淺析轎車零部件機械加工技術和設備特征
流水生產線
一個多世紀以來雖然幾經(jīng)革命票从，它卻一直是汽車及零部件生產方式的主體协黑。
流水生產線根本技術是集成技術——將工藝系統(tǒng)哩讶、物流系統(tǒng)、信息系統(tǒng)集成為流水生產線丹碑。
（1）工藝系統(tǒng)：即機床——工具——工件系統(tǒng)格你。
現(xiàn)代轎車流水生產線的工藝裝備，已經(jīng)進入柔性化時代候隘，由數(shù)控機床和智能工具組成蔼处。
對機床主要要求是：高速度、高精度跛孕、高精度保持性——高機床工程能力指數(shù)（Cm/Cmk值）铭能，高可靠性，等舟鲁。
用于發(fā)動機生產線的高速加工中心：快移速度60～100 m/min励螺，加速度0.6～1.5g；主軸最高轉速8,000～15,000 r/min坡沿；定位精度/重復定位精度——工作臺1m以下糊探，8μm/4μm (VDI標準)，工作臺1m以上河闰，10μm/5μm/M (VDI標準)科平。
目前，國際上這類加工中心的最新發(fā)展是姜性，主運動普遍采用電主軸瞪慧，進給運動愈來愈多采用直線電機。同時部念，普遍運用三坐標模塊化和箱中箱結構弃酌，機床非常簡約，外購件（配套件）比例增加儡炼，交貨期大大縮短妓湘。日本MAZAK公司最新一代的UH“瘦身”型加工中心查蓉，采用雙X軸進給方式，機床寬度縮短38～57%榜贴，大大減少生產線占地面積和投資豌研。
用于模具加工的3～5軸床身式、龍門式數(shù)控/仿形高速銑床（加工中心）：主軸最高轉速20,000～40,000 r/min沈猜；
機床工程能力指數(shù)/工序能力指數(shù)Cmk/Cpk值≧2.0/1.67 淌璧。
平均無故障工作時間MTBF，日本遠州2002年資料目標為5 000小時猴豁。
（2）物流系統(tǒng)：由原材料處理湃改、存儲级闭、上下料裝置悲碰、機床間工件傳輸裝置組成。
在單臺數(shù)控機床配備工件庫或原材料庫和自動上下料裝置（含機械手本洁、機器人）的條件下泻磅，即在與物料存儲與傳送及其自動控制集成的條件下，構成柔性制造單元（FMC）搔片。在多臺數(shù)控機床配備自動上下料與物料存儲和傳送及與生產計劃調度用計算機集成的條件下煞松，構成柔性制造系統(tǒng)（FMS）。在不含計劃調度系統(tǒng)和工件單向流動時脸缆，組成柔性生產線芳争。
（3）信息系統(tǒng)：
主要包括生產線控制、刀具更換别粮、工裝及附具更換懈词、工件調度、自動編程辩诞、自動監(jiān)控坎弯、自動補償、工件質量自動檢測译暂、刀具磨損或破損后的自動更換和自動報警等抠忘。最新要求是具有CAD/CAM功能，遠程生產線管理和維護外永、故障診斷和自動修復功能等崎脉。
流水生產線又是制造技術與管理技術結合的典范。二十世紀影響了人類制造業(yè)的幾大管理技術多產生于汽車生產線伯顶。如荧嵌，福特生產方式，豐田生產方式砾淌，準時制（JIT）啦撮，精益生產等。這里不再闡述。
發(fā)動機制造技術的發(fā)展與變革
正像發(fā)動機是汽車的心臟一樣例是，發(fā)動機制造技術是汽車制造技術的集中體現(xiàn)卡宛。
（1）汽車面世以來，發(fā)動機制造技術已經(jīng)經(jīng)歷了兩次革命狐怯。
第一次革命發(fā)生在二十世紀初胚闲，美國福特汽車公司創(chuàng)始人福特發(fā)明了大量生產流水線。其主要方式颜肥，是由組合/專用機床（special purpose machine/ Transfer machine ）組成的自動生產線 TL(Transfer Line) ,也稱為傳統(tǒng)自動線缭柄。其最大優(yōu)點是高生產效率——幾十甚至上百把刀同時加工，其效率是任何其他類型生產線無法比擬的退厕；低價格——特別是我國软架，組合專機價格甚至低于批量生產的通用數(shù)控機床。最大缺點是柔性差寸颇，一旦產品變型和更換品種即基本無法使用弄讥。我國汽車行業(yè)從誕生至二十世紀九十年代初期，一直沿用TL础健。目前我國轎車行業(yè)生產大多不采用TL谋啃。但在國外大量生產穩(wěn)定產品的生產線中，TL仍是最佳選擇蹂喻。
