通过识别系统进行刀具管理

寂静天花板

对刀具进行有效管理，在实际生产中不仅能够提高产品生产效率，还能够节省加工成本。因此，本文就以大众汽车采用巴鲁夫识别系统RFID进行刀具管理为例，来为读者解读如何通过这一系统将不同的生产工具达到最经济化的运用。
* R* ^4 D" |  g" s. S) ?, j* e产品品牌主要是因其高质量而为人所知。大众数十年来以其优异的技术及耐用、可靠的汽车做到了这点。在中国上海的变速器厂内， 大众使用了巴鲁夫的工业识别系统RFID，这意味着大众再次信赖了“德国制造”的质量。自去年起，BIS系统内的RFID部件优化了刀具的使用，做到了无纸化识别，保障了良好的跟踪追溯。这在降低刀具成本的同时，也保证了变速器的质量。
( e" E9 k/ d5 {准确无误且充分地使用系统设备
作为大众在中国的首家动力总成工厂，在2001年成立以来，大众变速器（上海）已为多款车型生产制造了变速器，如Polo、晶锐、途安、宝来、明锐及高尔夫。到2010年1月，总共生产了100万台变速器。由于之后的投资，工厂现在的年产量达到了500,000台。这满足了大众在中国各地的生产厂、大众波兰以及长春一汽大众的需求。总经理Bodo Mehrländer在解释2010年刀具管理的新发展时说道:“这一需求需要我们将产线进一步自动化，在增加产量的同时保障始终如一的质量。”
以往，用于操控齿轮的多个刀具是通过小型的纸质标签进行识别的。十个机械加工中心和一个对刀仪。读/ 写头安装在对刀仪、刀库、机这些标签上包含的主要信息有：刀具号、duplo号以及X-, Y-和Z-数据。但因为空间有限，其他数据如供应商和刀具使用寿命则无法记录。但是“工具信息不全”只是这种标记及识别方法的其中一个缺点。 Mehrländer解释道：“更糟的是，这些标签会遗失，混淆甚至上面的信息有误。”根本无法确保刀具上的信息是相对应且是正确的。此外，核查刀具的使用寿命也成了问题。由于标签无法显示刀具使用了多久，因此经常会出现太早或太晚更换或重做刀具。这样会产生不必要的成本费用，也会导致生产产品的质量缺陷。但是使用巴鲁夫RFID 这一电子系统的解决方案能够免除这一忧虑。
多样化造就行业标准
% x8 k/ v. V+ K7 f, c% T0 {7 R巴鲁夫的识别系统BIS包含了三个必要部件：无源编码块，有源读/ 写头以及带常用总线接口的读写设备，这些接口用于与外部设备进行通讯。完整的产品系列包含连接电缆线以及便携式手持编程器等附件。这些服务及测试设备可使用USB 或WLAN 检查并修改芯片内的数据。读/ 写头有多种不同的大小与形状，方便整合，几乎适合所有应用。
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) k( M% r+ ]( [7 g巴鲁夫全球汽车行业管理部销售总监BerndKlotz 先生说： “ 巴鲁夫的识别系统已经成为了行业标准。”这说明了该公司在这 一领域的市场主导地位。识别系统的型号多样，能在真空吸尘器、 带冷却剂及润滑剂的机床内、甚至在高压蒸汽杀菌下进行使用。
+ l* S6 Q% a: C  I/ c2 NKlotz先生解释说：“刀具使用的优化，刀具信息的无纸化，电气数据的传输以及质量的保证，这些要求使得大众变速器（上海）选择 了巴鲁夫，因为巴鲁夫的产品能满足客户的所有需求。”中国使用的编码块，每块容量为511字节。从众多型号内进行选择时，要考虑存储容量。Klotz说：“事先定义编码块的配置，这点很重要。” 编码能够储存很多信息，包括刀具自身的信息、序列号、供应商及机器型号，刀具使用寿命，生产阶段或测试结果。由于刀具生产商已编码块固定在刀具支架上，因此若因为数据库容量不足而要进行更换，产生的代价会很高。
