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1、欧美与日系汽车企业制造系统方面的比较与思考 近年来我国汽车制造业发展特别快，世界上的主要汽车制造企业都已来到中国进行投资，或和中国汽车公司办合资企业，或自已独资办汽车零部件企业，与此同时，国内的自主品牌汽车也在迅猛发展，汽车中的核心部件发动机和变速器的制造更是不断发展，一条又一条的发动机关键零部件生产线被建立起来并投入生产，也带来机床、刀具等相关行业的快速发展，新产品、新工艺、新技术和新材料不断出现。 不过，虽然都是在制造生产汽车发动机、变速器等，不同汽车制造企业采用的制造系统、制造工艺和质量控制方法等却有着很大的差异。这种差异不仅仅是技术、工艺和控制方法上的差异，更是反映了理念上的差异和指导
2、思想的不同。制造系统应柔性到什么程度 目前欧美汽车制造企业比较偏重于高度的柔性化生产，发动机缸体、缸盖等箱体类零件都大量采用由通用加工中心组成的生产线，生产线上不同品种生产的变换也较频繁，通过产品识别和防错系统，可由机床控制自动更换刀具，调整加工程序以加工不同的产品。不过，变换生产的也仅是相类似的产品，大规模的完全变换产品的加工情况还是很少发生，如这种情况发生，即使采用通用数控加工中心机床，仍有大量的涉及夹具、刀具、工件输送系统方面的更改工作要做。而非标的复合刀具的大量采用，在提高加工效率的同时也使生产线的柔性化程度受到了一定的影响，它实际上是专机生产线的转化，将设备的专门化变成了刀具的专门化
3、，在改换生产产品时，需要设计和制造新的非标的复合刀具，其费用并不低，也需要相当长的一段生产准备时间。 日本汽车制造企业则在保持生产线的一定柔性化程度的同时，比较注重实际生产效率的提高，特别重视生产的稳定性，因而在生产中采用专机生产线较多，对于有较高加工精度和特殊加工要求的工序，更倾向于采用专用设备进行加工生产，如在发动机缸盖的气门座圈和导管孔的加工中，对于座圈上起密封作用的关键部位的加工往往采用镗加工而不是采用加工中心机床配特殊刀具进行锪加工的工艺方法，以有利于保证加工精度和提高刀具寿命；对于精度要求高的、长径比大的缸盖凸轮轴孔的加工、缸体曲轴孔的加工，出于同样的考虑也往往采用专机进行加工。当
4、然如需更换加工差异比较大的产品时，对这种生产线的改动工作量也较大，有时可能就不得不舍弃原有的机床，重新制造新的机床。 比较这两种工艺安排，比较理想的方法是，对于一些特殊工序采用专机或由其组成的自动线，而其它工序则采用CNC加工中心机床，这种方式在保证满足加工精度、加工质量稳定和高生产效率的同时，最大程度地增加了加工柔性且能够兼顾生产效率和加工成本的要求。现在一些汽车制造企业倾向于建设专机自动线和柔性CNC加工中心机床组合的生产线。在投资方面，专机或专机自动线一般是根据产量纲领一次建设到位，而CNC加工中心机床则根据产量的发展规划和市场需求的变化情况进行分期投入，这样既保持较高的柔性，又可降低项
5、目初期投资过大的风险。 制造系统的柔性化与所需生产的产量大小紧密相关，但是进行制造系统的规划与设计时不仅需要了解规划产量的大小，而且需要对于产量变动的范围、变动的大小和变动的可能性高低有所了解，可将概率统计分析的方法应用于产量变动分析中，以此作为对生产线柔性化设计的分析依据，而不是静态地将规划产量简单拿来作为依据进行成本分析和进行生产线的工艺及柔性化设计。 需要指出的是，对于通常的汽车制造企业来说，由于其大多数产品是面向大众和最终消费者的，其产量不可能太小，而产品的变化也不可能像单件小批量生产那样完全的随机变化，在一条生产线上布置生产差异过大的产品并无意义，没有必要为追求产品更换可能性并不大的