為了解決產品的變型生產和便于更換品種葱椭，柔性生產技術被引進了汽車生產。二十世紀九十年代出現(xiàn)了高轉速口四、高快移速度孵运、高加速度、快速換刀的高速加工中心窃祝。由其組成的高速柔性生產線FTL（Flexible Transfer Line）是發(fā)動機制造技術的第二次革命掐松。其突出特點是一定程度上克服了高柔性和低效率的矛盾。這種生產線不僅可加工同樣產品范圍內的零件粪小，而且可加工變型產品大磺、換代產品以及新產品，真正具備了柔性的意義探膊。缺點是投資較大杠愧，效率受局限。目前是我國轎車企業(yè)的熱點生產線逞壁。
為了進一步提高高速柔性生產線的生產效率流济，更快地適應市場變化，F(xiàn)TL的新發(fā)展是敏捷高速柔性生產線——AFTL（Agile Flexible Transfer Line）债轰，目標是：
·對變化的市場需求快速做出反映铆糙；
·滿足現(xiàn)代轎車發(fā)動機“多品種缕翁、大中批量、高效率械琴、低成本”的需要叠凸；
·符合“精益生產”原則——用最小投資贏得最大經(jīng)濟效益。
AFTL的主要特點是：
·由通用高速加工中心和專用/組合機床組成的混合（Hybrid）型柔性生產線（HSMC+SPM/TM）狰了。按照工序流程排列設備并由自動輸送裝置連接滨鼠，全部生產線上機床、輸送和工件識別均在一個控制系統(tǒng)中乐标；
·采用敏捷夾具（柔性夾具-可控捶臂、可調夾具）；
·采用“智能刀具（Smart Tools）”——為特定零件加工設計的一系列專用高效刀具姚损。
這種生產線的優(yōu)點是生產效率高同時又具有相當?shù)娜嵝允甓悖軌蜻m合大批量生產和變型產品生產，同時投資較小掀哎。缺點是柔性受局限俩莽，不能加工不可預見的任意品種零件旺坠。目前乔遮，混合型柔性生產線在國內外汽車行業(yè)應用廣泛。
（2）目前發(fā)動機制造技術正醞釀著第三次革命
背景是取刃，一方面蹋肮，隨著技術進步，發(fā)動機研發(fā)速度越來越快璧疗，新產品開發(fā)周期從30個月縮短到13個月坯辩；同時，日益發(fā)展的多樣性需求崩侠，使車型數(shù)量急劇增加漆魔。如，我國第一汽車集團在2000-2004年期間開發(fā)出920種新車型却音；日本豐田公司10年中車型數(shù)量增加兩倍改抡。另一方面，在發(fā)動機市場競爭愈發(fā)激烈情況下系瓢，發(fā)動機生產批量不確定性增大阿纤。目前流行的柔性生產線，由于價格昂貴撼由，投資風險加大荡将。同時，產能過剩矛盾日益突出——尤其是我國更加嚴重狭鳖。近年來您账，人們一直在探討解決多樣性與經(jīng)濟性日益突出的矛盾盲拐，滿足變品種、變批量的需要爽附，兼顧高柔性房幌、高效率、低投資的要求和對市場的快速反應能力泥碳；同時膜护，也在探討以制造系統(tǒng)的革命來解決產能過剩的世紀矛盾。
美國提出了《可重構制造系統(tǒng)RMS（Reconfigurable Manufacturing Systems）》泰牵。美國國家研究委員會1998年將RMS列為未來20年制造業(yè)必須優(yōu)先解決的10大關鍵技術之首锭测。RMS著眼于發(fā)展制造系統(tǒng)的結構快速調整能力，原理是通過對制造系統(tǒng)中機床配置的調整和機床功能模塊的增減芥吟，迅速構成適應新產品生產或生產批量變化的市場環(huán)境侦铜。為此研制了可重構機床RMT（Reconfigurable Machine Tools）。RMT由標準化的模塊組成钟鸵。與傳統(tǒng)模塊化機床（如钉稍，組合機床）本質性區(qū)別是它的使用中的可重構性。RMS的結構和布局可依需要在用戶現(xiàn)場快速重組棺耍。
RMT的應用基礎之一是柔性夾具贡未。GM公司已經(jīng)開發(fā)出柔性夾具系統(tǒng)，可以快速的更換以生產不同的發(fā)動機缸體或缸蓋蒙袍，包括4俊卤、6、8缸直列和V型發(fā)動機害幅，從而減少更換的時間和成本消恍。這是一個帶有電控永磁臺面的夾具，上面集成了夾緊以现、支撐狠怨、定位元件。用調節(jié)器把這些元件準確地固定在棘爪上來組成特定夾具邑遏。在15分鐘內即可把一種夾具配置變?yōu)榱硪环N配置秫玉。
目前RMS在國際上是熱門話題，我國也已列入科技發(fā)展計劃威众。目前财偶，RMS還有一些關鍵技術有待突破，如哼股，RMT機床重構后的精度和可靠性還有待解決课枉。
日本MAZAK公司開發(fā)出了市場響應型自獨立制造系統(tǒng)《MSM（Market Responsive Self-contained Manufacturing）》。其實質是“單臺套件生產”——可以應對各種不同零件加工的通用性模塊生產方案荧肴。
