液壓行業(yè)工業(yè)4.0的樣板工廠—來自哈威工廠的介紹

只有快樂

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   親臨現(xiàn)場才能感受到德國工業(yè)的強(qiáng)大，這個工廠就是當(dāng)今世界液壓行業(yè)最先進(jìn)的工廠，沒有之一。中國液壓行業(yè)任重而道遠(yuǎn)，工業(yè)2025還需努力。很遺憾沒有照片，因為保密。

     HAWE液壓公司新建的KAUFBAUREN工廠有幸被德國機(jī)械工程協(xié)會(VDMA)認(rèn)定為液壓行業(yè)工業(yè)4.0的樣板工廠。很多參觀過這個工廠的人也都交口稱贊。這里，我給大家介紹一下這個工廠的情況。
      哈威簡介
     HAWE公司是Karl Heilmeier 和 Wilhelm Weinlein 于戰(zhàn)后 1949 年在慕尼黑成立了 "Heilmeier & Weinlein" 公司，一家“液壓設(shè)備制造”的中小型企業(yè)。開始時很簡單：100 平方米的車間和倉庫，30 平方米的兩間辦公室。大大改進(jìn)的徑向柱塞泵和有望簽訂的第一個大訂單成為公司初次成功并發(fā)展至今的基礎(chǔ)。 1942-1944年期間接受一個為飛行器設(shè)計高壓泵的任務(wù)，當(dāng)時的壓力要求就是700bar。設(shè)計結(jié)束時，二戰(zhàn)結(jié)束了，“哈”先生也就下崗了。在家中沉寂了四年后，由好友“威”先生的資金資助，創(chuàng)建“HAWE液壓”。所以HAWE從一開始就跟別人不是一個思路，別人用的大都是鑄件，哈威一直走的思路就是全鋼件，所以他非常注重的一條就是加工。從開發(fā)第一個產(chǎn)品(700bar柱塞泵)到現(xiàn)在是第3代領(lǐng)導(dǎo)人，比較年輕，敢作敢當(dāng)。現(xiàn)在員工2000多人，這個人數(shù)曲線有一個波動，在2008年經(jīng)濟(jì)危機(jī)時，人員和銷售額都下降，09年最低，然后開始往上走。在2012年時，開始準(zhǔn)備建設(shè)一個新的工廠，這個時候正是德國人提出工業(yè)4.0這樣一個時間段，所以哈威就完全按照德國工業(yè)4.0的思想建的這個工廠。這個契合點是2012年這個時間，因為當(dāng)時是在漢諾威展會的時候，德國提出要振興德國經(jīng)濟(jì)，要點就是工業(yè)4.0。
      哈威產(chǎn)品的特點是：全鋼制造、耐高壓設(shè)計、結(jié)構(gòu)緊湊、零泄漏、模塊組合、在特殊應(yīng)用領(lǐng)域的認(rèn)證資質(zhì)、定制的解決方案。在產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域方面，國外跟中國的情況不一樣，國外最大的市場一個是在機(jī)床，一個是在叉車。中國最大的市場是工程機(jī)械和風(fēng)力發(fā)電，風(fēng)電占的市場份額蠻大，最關(guān)鍵的一個技術(shù)還是零泄漏技術(shù)。
公司的成長變化
      員工數(shù)量和訂單量增加，新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。20 世紀(jì) 50 年代開始，"Heilmeier & Weinlein" 搬入位于慕尼黑東部的第一家自己所有的大樓。在這個時候，就已經(jīng)從Heilmeier 和 Weinlein 的開頭字母的讀音中發(fā)展出另一個名稱 "HAWE Hydraulik"。多年以后，即 2002 年，“Heilmeier und Weinlein, Fabrik für Oelhydraulik GmbH & Co. KG(Heilmeier 與 Weinlein 液壓有限兩合公司)”正式更名為“HAWE Hydraulik GmbH & Co. KG(HAWE Hydraulik 有限兩合公司)”。
# {$ a3 w1 {$ Q  `7 e5 `) Y當(dāng)在慕尼黑的總部變得太小時，公司決定在城市周邊建造第一個生產(chǎn)基地。于是在 1965 年，F(xiàn)reising 工廠投入運行。隨后在 1977 年和 1989 年，分別在 Sachsenkam(靠近 Bad Tölz)和 Dorfen(靠近 Erding)設(shè)立了新工廠。2007 年在慕尼黑附近的 Kirchheim 臨時租用了幾年廠房，2014 年對 Kaufbeuren (Allgäu) 工廠開業(yè)舉行慶祝，其生產(chǎn)面積有 30,000 多平方米。
      工廠的工業(yè)4.0
      工業(yè)4.0的核心：模塊化、數(shù)字化、自動化、智能化。智能工廠是構(gòu)成工業(yè)4.0 的核心元素，在智能工廠內(nèi)要求單體設(shè)備是智能的，而且要求工廠內(nèi)所有設(shè)備，設(shè)施與資源(機(jī)器，物流，原材料，產(chǎn)品等)實現(xiàn)互通互聯(lián)，以滿足智能生產(chǎn)和智能物流的要求。
- `9 w* m# p/ }  l* [      1.模塊化-工廠的生產(chǎn)單元