6、高度柔性化生产而进行不合理的投入，生产线的柔性化应该是一种相对的、有条件的柔性化，实现综合效益的优化。高速加工应高速到什么程度 欧美的汽车、机床制造企业特别是德国的机床制造企业非常重视发展和应用高速切削加工方法和装备，其在汽车发动机、变速器的生产加工中所应用的机床的主轴转速很多都10000r/min，加工铝合金工件的铣削速度达5000m/min，加工铸铁工件的铣削速度也可达1000m/min。 而日系汽车制造企业特别是丰田汽车公司，则明确提出其汽车零部件生产加工中的机床的主轴转速一般不超过8000r/min，由此，很多机床也就不需采用电主轴，用普通主轴就可以了。 为什么有这样的差异，原来日系企
7、业更关注生产的稳定性和生产线的开动率，他们认为，机床主轴超过8000r/min后，机床发生故障的概率会增加，刀具磨损增加，有时必须采用较昂贵材料的刀具，刀具消耗增加，刀具非正常损耗出现概率变大，设备开动率降低，这会增加生产的成本。 可是高速加工带来的好处也是明显的，由于速度的提高，生产节拍缩短，有可能用较少的设备获得更高的生产能力，可以减少厂房使用面积，也可节省使用的人工。高速加工能否带来提升效率、降低成本、提高切削加工质量的效果，关健是看能否在可靠的技术经济分析的基础上进行系统的考虑和平衡，在看到高速切削带来一个方面益处的同时，看一看其他方面，带来可能的刀具消耗增加、设备故障率增加、生产能否
8、稳定进行等方面的情况究竟如何，将一次性的投入与长期的生产中的消耗进行比较和深入仔细的分析，以此找出对系统总体最有利和最适用的方案。自动化程度上的差异 欧美汽车制造企业的制造过程比较重视自动化，生产制造过程中大量采用了自动化设备、机械手以及自动测量、自动防错等设施，工序之间工件的传递很多都采用了机动滚道或是机械手搬运；一个新项目的投资中有相当大的一部分是用在了自动化装置上。 而在日系汽车制造工厂中则看不到如欧美汽车制造工厂那么多的机械手和自动化设备，能采用非自动化工作的地方很多都采用了非自动化工作方式，除了核心的加工工作部位是机械化、自动化加工，对于上下料工作，大多采用了人工，大多数工序间的工件
9、传递也采用了非机动滚道。 不过对于如不采用自动化装置有可能不能保证质量，或是有可能影响操作人员安全的工序，不论是欧美汽车制造企业还是日系汽车制造企业都主张采用自动化的装置。 总的看起来，日系汽车制造企业在生产设备中的初始投入相对较少，因而其分摊到制造成本中的设备折旧也就较低，这可能也是为什么日系汽车的成本较低的原因之一。 实施自动化的目的是为了改善工作环境、保证加工质量、提高生产效率、降低成本，对于提高工作的安全性、改善操作者的工作条件和保证加工质量的自动化，其意义是非常明显的，至于以提高生产效率和降低成本为目的的自动化就需要进行仔细的比较和分析，是否真正达到了提高效率和降低成本的目的，过度的
10、自动化也有可能导致生产中出现故障的环节增多，或导致设备的投入和以后的维护费用大幅增加，而通过自动化降低所用操作人员数的做法，对于劳动力相对较便宜和就业压力较大的地方也并不合适，所以对于在制造过程中实现什么样的自动化以及自动化要实现到何种程度，需要进行综合平衡和全面考虑。制造过程中的不同质量控制方法 欧美汽车制造企业和日系汽车制造企业都强调质量工作，不过在实际的质量控制体系和控制方法上却也存在着明显的差异。例如：在发动机的制造过程中，对于螺栓的拧紧扭矩的控制，欧美汽车制造企业大量采用了较昂贵的电动扭矩控制扳手，依靠技术手段实现了较精确的扭矩控制；而日本汽车制造企业中采用的电动扭矩控制扳手相对不多
11、，在很多地方还是采用了普通的扭力扳手，但加强了对相应操作人员的培训和要求，强调依靠人的素质来保证扭矩控制的质量。 在发动机的装配线中，欧美汽车制造企业往往都设立较多的返修回路，而且很多情况下还是自动地将有装配质量问题的发动机送入返修回路，待返修完成后重新进入装配线进行后续装配工作；而日系汽车制造企业的发动机装配线中，设立的返修回路就相对较少，更强调装配的一次合格率，而在遇到装配质量问题时，则采用将发动机吊离装配线的办法，离线返修后再重新进入装配线。 对于发动机装配后的最终质量检查，传统的做法是将装配完成的发动机送上热试台架，直接燃烧燃油进行运转，由于这是发动机的真实运转情况，通过热试检查的发动