MAZAK公司用幾臺INTEGREX機床杆赃，分別完成發(fā)動機5大件全部加工莲疤，進行“套件生產”，并隨即裝配成一臺發(fā)動機宣忧。使得在發(fā)動機設計完成后即可以用最小的投資砍机、最快的速度生產出來。最適用于新發(fā)動機研發(fā)锤扣。目前铭莱，用MSM技術制造的發(fā)動機樣機已經(jīng)面世，雖然尚處于實驗階段遣妥，但理論和實踐的禁區(qū)已經(jīng)突破擅编。
流水線（包括TL，F(xiàn)TL箫踩，AFTL）工藝特點是工序分散型爱态，每臺機床原則上只執(zhí)行一道工序。工件在全線“流完”境钟，才完成全部加工锦担；設備排列特點是串聯(lián)式。優(yōu)點是效率高——工序分散慨削，等價于單件多工序同時加工洞渔。即，每一生產節(jié)拍（以分鐘計算）都會生產出來一個零件理盆，目前是大批量生產的唯一方式痘煤。缺點是投資大凑阶，并且全線機床不能獨立工作猿规，一臺機床故障，生產線全線停產宙橱。
MSM生產線工藝特點是工序集中型么缴，一臺機床“獨立”完成全部加工，在生產批量加大時增加機床版掘，并配備物料存儲和傳送裝置犁式。設備排列特點是并聯(lián)式，一臺機床故障昔疆，生產線照常運行蚌汁。因此，MSM生產線的突出特點是《雙柔性》——設備和生產線谤郑。但是效率很低鲸嫁。
為提高效率和緩解一臺機床故障對生產線的影響，目前國外已經(jīng)有發(fā)動機工廠應用并串聯(lián)混合式直呈。
（3）幾點結論性意見
結合我國實際兜诞，筆者認為：提倡但不盲目追求使用高速柔性生產線FTL翰鬓。應該在充分考慮到產品生命周期、科學預測產品更新期前提下惋涌，結合企業(yè)投資能力和回收周期坟翠，因工件而異選擇不同類型生產線。
對于生產批量大且產品生命周期長腰素，相對穩(wěn)定的工件聘裁，如發(fā)動機缸體、變速箱殼體弓千、離合器殼體等咧虎，優(yōu)先選用組合專機生產線TL。
對于更新速度快的產品计呈，如發(fā)動機缸蓋砰诵，采用高速柔性生產線FTL。
大力發(fā)展具有敏捷思想的混合型柔性生產線AFTL捌显，其中注意選擇國內能夠提供的組合/專用機床茁彭；大力發(fā)展三坐標模塊式高速加工中心。
雖然預言RMS或MSM成為發(fā)動機制造技術第三次革命的標志為時尚早扶歪，但我國立志于成為世界汽車強國理肺，要求我們研制自己的發(fā)動機，自然必須密切注意國際上RMS善镰、MSM技術發(fā)展妹萨，并且發(fā)展具有我國自主知識產權的RMS和MSM。
高效專用機床
機床的高效專用性措瑞，是汽車制造裝備的又一大特徵剃杯。如，汽車齒輪加工虹喉，應用高速滾齒機沽糕，高速插齒機，高速磨齒機啤糙。英國LANDIS公司生產的曲軸磨床启血，磨削速度高達120 m/s，用“扒皮法”一次裝夾從毛坯到精磨完畢锉累，耗時僅幾分鐘户载。
“高效專用”，對機床的基本要求是高剛度猩蓝、高速度锻宵、大功率。一律配備超硬刀具桦闪。如侠坎，上述高速滾齒機蚁趁，高速插齒機要求配備整體硬質合金或硬質合金涂層滾刀、插齒刀实胸；LANDIS曲軸磨床配備CBN砂輪他嫡。
高效專用機床基本特徵是《量體裁衣》型。即庐完，按照用戶需要提供個性化產品钢属。
高效專用機床屬于“精益機床（lean machine）”——去除冗余功能，具有高效率和極強針對性特點门躯∠常可通俗的解釋為“瘦肉”型機床。
現(xiàn)代高效專用機床的供貨方式是《整體解決方案——TOTAL SOLUTION》讶凉。
要求從設備研制到投產后都采用《協(xié)同工程——Collaborative engineering》——與上下游合作夥伴（供應商及用戶）染乌，通過異地設計建立動態(tài)聯(lián)盟。聯(lián)合研制貫穿于全過程懂讯，為用戶服務貫穿于產品全生命周期荷憋。
要求供應商熟悉用戶產品（包括預測中期發(fā)展的新產品），熟悉用戶工藝褐望，具有編程能力搬雳，設備優(yōu)化使用能力，具有工藝裝備成套能力锤观，具有集成能力晃键，即，可將工藝系統(tǒng)漱啥、物流系統(tǒng)迟赶、信息系統(tǒng)集成為制造單元及相應的人員培訓。
要求供應商具備自主技術創(chuàng)新能力誓拉。提供的不僅是全面的杈夜，還必須是當代技術水平可達到的“最佳”方案。促使供應商實現(xiàn)用戶需求“拉動”的自主創(chuàng)新篓羊。同時，與用戶聯(lián)合研制過程中積累大大小小的創(chuàng)新弓呵，為開發(fā)的產品“原創(chuàng)性”打下基礎六赢。
