目前,我们塔式起重机的交货时间是6个星期,但一些大型起重机的交货时间要6个月,这取决于项目的性质和原材料的供应情况。” Hardock说。
Hardock说,利勃海尔正在加快大型起重机的生产速度。“这就是公司在今后几年里要努力做的工作。我们计划将塔式起重机的生产高度自动化,用更有效的工艺降低生产费用。我们可以将交货时间缩短30%。”
加快生产速度能够帮助管理者们提高抵抗经济危机的能力。建筑工地的财政状况和整个市场的情况千变万化。
精益生产对用户也有好处,特别是那些需要大型或特种起重机的用户。他们从较短的交货时间上获益,这正是所有参与大型建筑工程的建筑商们所共同期待的。
展望未来
现在,在两家公司在欧洲熟练地掌握了精益生产技术后,他们又把眼光投向了亚洲市场。
利勃海尔正在印度普纳建造生产厂,而林登-科曼萨在中国成立了合资公司杭州科曼萨杰牌建设机械有限公司。
两家制造商将通过将设计、生产和质量保证的专业特长与低成本结合起来,提高他们在这些市场上的占有率。
林登-科曼萨的Echávarri说,他们出口生产方法,而由于物流的原因在本地生产钢制件。不管是以什么形式生产,精益生产的方法将会从潘普洛纳推广全世界的工厂。“这家工厂在中国,也许大多数中国工厂都会从这家工厂中学到其先进的生产体系。”
(来源:互联网)