12、机一般都可发现和消除存在的缺陷。但是热试存在着需要燃烧燃油，消耗能源大，需解决安全供给燃油和废气排放处理问题，同时为满足生产和试验节拍，常需要多个热试发动机试验台，占地面积也大，试验引起的噪声也大。于是出现了发动机冷试技术，在发动机冷试中，发动机由电机带动运转，而设置在发动机各部位的传感器将发动机运转过程中的各种状态信号通过相关线路传输至冷试试验台的计算机系统中，通过与事先标定的正常状态比较，可发现发动机中有无制造缺陷。与热试相比，它试验时间短，还能较快地发现缺陷存在于什么部位和由什么原因引起，但其不足之处也是明显的，由于其不是燃烧燃料的真正工作状态，所以有些部分的状态并不能检查，有时仍会有存
13、在泄漏、异响等缺陷的发动机流出发动机装配线而进入了汽车总装配线。 在发动机的这个最终检验方面，欧美汽车企业与日系汽车企业也表现出了很大的差异，欧美汽车企业倾向于采用冷试试验台，特别是美国汽车企业在新项目中基本上都应用了冷试工艺，欧洲有些汽车企业也有部分采用热试试验台的，但有意思的是日系汽车企业中有的企业不仅不进行发动机热试，甚至连冷试也取消，直接将装配完成的发动机送上汽车总装配线，由此节约了大量的设备投资、人力和物力。那么这样的做法有没有质量风险呢？他们的回答是，没有风险，原因是他们虽然不在发动机厂进行发动机热试或冷试试验，但发动机装配入汽车后，在汽车出厂前是要通过转鼓试验台试验合格才能出厂的
14、，而发动机的各项性能也就在此过程中得到了检验，如发现问题就会立即得到处理，以确保出厂的汽车质量合格，这样同样可以保证汽车用户的利益。 由于仍然存在着对发动机产品的最终检验，只是将此检验过程并入了汽车的最终检验过程中，发动机的质量仍然得到了保证，不过存在着汽车总装配下线的返修率可能相对较高和返修工作量较大的问题，这里有一个对系统的总成本和生产效率的分析及平衡的问题，需根据不同企业的条件和其他方面的情况作出合适的选择。 由上述可见，欧美汽车制造企业比较重视通过技术手段实现对产品的质量控制，而日本汽车制造企业比较强调依靠人的素质来控制质量，也对节约成本给予了更大关注。这里的关键是，质量是否真正受到有
15、效的控制，机器有可能失灵，人也可能出现疲劳，不管采用哪种方法，都要将质量放在首位。设备验收中的不同做法 为了确保新建设的生产制造系统的顺利投产和可靠运行，通常都需要对相应的生产设备和工艺装备进行验收，包括预验收和终验收，在这方面也可看出欧美汽车制造企业和日系汽车制造企业在做法上的差异。 以在设备制造商现场所进行的设备预验收来说，验收如何进行以及使用多少毛坯进行切削加工，对验收的效果和成本是有显著影响的，特别是对于某些新项目来说，由于工件毛坯也在试制中，而为了保证项目的时间节点，在设备预验收阶段所使用的的工件毛坯需要提前制造，所花费的成本会比大生产中所使用工件毛坯成本明显偏高，另外将这些设备验收加工所需要的毛坯运送到设备制造厂也是费用高昂。 欧美汽车企业很强调检查工序或设备的能力指数，美国汽车制造企业常常要求在设备验收中加工300件工件，以验证设备能力指数CPK，可是有时由于各种原因，也有加工100件或更少即可的，而欧洲的有些汽车制造企业则要求加工50件或30件即可。 日系汽车制造企业虽然也曾要求在设备验收中检查设备的能力指数，可是有的企业近年来却不再强求，他们认为设备的质量靠设计和制造过程来保证，需要制造厂家和客户在制造过程中的不断沟通，机床制造厂家应该在设备验收前提供自己做的加工检查报告供客户审核，有问题需及