還要求供應商具備經(jīng)濟分析能力。能夠根據(jù)用戶資金（包括動態(tài)資金）茉漂，提出幾個方案及報價劳景。并且為用戶提出投資回報周期及盈利分析。
要求用戶提供擬加工工件組圖紙碉就，或它們的典型工件的圖紙盟广、技術要求闷串；提出應達到的生產率（單件加工工時）和質量水平（均應適當高出現(xiàn)有的水平）；工件在本機床加工前后工序的情況筋量；使得機床一到廠即可立即投入生產烹吵，而且加工效率和加工質量均能立刻穩(wěn)定可靠地符合或高于用戶原來提出的要求，立即開始創(chuàng)造效益桨武。
由此可見肋拔，完美的《整體解決方案》，絕不是一個或幾個人能夠完成的呀酸，必須有一個由有關部門組成TVM團隊凉蜂。當然，這已經(jīng)跨入管理范疇性誉，詳見下段窿吩。
《量體裁衣》型的高效專用機床，技術附加值及設備利潤率很高曾搪。由于不同于大量生產的機床溺联，其價格也高得多。正像手工縫制的西服比流水線西服價格高得多遮店。但是只要能夠縮短用戶投資回報周期并盈利捻境，用戶就會認為“物有所值”，不會斤斤計較價格戳酒。當然炸鹅，也要幫助用戶轉變采購設備的理念和習慣。
整體解決方案首先是營銷理念的革命——從賣設備到幫助用戶盡快收回投資并盈利伟杂。它追求的目標是“顧客完全滿意-TCS（Total Customers Satisfaction）”肮渣。它遵循美國管理大師波特的理念“一個企業(yè)贏利能力的關鍵，是企業(yè)是否能收取其為買方創(chuàng)造的價值”名挪【嗫希《整體解決方案》的最新發(fā)展是福特公司創(chuàng)造的企業(yè)管理的第三次革命——“團隊價值管理TVM（TeamValue Management）”。這項2003年才大規(guī)模推廣的TVM系統(tǒng)绵笆，內容是消除企業(yè)內部壁壘棺衬，各個有關部門組成TVM團隊，不再是只對標準和合同負責时鸵，而是對終端顧客負責胶逢。只有在最終顧客這里才制造效益。因此饰潜，整體解決方案的營銷方式初坠，使設備制造商從技術范疇延伸至管理范疇；從工業(yè)領域擴展到服務領域。
我國汽車制造裝備發(fā)展之路——國產化和本地化
汽車制造裝備的本地化是我國汽車產業(yè)和機床產業(yè)共同的歷史使命
中國實現(xiàn)汽車強國夢想碟刺，不可能建筑在裝備長期依賴進口的沙灘上锁保。一方面，對汽車企業(yè)而言半沽，激烈的市場競爭要求不斷降低制造成本爽柒。統(tǒng)計資料表明，汽車裝備進口率每提高1%抄囚，裝備總投資增加2-3%霉赡。可以說幔托，裝備本地化是企業(yè)生存競爭的需要穴亏；另一方面，隨著我國汽車工業(yè)開始進入微利階段细周，企業(yè)將無力長期支付進口設備的高額外匯毯创。
實現(xiàn)汽車制造裝備本地化的根本措施是，加快汽車制造技術及裝備創(chuàng)新體系建設
二十世紀七十年代谒酌，為裝備第二汽車廠苫七，機械工業(yè)部組織了130多個機床生產科研單位，提供了117條自動線遮结，1004種5500臺高效尼送、專用設備，裝備國產化率96%曾负。受到鄧小平同志的贊許鸭荡，稱為“聚寶盆”。而現(xiàn)在我國計劃經(jīng)濟體制下的機床科研體系已經(jīng)“轉企改制”往蝉，但取而代之的適合于市場經(jīng)濟體制下的科研創(chuàng)新體系卻未建立起來稻猜。美國是市場經(jīng)濟發(fā)達的國家，他們組織NCMS的經(jīng)驗和做法似乎可以作為建立我們的汽車制造技術及裝備創(chuàng)新體系的參考堡扣。即坦康，政府資助，機床產業(yè)和汽車產業(yè)聯(lián)手诡延，組織汽車制造裝備研發(fā)中心滞欠，由高校執(zhí)行課題。目前建立研發(fā)隊伍最可行的辦法就是產學研合作孕暇，尤其是產學合作仑撞。這也符合我國科技發(fā)展戰(zhàn)略的十二字方針：協(xié)同集成、自主創(chuàng)新妖滔、重點跨越。
同時，機床產業(yè)要緊緊抓住汽車產業(yè)二十年大發(fā)展的戰(zhàn)略機遇期座舍，瞄準汽車裝備市場需求（包括中長期需求）沮翔，特別是從進口熱點中尋求突破點；瞄準世界汽車制造技術及裝備發(fā)展前沿技術曲秉，如采蚀，可重構制造系統(tǒng)——RMS；特別要掌握生產線集成技術承二。進口生產線中有許多工夾具和非標設備榆鼠，國內能夠制造并且成本大大降低，關鍵是集成技術漠盔。目前规倚，大連機床集團等單位已經(jīng)掌握了生產線集成技術，應該在機床行業(yè)全面推廣奸涤。