% h: Z; D; v! Z8 |% Z, n      我們所談?wù)摰降墓�業(yè)3.0，其實是福特汽車，福特汽車創(chuàng)造了一個流水線，而現(xiàn)在工業(yè)上大家做的，大多是靠流水線，流水線靠什么來節(jié)約成本?靠什么來提高效率?靠節(jié)拍，是提高節(jié)拍來提高工業(yè)效率。
工業(yè)4.0的要求就是高度的靈活性，快速的生產(chǎn)轉(zhuǎn)換。從該工廠的布局上就可以看出，工廠不再是流水線的縱向鋪開。而是將工廠的各個加工過程變成了功能塊。即可以實現(xiàn)從原材料預(yù)處理到安裝成品的流程作業(yè)，也可以按照需求實現(xiàn)流程的自由組合。這里可以看到實際上這樣的工廠大布局，各個加工模塊之間距離基本相當(dāng)，可以非常靈活地從一個工序到另一個工序，而不需要每個工序走一遍，這是完全按照客戶的要求。而對于工廠內(nèi)的加工設(shè)備不是單一的設(shè)備組合，而是按照加工過程實現(xiàn)不同的生產(chǎn)單元。
/ P* Y, S( Q, C$ Z& s7 ~在車間中可以看到大量這種無人生產(chǎn)線、安裝線。比如：自動磨削加工島，自動閥體加工中心，自動組裝中心，自動螺堵安裝中心。模塊化生產(chǎn)的目的是為客戶提供個性化批量產(chǎn)品。
      2.智能化-生產(chǎn)島及在線檢測
      下面以閥塊加工生產(chǎn)單元為例，看看如何實現(xiàn)智能化生產(chǎn)、在線檢測及質(zhì)量監(jiān)控的。
      雙軸同步加工中心：
% o' D+ [+ O4 Q0 ]) O      閥塊三面同時加工，一次裝卡加工完成;
      每次可同時裝卡8個閥塊，雙軸加工;
& l9 a- Q3 {7 p0 K: b      在線檢測切削力保證刀具無瑕疵;
4 I* G4 V4 O3 j; P( c      刀具庫內(nèi)備有備用刀具，可隨時更換。
" A! v" _6 f5 Q! B! z- g% R# d      機(jī)器手裝卡系統(tǒng)
      自動裝卡;
      自動吹掃;
9 ^, b; P4 U: {3 K: O* B/ y* U      平面自動去毛刺;
      孔道自動去毛刺;
% t4 P; u1 O; X9 L" K# |4 f  i. ]      三坐標(biāo)在線檢測自動裝卡。
# Y1 m1 H( p2 o5 c. _/ ]3 ]5 x      三坐標(biāo)在線自動檢測
      自動檢測并與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)對比;
1 L& u% ^1 J) S' u8 z     每4個加工件檢測一件(25%在線檢測)。
     自主設(shè)計液壓系統(tǒng)
/ z, x0 F" _" s. D* H7 {' n/ O; F! m     節(jié)能設(shè)計(相比傳統(tǒng)液壓泵站節(jié)能最高可達(dá)90%)
      3.自動化-物流
# B# g+ Z% J2 w) ^      既然是模塊化，重要的是物流，它怎么傳輸這些產(chǎn)品。傳統(tǒng)的生產(chǎn)我們是用叉車，一對一地把工件送到加工場地，我們鉆完后需要車，車完以后需要磨，一步一步通過叉車轉(zhuǎn)過去，現(xiàn)在可以看到右上角這邊，那是一個物流車，物流車是什么概念呢?車床完了以后可能會去鉆床，還可能會去磨床，但是所有的物理量都體現(xiàn)在下面這個小控制箱里，這個小控制箱直接會提醒物流車我這個工件下一步要做什么，自動將這些物件傳送到我們需要的車卡單元當(dāng)中，讓它更加柔性地去做它所需要的一些東西。而不是說一步、二步、三步這樣做，可能是一、三、五往下跳，二、四、六這么往下跳，根據(jù)需要進(jìn)行加工，上面更重要的一點就是來自于加工。
5 u( O. f( H+ L6 [. O& T5 A! ~; j      比如做閥塊的加工單元，刀具本身是受到監(jiān)控的，實時監(jiān)控所有的數(shù)據(jù)，而閥塊本身只是信息物理系統(tǒng)(CPS)的一個物理量，閥塊本身的數(shù)據(jù)提醒系統(tǒng)，現(xiàn)在需要進(jìn)行一個什么樣的加工，刀具要做一個什么樣的準(zhǔn)備，包括刀具本身的檢測，同時在從一步轉(zhuǎn)到另一步的時候，機(jī)器手會進(jìn)行去毛刺，清洗干凈，放到下一個工位上，而加工本身也是三面一起加工，加工出來以后，外面一層是實時進(jìn)行檢測，當(dāng)然實時檢測并不是100%地實時檢測，它是4個工件檢測一次。
; `  f" B8 D$ P# M' _9 b" y5 E      另外一個是我們的液壓系統(tǒng)，我們是做液壓的，液壓系統(tǒng)不愿讓別人做，我們相信德國機(jī)床的液壓系統(tǒng)，大部分都是用的哈威的液壓系統(tǒng)，因為它更節(jié)能，國內(nèi)都是電控系統(tǒng)做節(jié)能，哈威是充分利用它的不泄漏技術(shù)做節(jié)能，干脆把電機(jī)給停下來了。最終從原材料一直變成一個成品，在整個系統(tǒng)來說，直接完成。
     4.數(shù)字化-組裝產(chǎn)品
