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揭秘牧野机床(MAKINO)的成功之道:质量第一

2020/2/21    来源:e-works    作者:e-works  江艳芬      
关键字:牧野机床  日本考察  
2019年12月11日,e-works第六届日本智能工厂考察团前往山梨县考察全球最大的铣削加工中心领导厂商——株式会社牧野铣床制作所的厚木工厂和富士胜山工厂,实地体验了牧野铣床的企业文化、优秀的管理理念、先进制造技术、精益生产和服务体系等方方面面。
       日本是继美国、德国之后,世界上第三个建立起工业化强国的国家。1889年日本生产了第一台机床,并以机床工业为基础,大力发展了钢铁、汽车、造船、电子和核电工业等等。由于人才众多、管理正确、质量过硬、开拓创新,突破了各种关键技术和零部件的配套,日本的机床技术跃居世界一流。
 
       2019年12月11日,e-works第六届日本智能工厂考察团前往山梨县考察全球最大的铣削加工中心领导厂商——株式会社牧野铣床制作所的厚木工厂和富士胜山工厂,实地体验了牧野铣床的企业文化、优秀的管理理念、先进制造技术、精益生产和服务体系等方方面面。我们体会到,“质量第一”的企业理念是牧野机床成功的根本原因,也是企业持续创新发展的指南针。
 
       牧野机床始创于1937年5月,专注于铣床和加工中心的研发、制造与服务,是全球高端铣床和加工中心的领导厂商。截止2019年3月财年,其全球的营业额为2047亿日元(约132亿人民币),全球员工共4800余人。主要产品有加工中心、NC电火花加工、NC铣床、DNC铣床、磨床FMS、CAD/CAM等的制造与服务,提供交钥匙工程服务。牧野机床服务于模具、航空航天、汽车零部件、医疗健康等行业,在欧洲、北美洲、中国、新加坡、东南亚、印度设有技术中心及工厂。2003年在江苏省昆山市成立牧野机床(中国)有限公司,供应全球市场的牧野电火花机和线切割机。牧野机床因其产品质量卓越而被业界誉为模具行业的标配。
 
       牧野机床热情接待了e-works第六届日本智能工厂考察团并精心设计了参观行程。制作所社长井上真一先生亲自出席并致欢迎辞,介绍了公司主要业务和发展历程;接着由工作人员带领参观工厂。最后,还学习了解了牧野IIOT应用实践进展。参观结束后,中国机械工程学会理事长李培根院士对考察活动做精彩点评。

制作所社长井上真一先生和中国区总裁朱良欢迎考察团一行

图1 制作所社长井上真一先生和中国区总裁朱良先生欢迎考察团一行

牧野机床“质量第一”企业理念

图2 牧野机床“质量第一”企业理念
 
       “质量第一”即:尽一切努力满足客户所提出的对提高产品品质的要求,时刻鞭策自己提高生产率,扎实稳健做好每一项工作。企业认为,提供高质量的产品和服务是对客户的郑重承诺。牧野机床在研发设计思路,生产环境配套、柔性制造生产、质量控制体系、售后服务平台、运营管理优化以“质量第一“为目标。
 
匠人匠心 精益求精
 
       牧野机床工厂对质量的精益求精和追求细节的工匠精神令考察团印象深刻。牧野可生产超高转速、超大功率及超大扭矩三类主轴,拥有专利技术100多项。电主轴最高转速高达每分钟4.5万转。电主轴部件有2400多个零件,结构十分复杂。
 