一個多世紀以來雖然幾經(jīng)革命票从，它卻一直是汽車及零部件生產方式的主體协黑。
流水生產線根本技術是集成技術——將工藝系統(tǒng)哩讶、物流系統(tǒng)、信息系統(tǒng)集成為流水生產線丹碑。
（1）工藝系統(tǒng)：即機床——工具——工件系統(tǒng)格你。
現(xiàn)代轎車流水生產線的工藝裝備，已經(jīng)進入柔性化時代候隘，由數(shù)控機床和智能工具組成蔼处。
對機床主要要求是：高速度、高精度跛孕、高精度保持性——高機床工程能力指數(shù)（Cm/Cmk值）铭能，高可靠性，等舟鲁。
用于發(fā)動機生產線的高速加工中心：快移速度60～100 m/min励螺，加速度0.6～1.5g；主軸最高轉速8,000～15,000 r/min坡沿；定位精度/重復定位精度——工作臺1m以下糊探，8μm/4μm (VDI標準)，工作臺1m以上河闰，10μm/5μm/M (VDI標準)科平。
目前，國際上這類加工中心的最新發(fā)展是姜性，主運動普遍采用電主軸瞪慧，進給運動愈來愈多采用直線電機。同時部念，普遍運用三坐標模塊化和箱中箱結構弃酌，機床非常簡約，外購件（配套件）比例增加儡炼，交貨期大大縮短妓湘。日本MAZAK公司最新一代的UH“瘦身”型加工中心查蓉，采用雙X軸進給方式，機床寬度縮短38～57%榜贴，大大減少生產線占地面積和投資豌研。
用于模具加工的3～5軸床身式、龍門式數(shù)控/仿形高速銑床（加工中心）：主軸最高轉速20,000～40,000 r/min沈猜；
機床工程能力指數(shù)/工序能力指數(shù)Cmk/Cpk值≧2.0/1.67 淌璧。
平均無故障工作時間MTBF，日本遠州2002年資料目標為5 000小時猴豁。
（2）物流系統(tǒng)：由原材料處理湃改、存儲级闭、上下料裝置悲碰、機床間工件傳輸裝置組成。
在單臺數(shù)控機床配備工件庫或原材料庫和自動上下料裝置（含機械手本洁、機器人）的條件下泻磅，即在與物料存儲與傳送及其自動控制集成的條件下，構成柔性制造單元（FMC）搔片。在多臺數(shù)控機床配備自動上下料與物料存儲和傳送及與生產計劃調度用計算機集成的條件下煞松，構成柔性制造系統(tǒng)（FMS）。在不含計劃調度系統(tǒng)和工件單向流動時脸缆，組成柔性生產線芳争。
（3）信息系統(tǒng)：
主要包括生產線控制、刀具更換别粮、工裝及附具更換懈词、工件調度、自動編程辩诞、自動監(jiān)控坎弯、自動補償、工件質量自動檢測译暂、刀具磨損或破損后的自動更換和自動報警等抠忘。最新要求是具有CAD/CAM功能，遠程生產線管理和維護外永、故障診斷和自動修復功能等崎脉。
流水生產線又是制造技術與管理技術結合的典范。二十世紀影響了人類制造業(yè)的幾大管理技術多產生于汽車生產線伯顶。如荧嵌，福特生產方式，豐田生產方式砾淌，準時制（JIT）啦撮，精益生產等。這里不再闡述。
發(fā)動機制造技術的發(fā)展與變革
正像發(fā)動機是汽車的心臟一樣例是，發(fā)動機制造技術是汽車制造技術的集中體現(xiàn)卡宛。
（1）汽車面世以來，發(fā)動機制造技術已經(jīng)經(jīng)歷了兩次革命狐怯。
第一次革命發(fā)生在二十世紀初胚闲，美國福特汽車公司創(chuàng)始人福特發(fā)明了大量生產流水線。其主要方式颜肥，是由組合/專用機床（special purpose machine/ Transfer machine ）組成的自動生產線 TL(Transfer Line) ,也稱為傳統(tǒng)自動線缭柄。其最大優(yōu)點是高生產效率——幾十甚至上百把刀同時加工，其效率是任何其他類型生產線無法比擬的退厕；低價格——特別是我國软架，組合專機價格甚至低于批量生產的通用數(shù)控機床。最大缺點是柔性差寸颇，一旦產品變型和更換品種即基本無法使用弄讥。我國汽車行業(yè)從誕生至二十世紀九十年代初期，一直沿用TL础健。目前我國轎車行業(yè)生產大多不采用TL谋啃。但在國外大量生產穩(wěn)定產品的生產線中，TL仍是最佳選擇蹂喻。
為了解決產品的變型生產和便于更換品種葱椭，柔性生產技術被引進了汽車生產。二十世紀九十年代出現(xiàn)了高轉速口四、高快移速度孵运、高加速度、快速換刀的高速加工中心窃祝。由其組成的高速柔性生產線FTL（Flexible Transfer Line）是發(fā)動機制造技術的第二次革命掐松。其突出特點是一定程度上克服了高柔性和低效率的矛盾。這種生產線不僅可加工同樣產品范圍內的零件粪小，而且可加工變型產品大磺、換代產品以及新產品，真正具備了柔性的意義探膊。缺點是投資較大杠愧，效率受局限。目前是我國轎車企業(yè)的熱點生產線逞壁。