' z# ?* G  d- j3 c" G4 b      所有加工出來的物料，本身是帶有信息的，叫信息物理系統(tǒng)，所有東西是掃描二維碼進(jìn)行加工的，剛才的物料傳輸也好，物料加工也好，都是通過二維碼，而二維碼在組裝的時候更為重要。左下角就是貨箱。安裝工人掃描碼后即在屏幕上顯示出需要安裝產(chǎn)品的最終代碼，及安裝步驟。而這一安裝步驟同時被傳輸?shù)桨惭b工具之中。包括安裝扭矩等信息直接是調(diào)整好的。工人只需要按照步驟來執(zhí)行即可。當(dāng)然如果工人未按步驟執(zhí)行，或者漏掉了一步，下一個步驟將無法進(jìn)行，直到工人按照正確的步驟工作。這樣降低了工人的勞動強(qiáng)度，也減少了人為產(chǎn)生誤差的可能。
5 n9 F! k& D2 C' R產(chǎn)品組裝完成以后，交送檢測及數(shù)據(jù)調(diào)整(如壓力參數(shù)等)。其流程也和組裝線上相似，掃描二維碼，根據(jù)碼上顯示信息，逐一檢測及調(diào)整，直至完成。
1 U: f$ T( R& D7 P9 }2 C3 E& J      5.檢測
% f, Y4 c/ _1 }9 C. E      產(chǎn)品做出來以后進(jìn)行測試，所有的產(chǎn)品都會進(jìn)行測試，包括掃描以后，需要的測試項目都會顯示在顯示屏上，然后檢測及調(diào)整好的信息又同時錄入到了這個閥組的二維碼中。為今后的查詢提供信息。同時客戶也可以利用這個碼調(diào)整自己的產(chǎn)品。比如說比例閥中的最大最小電流，在檢測中已經(jīng)給出，客戶可以通過掃描，將這一信息直接錄入到主機(jī)設(shè)備的控制器中。
8 N, L* R& ?0 c      這就是帶有“信息”的原材料。這樣的液壓閥組即可以解決單件小批量的個性化需求，同時也可以滿足客戶大批量的及時供貨。當(dāng)然對于主機(jī)的使用者來說，設(shè)備不同機(jī)型參數(shù)的微小變化都可以在這里輕松的體現(xiàn)出來，達(dá)到系統(tǒng)的最佳匹配。
      所有的客戶產(chǎn)品都會檢測，所有的檢測曲線及數(shù)據(jù)將被儲存。到底這個工廠生產(chǎn)了多少種產(chǎn)品。看一下數(shù)據(jù)。
" o3 q  e! p% a; P$ V從去年開始生產(chǎn)，到目前為止，它生產(chǎn)了6980種產(chǎn)品，換句話說，就是滿足了6980種不同機(jī)型的產(chǎn)品配套，實現(xiàn)個性化批量生產(chǎn)，總共片數(shù)是164893。4件檢測1件，那么這1年多以后等于是檢測了4萬多件。
0 U; R, Z# S1 ~1 {- z+ ~我們現(xiàn)在推廣的總線和平衡閥也都在這個工廠生產(chǎn)，而這些產(chǎn)品對工程機(jī)械來說，是很好的一個開發(fā)平臺。作為負(fù)載反饋系統(tǒng)，它可以做壓力控制，可以做流量控制，所以對于一個系統(tǒng)來說，基本可以涵蓋所有東西。所以我們在國內(nèi)賣的主要是這種產(chǎn)品。這個系統(tǒng)等于是CPS物流信息系統(tǒng)，好處是從研發(fā)開始就很快。來了一個客戶需求，馬上把需求信息共享到產(chǎn)品的生產(chǎn)中，而產(chǎn)品生產(chǎn)的信息又會馬上響應(yīng)到設(shè)備上，設(shè)備進(jìn)行物理的聯(lián)系，然后這種物理聯(lián)系、這些生產(chǎn)參數(shù)可以被使用者很快地利用起來。所以完全都來自于剛才說的條碼系統(tǒng)，二維碼掃描系統(tǒng)，生產(chǎn)出來一個可能看似很怪異，但是能夠充分滿足客戶需求的個性化產(chǎn)品。
      幾個觀點
      工業(yè)4.0是否能解決提高質(zhì)量的問題?質(zhì)量問題更多的是質(zhì)量管理的問題，不是來自于設(shè)備，什么設(shè)備咱們都買的起，什么樣的廠子我們都可以買一個回來，但重要的是質(zhì)量管理，質(zhì)量管理是工業(yè)4.0的基石，而工業(yè)4.0本身所未提出的東西。
      大家都在談創(chuàng)新，不論哪個時代，都要創(chuàng)新，創(chuàng)新并不是新詞，我們創(chuàng)新實際是找到更多的市場需求。創(chuàng)出來的東西滿足市場需求，就是創(chuàng)新，不滿足就沒有意義。現(xiàn)在大家做出的很多東西，不要管它看上去是否古老，其實都是在創(chuàng)新，他們都是在滿足不同的市場需求。創(chuàng)新就是發(fā)現(xiàn)市場需求。
      工業(yè)4.0真正在做什么?其實我們節(jié)能的最后目的，不是節(jié)約資源，是節(jié)約成本，我們希望我們做的東西能夠真正地節(jié)約成本。工業(yè)4.0真正要做的事情是快速響應(yīng)。快速響應(yīng)有兩條，一個是你提過來的這些技術(shù)要求，我能很快的做出產(chǎn)品。另一個是客戶如果今天要1000套閥，明天要10套閥，這在生產(chǎn)線上根本就完成不了。那么它就做成這種靈活的東西，你說10臺，我也很快給你做出來，你說1000臺，我也能夠快速滿足你，要不然沒法玩得轉(zhuǎn)這個市場。