       牧野机床工厂是如何做到产品“质量第一”呢?实现生产机床高精度的基本条件是良好的加工环境和优质的生产设备。为此,牧野机加工和装配车间均运用恒温系统实现良好的温度管理,通过温度、湿度传感器,实时测量并报告数据,确保加工车间始终保持在23±1度,装配车间±0.4度。生产设备大量使用自己生产的机床,机床控制系统则使用日本数控机床巨头发那科(Fanuc)的控制系统;对于导轨面,牧野机床采用了硬轨面和机身一体化结构设计;同时,富士山海拔高、气温低、湿度适宜,坚固的花岗岩岩层地基可承载50吨,在这样的环境里生产,有利于保证床身精度的稳定性。而且,在硬轨面加工时,牧野机床既通过自动化设备来完成刮研工艺过程,同时还保留了由高级工匠进行手工刮研的工艺,确保机床的精度要求达到亚微米级别。而在主轴装配时,也必须是经过专业认证的操作工人来精确调整关键零部件的同心度,并进行动平衡检测以确保关键零件精度。牧野的工匠精神令人叹服。

硬轨面和机身一体化结构设计

图3 硬轨面和机身一体化结构设计
 
       制造是影响产品质量的重要环节。在富士胜山工厂铸件全自动制造中心则通过柔性制造系统(FMS)来实现铸件的精密加工和柔性高效。这套柔性制造系统(FMS)由两台大型卧式加工中心、自动引导台车和轨道、自动化立体仓库组成。产线入口配备了一台大型的三维扫描仪,通过三维扫描对毛坯三维逆向建模,与设计模型比对后,自动选择加工工艺和计算加工余量,指导自动化加工。通过这种方式,每月可节省出68小时,效率得到大幅提升。自动引导台车自动抓取物料以及工序间转运,实现了自动上下料。制造中心还使用了具有视觉能力的自动化去毛刺和清洗设备。整条产线实现无人化加工。

大型铸件精加工自动化线示意图

图4 大型铸件精加工自动化线示意图

大型铸件精加工FMS

图5 大型铸件精加工FMS
 
       通过自动化与工匠精神的完美融合打造出精益求精的品质,使牧野机床的产品成为模具行业的标配。
 
客户服务 无微不至
 
       牧野机床对“质量第一”的理解还包括提供无微不至的客户服务。随着云计算、物联网、大数据、移动应用与人工智能技术的落地,牧野机床自主研发了ProNetConneXIIoT解决方案,帮助客户提供实现设备的预防性维护。ProNetConneX平台通过实现远程支持服务可迅速诊断机床故障,制定维修保养计划。主轴诊断功能可以检查主轴状态,预测故障时期,规划设备维护计划。从而帮助客户提升机床稼动率。

远程支持功能

图6 远程支持功能

主轴诊断功能

图7 主轴诊断功能

ProNetConneX实现预防性维护示意图

图8 ProNetConneX实现预防性维护示意图
 
       通过ProNetConneX平台实施远程支持,可以达到的效果:
 
       ●共享实时的报警信息及机床状态
 
       不需要通过电话对牧野技术服务人员进行烦琐的说明
 
       与牧野技术服务人员共享机床界面,迅速把握机床状态,最小化缩短停机时间
 
       ●迅速的机床诊断及保养日程的提案
 
       初次诊断之后,能解决的问题即可立即恢复
 
       若需要派遣服务人员,直接沟通约定拜访日程,提高沟通效率
 
       ●简单的机床恢复支持
 
       对于简单的报警,可通过远程操作缩减停机时间
 
       ●即使发生问题,也可以最短的时间内恢复运行,缩短停机时间
 
       在牧野,为确保客户服务水平,每个销售经理配备7个售后工程师。牧野机床提供交钥匙工程可以让客户快速达到批量零件最佳加工状态。要做到交钥匙,牧野机床的售后工程师需要与客户一起分析加工工艺,编制加工制造程序,进行加工模拟、选用加工刀夹具等,最终配置出最佳方案。此外,牧野搭建了客户自助平台,为用户提供保养系统、用户简易报价、机床状态确认、加工应用与保养实时支持、在线学习、在线研讨会等自助式服务,提供Web手册、机床清单及应用商店等资料下载服务。如果用户没有编程人才,用户还可以在线提出编程服务需求,牧野响应后可在网上直接下载。
 