巴鲁夫提供针对不同外壳材质及不同安装方式的读写设备。市场上提供的都是标准式接口包括常用的总线连接。Klotz在总结产品的简易安装时说道：“使用Profibus接口，我们能轻易的将读写设备与大众变速器（上海）现有的控制器连接。”甚至可以将多个读/ 写头与处理器连接，让系统适合今后多变的需求。与读写设备一起配置的还有十个机械加工中心和一个对刀仪。读/ 写头安装在对刀仪、刀库、机床及使用期限检测站内，这在机械加工过程的各环节中保障了信息交流的透明度。
刀具及其数据组成一个单元部件
! d+ i4 D: ^8 d" @# m  B0 n, e  V“使用巴鲁夫的识别系统大大改善了我们的加工过程，使之更为可靠，”Mehrländer先生满意的说道：“最重要的是我们现在能保证刀具与其数据清晰且永久的相对应。”根据规定，刀具供应商在发货前会将编码块安装在刀具支架上，这样能防止模块遗失或混淆。当然，模块也能在后续操作中进行安装固定。无论是全新的还是重做后的， 每把刀具都要先经过对刀仪，经过精确测量后，相应的数值会通过非接触式的方式直接载入编码块。电气识别的方式可以让机器接受每把刀具的容差。因为控制器能将容差信息传送至加工机器，机器便能精准的调整自身的位置，这增强了生产上的精确度。
对刀后，刀具便放入刀库。刀具内的数据完整、无差错、可随时读取。这意味着刀具随时候命，能得到最佳的使用。刀具管理流程的下一步是机床。十个机械加工中心前都各有一个带读/ 写头的取刀站，读取刀具数据后，将信息通过Profibus发送至控制器。机加工中心内的刀库会自动调整位置，让刀具能直接放入标记处。在刀库内可靠、无误的存放加上刀具中心自动读取刀具内数据的功能大大增加了机器的使 用率。同时还能防止数据的错误录入或遗失。
增加刀具使用寿命，减少设置次数
* _+ i- r# Q' e3 |! X# N在说起刀具库存降低的情况时，Mehrländer 先生解释道：“对刀具的使用寿命进行监控大大提升了我们的效率，因为现在我们能追溯 加工过程中的每把刀具，只有在必要时才会更换或重做刀具，刀具的使用得到了很大程度的提升。”由于刀具支架上的数据储存，刀具的寿命在某些情况下可延长，从而降低库存量。如果刀具到了假定的使用寿命，但仍能多使用几次，这些刀具不会像先前那样进入刀具刃磨室，而会返回库存或机加工中心。这优化了刀具的使用，也保障了最大的刀具安全性。Mehrländer 先生总结了其中的经济优势：“使用巴鲁夫的工业RFID 系统，凭借加工过程的优化，我们每年可节省30,000 欧元。此外，该系统还具备免维修的优势。”

4 V5 z/ q( Y3 q6 N' ?对于使用不同刀具的机器，巴鲁夫的识别系统能将不同的生产工具达到最经济化的使用。这一系统能在生产过程中准备刀具的更换，创造最佳的更换条件，达到最短的更换时间。与手动操作刀具不同，刀具的更换集成为加工流程的一部分，这大幅度提升OEE（整体设备效率）。此外，更换与加工的同步增进了机器使用率，减少了后续加工中出现的停机时间，优化了产品的生产流程。
0 @4 z" I4 O& h$ X2 F* y: T除了已经使用巴鲁夫识别系统的机器外，大众变速器（上海）有意在其他机器上安装用于电气数据传输的系统，用以减少启动时间， 同时尽可能延长刀具使用寿命。Bobo Mehrländer 先生在总结双方的成功合作时说道：“我们对巴鲁夫的系统相当满意，尤其是编码块的应用，我们双方一直保持着紧密的联系。