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未來第一站

哈威的緊湊式液壓泵站是個好東西。

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德國有一個樣板，西門子的雙生子系統(tǒng)（名字可能有點出入），在北京有一個演示中心
它主要的功能是將現(xiàn)實當(dāng)中的一個東西復(fù)刻下來，然后去制造。典型的是
  ?1 Y$ q- h0 j* l. U0 R8 k; _根據(jù)人打高爾夫球時的姿態(tài)、力度等很多參數(shù)，為你量身定制一副球桿。做廣告的是美國前總統(tǒng)奧巴馬
5 r2 s$ ]- R( Y" ~7 }" h9 O根據(jù)人跑步的姿態(tài)和腳丫子長的樣子，為你定制一雙跑鞋。做廣告的是現(xiàn)任德國總理默克爾大媽
" I- F$ U& j0 R* k3 S  W6 {% {這是西門子詮釋的“數(shù)字化”。相比較而言，這個更靠譜一點。而這個系統(tǒng)只是工業(yè)4.0的一個部分

- M- L" n% \7 h8 @. Z4 }3 f如果按照這樣的思路理解數(shù)字化，以及核心是數(shù)字化的工業(yè)4.0
那么，工業(yè)4.0可以解決質(zhì)量問題，從提供工具的角度去解決
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