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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。0 {5 m4 ?* _! I' L
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。 4 `, ?: `# [7 B2 d4 X) p2 Z
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一. 丰田模具设计与制造部门概况5 n, @9 q3 m$ S
6 b) ~6 [1 z0 Z 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。
, N& F# N- P: X/ K. U 1.第8生产技术部
$ |" d8 D6 q6 B8 R' Y/ O0 i 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:
; v | X4 w. `: M 部门 职责 人员5 L, X/ F6 F+ B/ ~+ ~
一室 车身周边件模具设计
) J4 Y$ U, h& v+ ^) f i ( 车门、机盖、后行李厢盖) 约70人' R% B/ E R4 p+ @
二室 主车身件模具设计
& z! Z( ]3 M6 M% d (侧围、翼子板、顶盖等) 约75人6 }/ w4 H9 X6 s' B$ K
三室 底板、梁架件模具设计
: J7 q: S% C5 o7 E" r* K) o (地板、发动机舱等) 约30人* L1 Z) p. [- ~0 }# N! p- ] @& G
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; `& a/ q/ Q5 e$ P7 h% u+ E* a
a. 模具设计内容细分$ d. g( U3 H7 b, y
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。 h! X0 V6 ?7 p! q# d
b. 人员专业化分工细微
# h% M: g& a# |, r, j 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。 7 k4 F g9 [, Q% z/ C
c. 模具的社会大分工% ]" }$ w5 o% p, p& s: n3 d
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。. `5 b# T6 g& b! \. Z" X
2.模具制造部(st部)
5 e" v) ]/ O: Y+ O* M9 Q 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。
3 J- O" }& z# H$ k st部构成:8 c, q7 Y' j8 W# Y ?; v. G+ r
科室 责任 人员
1 t# t' [2 d8 A# m; E& { 技术室 生产技术开发、生产计划、 89人; u" F" P) m$ ?; I; {! ?6 Q& b
生产准备、设备计划
/ R9 K( {4 P- y3 l% F( y$ ` nc课 nc编程、检查 175人
~( d. D0 T) M" ^( I$ G7 X& G 实型课 验具、实型制造 142人
! F! R0 I2 f+ j( O 机械课 机械加工 173人# T; A& }! ?) \" \; R0 q4 |
钳工课 钳工、装配 237人" { x2 M% O: l3 A! i5 q7 `
调试课 试模、调试 204人; O8 ^9 P$ l- z: m r4 B% B8 a
总共 1020人
" S+ z i5 C, [# E: M* r3 q 主要数控加工设备:
0 P1 n* ^" O$ f# K. D% O3 r 构造面加工数控铣床 39 台2 T) j8 [" o4 H5 ]
型面加工高速、五轴五面铣 15 台
4 ?& F3 n, u& e% D1 q# f 新型一体化加工设备 6 台2 ]. C$ \( M$ k y5 D0 u9 ]
其他小件加工设备 31 台
; } p9 T r# R% U$ o# J 总计 92 台" I7 f1 ?3 o+ P- U
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。$ Y+ v7 ?! h. H
3.丰田的模具设计和制造能力7 N: i9 a* o/ A4 y
模具设计与制造能力: 每年大约可开发10个轿车整车模具;
6 d) x' Y7 I" g 模具产量(标准套) 约2000套/年4 ]3 _; h3 h* t& w2 A7 C4 K
内制率60%(外协40%)
: d! G% d% o' S. |# F$ S7 K 主要产品中: 模具占80%,验具占7%,其他占13%* n8 } v: E$ ]1 A# k
全年完成模具制造成本预算 近200亿日元
6 D& t. k# S3 F 人均模具产量 2 标准套/人/年
% Z6 K/ c0 H) k7 O 模具制造成本(不含设计) 约600万日元/套
1 ]& c- L5 a9 b' W% g 工时成本(平均) 约1万日元/小时
# p; f4 @: `6 L; A; i B 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)" X2 y! z/ J! D; {* A! {
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
. d8 R6 D2 _# j5 E8 o 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。5 m! f7 ?7 U% |3 ]6 e
4.丰田一般模具制造周期
9 D- k; V/ T: ^2 A+ i0 Q+ g 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。
& j. |4 p2 n6 \# G/ k+ X5 R$ h1 R' b 现以单套模具的设计制造周期(拉延模,标准周期)为例:
4 u: P, G- p" g" t4 h" ] 冲压工艺---20天 s" W4 o) Q: N5 s* `! G
模具设计---20天) x# D, N, @# e& _+ U0 x
模面设计---8天
Z! k3 l" d) r! M nc编程---15天
1 K& I. R" H' w( @- B8 Q 实型制作---7天: ?. }, R2 d4 i6 _- U+ n
铸造---12天. {/ ?! w: z3 u! S6 x
机加工---9天
. T0 r: U; l% F$ N) `2 S- ? 钳工装配---7天4 C4 P& c9 {9 R
单套拉延模总周期 62天 其中制造周期 52天
@6 j$ Z+ n+ n9 h# T. c 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。
$ |- k; L; P' N# n% E 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。
0 E( F6 R( y! Z/ R+ V5 b3 R6 \# N 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。
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