為了進一步提高高速柔性生產線的生產效率流济，更快地適應市場變化，F(xiàn)TL的新發(fā)展是敏捷高速柔性生產線——AFTL（Agile Flexible Transfer Line）债轰，目標是：
·對變化的市場需求快速做出反映铆糙；
·滿足現(xiàn)代轎車發(fā)動機“多品種缕翁、大中批量、高效率械琴、低成本”的需要叠凸；
·符合“精益生產”原則——用最小投資贏得最大經(jīng)濟效益。
AFTL的主要特點是：
·由通用高速加工中心和專用/組合機床組成的混合（Hybrid）型柔性生產線（HSMC+SPM/TM）狰了。按照工序流程排列設備并由自動輸送裝置連接滨鼠，全部生產線上機床、輸送和工件識別均在一個控制系統(tǒng)中乐标；
·采用敏捷夾具（柔性夾具-可控捶臂、可調夾具）；
·采用“智能刀具（Smart Tools）”——為特定零件加工設計的一系列專用高效刀具姚损。
這種生產線的優(yōu)點是生產效率高同時又具有相當?shù)娜嵝允甓悖軌蜻m合大批量生產和變型產品生產，同時投資較小掀哎。缺點是柔性受局限俩莽，不能加工不可預見的任意品種零件旺坠。目前乔遮，混合型柔性生產線在國內外汽車行業(yè)應用廣泛。
（2）目前發(fā)動機制造技術正醞釀著第三次革命
背景是取刃，一方面蹋肮，隨著技術進步，發(fā)動機研發(fā)速度越來越快璧疗，新產品開發(fā)周期從30個月縮短到13個月坯辩；同時，日益發(fā)展的多樣性需求崩侠，使車型數(shù)量急劇增加漆魔。如，我國第一汽車集團在2000-2004年期間開發(fā)出920種新車型却音；日本豐田公司10年中車型數(shù)量增加兩倍改抡。另一方面，在發(fā)動機市場競爭愈發(fā)激烈情況下系瓢，發(fā)動機生產批量不確定性增大阿纤。目前流行的柔性生產線，由于價格昂貴撼由，投資風險加大荡将。同時，產能過剩矛盾日益突出——尤其是我國更加嚴重狭鳖。近年來您账，人們一直在探討解決多樣性與經(jīng)濟性日益突出的矛盾盲拐，滿足變品種、變批量的需要爽附，兼顧高柔性房幌、高效率、低投資的要求和對市場的快速反應能力泥碳；同時膜护，也在探討以制造系統(tǒng)的革命來解決產能過剩的世紀矛盾。
美國提出了《可重構制造系統(tǒng)RMS（Reconfigurable Manufacturing Systems）》泰牵。美國國家研究委員會1998年將RMS列為未來20年制造業(yè)必須優(yōu)先解決的10大關鍵技術之首锭测。RMS著眼于發(fā)展制造系統(tǒng)的結構快速調整能力，原理是通過對制造系統(tǒng)中機床配置的調整和機床功能模塊的增減芥吟，迅速構成適應新產品生產或生產批量變化的市場環(huán)境侦铜。為此研制了可重構機床RMT（Reconfigurable Machine Tools）。RMT由標準化的模塊組成钟鸵。與傳統(tǒng)模塊化機床（如钉稍，組合機床）本質性區(qū)別是它的使用中的可重構性。RMS的結構和布局可依需要在用戶現(xiàn)場快速重組棺耍。
RMT的應用基礎之一是柔性夾具贡未。GM公司已經(jīng)開發(fā)出柔性夾具系統(tǒng)，可以快速的更換以生產不同的發(fā)動機缸體或缸蓋蒙袍，包括4俊卤、6、8缸直列和V型發(fā)動機害幅，從而減少更換的時間和成本消恍。這是一個帶有電控永磁臺面的夾具，上面集成了夾緊以现、支撐狠怨、定位元件。用調節(jié)器把這些元件準確地固定在棘爪上來組成特定夾具邑遏。在15分鐘內即可把一種夾具配置變?yōu)榱硪环N配置秫玉。
目前RMS在國際上是熱門話題，我國也已列入科技發(fā)展計劃威众。目前财偶，RMS還有一些關鍵技術有待突破，如哼股，RMT機床重構后的精度和可靠性還有待解決课枉。
日本MAZAK公司開發(fā)出了市場響應型自獨立制造系統(tǒng)《MSM（Market Responsive Self-contained Manufacturing）》。其實質是“單臺套件生產”——可以應對各種不同零件加工的通用性模塊生產方案荧肴。