       牧野十分重视收集客户需求,通过自助服务平台,搭建起牧野与客户的桥梁,非常高效。

牧野与客户连接的桥梁——自助服务平台

图9 牧野与客户连接的桥梁——自助服务平台
 
智能制造技术助力生产制造
 
       智能制造技术是确保企业高效生产,提供高质量产品的支撑技术。牧野机床广泛应用智能制造技术支撑企业设计研发、生产制造与服务。在机加工和装配车间,牧野机床应用了自主开发的MPmax(MES系统)系统调度无人叉车(AGF)自动取料,将物料送到指定位置。通过MES系统监控每个订单的制造执行过程,对加工及装配情况实时采集,实现了生产及装配进度的可视化。实时采集设备运行的参数,按天、周、月进行统计与分析,为设备运维和生产决策提供数据支撑。在车间展示屏上,MES可视化生产进度、质量追溯和设备稼动率等数据,一目了然。另外,在装配工位旁的显示屏上可查询详细的制造工艺进行装配示教,指导装配作业。在主轴检查环节,测试质量数据通过软件系统实现实时展示和可视化分析,为优化设计提供参考。

稼动率监控(MPmax)

图10 稼动率监控(MPmax)
 
       牧野机床还自主研发了搭载协作机械手的AGV i-Assist,这台AGV可以实现自动抓取刀具,从刀库取刀,换刀。运送刀具时会主动避让障碍物,自主规划行走路线。这台AGV采用了传感器技术、机器视觉技术、机器学习技术、测量技术以及激光导航技术,定位精度达到了0.1mm。

AGV iAssist

图11 AGV i-Assist
 
李培根院士:质量与共生
 
       李培根院士在考察牧野机床厚木工厂和富士胜山工厂后,用“质量”和“共生”两个词分享了考察心得。他强调,企业不能仅靠检查来保证产品质量而是要关注每道工序的加工质量,并且在研发设计阶段就需要充分考虑质量的细节问题。在李培根院士看来,质量不仅仅指产品本身的质量,一家企业的质量还应包含对客户服务的质量。比如牧野机床就非常用心地去满足航空航天、汽车等不同行业的客户需求。
 
       对于企业“共生”关系,李培根院士从先进技术与工匠精神、企业与客户、企业与员工三个方面进行了阐述。首先,企业应用先进技术的同时,始终不要忘记匠心。例如牧野机床采用了多种自动化技术如柔性制造系统FMS、工业机器人、AGV等,但并没有丢掉工匠精神,仍然保持初心,在轨道研磨工序,仍通过工人手工达到更高的精度。此次考察不少其它日本企业也都坚持在层出不穷的新技术中,让匠心深行。其次,在服务客户的时候企业要进行换位思考,替客户着想。例如牧野机床在产品设计时就充分考虑客户的需求。再次,对于员工企业需要通过文化传承、培训学习等方式打造和谐的企业生态关系,让员工适应数字化浪潮下新的工作环境,提升员工的责任心和使命感,保持企业的可持续发展。最后,要思考生态链上下游的共生。比如:牧野使用Fanuc的控制系统,Fanuc采用牧野机床生产产品,这种上下游的合作也是一种共生关系。
 
后记
 
       毫无疑问,机床作为工作母机,其本身质量的好坏将直接影响其制造的产品的质量。牧野机床深知这个道理,他们结合自动化生产与工匠的精雕细琢来确保机床高刚性、高精度和高转速,不仅使他们的产品拥有更完美的细节和质量稳定性,而且通过精细的服务拥有更广泛的用户赞誉。同样,考察团作为牧野人心中的客户,在辞别富士胜山时,每人获赠了一张装帧精美的合影和礼品,非常贴心。考察这一天里,我们深刻体会到:做制造业,尤其是装备制造业,最根本的还是要做出高质量的产品,提供体贴入微的服务。

考察团在厚木工厂办公楼前合影

图12 考察团在厚木工厂办公楼前合影

考察团部分团员在富士胜山工厂楼顶合影

图13 考察团部分团员在富士胜山工厂楼顶合影
责任编辑:程玥
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