MAZAK公司用幾臺INTEGREX機床杆赃，分別完成發(fā)動機5大件全部加工莲疤，進行“套件生產”，并隨即裝配成一臺發(fā)動機宣忧。使得在發(fā)動機設計完成后即可以用最小的投資砍机、最快的速度生產出來。最適用于新發(fā)動機研發(fā)锤扣。目前铭莱，用MSM技術制造的發(fā)動機樣機已經(jīng)面世，雖然尚處于實驗階段遣妥，但理論和實踐的禁區(qū)已經(jīng)突破擅编。
流水線（包括TL，F(xiàn)TL箫踩，AFTL）工藝特點是工序分散型爱态，每臺機床原則上只執(zhí)行一道工序。工件在全線“流完”境钟，才完成全部加工锦担；設備排列特點是串聯(lián)式。優(yōu)點是效率高——工序分散慨削，等價于單件多工序同時加工洞渔。即，每一生產節(jié)拍（以分鐘計算）都會生產出來一個零件理盆，目前是大批量生產的唯一方式痘煤。缺點是投資大凑阶，并且全線機床不能獨立工作猿规，一臺機床故障，生產線全線停產宙橱。
MSM生產線工藝特點是工序集中型么缴，一臺機床“獨立”完成全部加工，在生產批量加大時增加機床版掘，并配備物料存儲和傳送裝置犁式。設備排列特點是并聯(lián)式，一臺機床故障昔疆，生產線照常運行蚌汁。因此，MSM生產線的突出特點是《雙柔性》——設備和生產線谤郑。但是效率很低鲸嫁。
為提高效率和緩解一臺機床故障對生產線的影響，目前國外已經(jīng)有發(fā)動機工廠應用并串聯(lián)混合式直呈。
（3）幾點結論性意見
結合我國實際兜诞，筆者認為：提倡但不盲目追求使用高速柔性生產線FTL翰鬓。應該在充分考慮到產品生命周期、科學預測產品更新期前提下惋涌，結合企業(yè)投資能力和回收周期坟翠，因工件而異選擇不同類型生產線。
對于生產批量大且產品生命周期長腰素，相對穩(wěn)定的工件聘裁，如發(fā)動機缸體、變速箱殼體弓千、離合器殼體等咧虎，優(yōu)先選用組合專機生產線TL。
對于更新速度快的產品计呈，如發(fā)動機缸蓋砰诵，采用高速柔性生產線FTL。
大力發(fā)展具有敏捷思想的混合型柔性生產線AFTL捌显，其中注意選擇國內能夠提供的組合/專用機床茁彭；大力發(fā)展三坐標模塊式高速加工中心。
雖然預言RMS或MSM成為發(fā)動機制造技術第三次革命的標志為時尚早扶歪，但我國立志于成為世界汽車強國理肺，要求我們研制自己的發(fā)動機，自然必須密切注意國際上RMS善镰、MSM技術發(fā)展妹萨，并且發(fā)展具有我國自主知識產權的RMS和MSM。
高效專用機床
機床的高效專用性措瑞，是汽車制造裝備的又一大特徵剃杯。如，汽車齒輪加工虹喉，應用高速滾齒機沽糕，高速插齒機，高速磨齒機啤糙。英國LANDIS公司生產的曲軸磨床启血，磨削速度高達120 m/s，用“扒皮法”一次裝夾從毛坯到精磨完畢锉累，耗時僅幾分鐘户载。
“高效專用”，對機床的基本要求是高剛度猩蓝、高速度锻宵、大功率。一律配備超硬刀具桦闪。如侠坎，上述高速滾齒機蚁趁，高速插齒機要求配備整體硬質合金或硬質合金涂層滾刀、插齒刀实胸；LANDIS曲軸磨床配備CBN砂輪他嫡。
高效專用機床基本特徵是《量體裁衣》型。即庐完，按照用戶需要提供個性化產品钢属。
高效專用機床屬于“精益機床（lean machine）”——去除冗余功能，具有高效率和極強針對性特點门躯∠常可通俗的解釋為“瘦肉”型機床。
現(xiàn)代高效專用機床的供貨方式是《整體解決方案——TOTAL SOLUTION》讶凉。
要求從設備研制到投產后都采用《協(xié)同工程——Collaborative engineering》——與上下游合作夥伴（供應商及用戶）染乌，通過異地設計建立動態(tài)聯(lián)盟。聯(lián)合研制貫穿于全過程懂讯，為用戶服務貫穿于產品全生命周期荷憋。
要求供應商熟悉用戶產品（包括預測中期發(fā)展的新產品），熟悉用戶工藝褐望，具有編程能力搬雳，設備優(yōu)化使用能力，具有工藝裝備成套能力锤观，具有集成能力晃键，即，可將工藝系統(tǒng)漱啥、物流系統(tǒng)迟赶、信息系統(tǒng)集成為制造單元及相應的人員培訓。
要求供應商具備自主技術創(chuàng)新能力誓拉。提供的不僅是全面的杈夜，還必須是當代技術水平可達到的“最佳”方案。促使供應商實現(xiàn)用戶需求“拉動”的自主創(chuàng)新篓羊。同時，與用戶聯(lián)合研制過程中積累大大小小的創(chuàng)新弓呵，為開發(fā)的產品“原創(chuàng)性”打下基礎六赢。
還要求供應商具備經(jīng)濟分析能力。能夠根據(jù)用戶資金（包括動態(tài)資金）茉漂，提出幾個方案及報價劳景。并且為用戶提出投資回報周期及盈利分析。
要求用戶提供擬加工工件組圖紙碉就，或它們的典型工件的圖紙盟广、技術要求闷串；提出應達到的生產率（單件加工工時）和質量水平（均應適當高出現(xiàn)有的水平）；工件在本機床加工前后工序的情況筋量；使得機床一到廠即可立即投入生產烹吵，而且加工效率和加工質量均能立刻穩(wěn)定可靠地符合或高于用戶原來提出的要求，立即開始創(chuàng)造效益桨武。
由此可見肋拔，完美的《整體解決方案》，絕不是一個或幾個人能夠完成的呀酸，必須有一個由有關部門組成TVM團隊凉蜂。當然，這已經(jīng)跨入管理范疇性誉，詳見下段窿吩。
《量體裁衣》型的高效專用機床，技術附加值及設備利潤率很高曾搪。由于不同于大量生產的機床溺联，其價格也高得多。正像手工縫制的西服比流水線西服價格高得多遮店。但是只要能夠縮短用戶投資回報周期并盈利捻境，用戶就會認為“物有所值”，不會斤斤計較價格戳酒。當然炸鹅，也要幫助用戶轉變采購設備的理念和習慣。
整體解決方案首先是營銷理念的革命——從賣設備到幫助用戶盡快收回投資并盈利伟杂。它追求的目標是“顧客完全滿意-TCS（Total Customers Satisfaction）”肮渣。它遵循美國管理大師波特的理念“一個企業(yè)贏利能力的關鍵，是企業(yè)是否能收取其為買方創(chuàng)造的價值”名挪【嗫希《整體解決方案》的最新發(fā)展是福特公司創(chuàng)造的企業(yè)管理的第三次革命——“團隊價值管理TVM（TeamValue Management）”。這項2003年才大規(guī)模推廣的TVM系統(tǒng)绵笆，內容是消除企業(yè)內部壁壘棺衬，各個有關部門組成TVM團隊，不再是只對標準和合同負責时鸵，而是對終端顧客負責胶逢。只有在最終顧客這里才制造效益。因此饰潜，整體解決方案的營銷方式初坠，使設備制造商從技術范疇延伸至管理范疇；從工業(yè)領域擴展到服務領域。
我國汽車制造裝備發(fā)展之路——國產化和本地化
汽車制造裝備的本地化是我國汽車產業(yè)和機床產業(yè)共同的歷史使命
中國實現(xiàn)汽車強國夢想碟刺，不可能建筑在裝備長期依賴進口的沙灘上锁保。一方面，對汽車企業(yè)而言半沽，激烈的市場競爭要求不斷降低制造成本爽柒。統(tǒng)計資料表明，汽車裝備進口率每提高1%抄囚，裝備總投資增加2-3%霉赡。可以說幔托，裝備本地化是企業(yè)生存競爭的需要穴亏；另一方面，隨著我國汽車工業(yè)開始進入微利階段细周，企業(yè)將無力長期支付進口設備的高額外匯毯创。
實現(xiàn)汽車制造裝備本地化的根本措施是，加快汽車制造技術及裝備創(chuàng)新體系建設
二十世紀七十年代谒酌，為裝備第二汽車廠苫七，機械工業(yè)部組織了130多個機床生產科研單位，提供了117條自動線遮结，1004種5500臺高效尼送、專用設備，裝備國產化率96%曾负。受到鄧小平同志的贊許鸭荡，稱為“聚寶盆”。而現(xiàn)在我國計劃經(jīng)濟體制下的機床科研體系已經(jīng)“轉企改制”往蝉，但取而代之的適合于市場經(jīng)濟體制下的科研創(chuàng)新體系卻未建立起來稻猜。美國是市場經(jīng)濟發(fā)達的國家，他們組織NCMS的經(jīng)驗和做法似乎可以作為建立我們的汽車制造技術及裝備創(chuàng)新體系的參考堡扣。即坦康，政府資助，機床產業(yè)和汽車產業(yè)聯(lián)手诡延，組織汽車制造裝備研發(fā)中心滞欠，由高校執(zhí)行課題。目前建立研發(fā)隊伍最可行的辦法就是產學研合作孕暇，尤其是產學合作仑撞。這也符合我國科技發(fā)展戰(zhàn)略的十二字方針：協(xié)同集成、自主創(chuàng)新妖滔、重點跨越。
同時，機床產業(yè)要緊緊抓住汽車產業(yè)二十年大發(fā)展的戰(zhàn)略機遇期座舍，瞄準汽車裝備市場需求（包括中長期需求）沮翔，特別是從進口熱點中尋求突破點；瞄準世界汽車制造技術及裝備發(fā)展前沿技術曲秉，如采蚀，可重構制造系統(tǒng)——RMS；特別要掌握生產線集成技術承二。進口生產線中有許多工夾具和非標設備榆鼠，國內能夠制造并且成本大大降低，關鍵是集成技術漠盔。目前规倚，大連機床集團等單位已經(jīng)掌握了生產線集成技術，應該在機床行業(yè)全面推廣奸涤。
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