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案例共享 | Heraeus,精密制造数字化

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案例共享 | Heraeus,精密制造数字化
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即使是经验丰富的车床操作员在参观德国贺利氏医疗元件公司(Heraeus Medical Components)时,也将感到难以置信:工件尺寸、复杂性、材质和超高精度全部满足严格的要求。在精密加工和精密制造领域,这是非凡的杰出代表,是全面数字化战略的成果,在全球,或许仅此一家。近40台Tornos自动车床是其中的顶梁柱。

部设在德国哈瑙(Hanau)的贺利氏(Heraeus)科技集团是一家产品和业务多元化的全球领先家族企业。该公司的历史可以追溯到1660年Heraeus家族经营的药房。1851年,Wilhelm Carl Heraeus接管Einhorn药房,将其发展成为世界上著名的家族企业之一。1856年,这位药剂师兼化学家成功地在自己研发的氢氧吹管中熔融了2千克铂金。自此,“德国铂金熔炼第一家”就此诞生并快速起步发展。

如今,贺利氏集团的业务涵盖环保、电子、健康和工业应用等领域,在全球40个国家拥有近15,000名员工。通过广泛的专业材料知识和具有创新技术的解决方案为客户提供高质量的产品和服务。贺利氏医疗元件公司(Heraeus Medical Components)是贺利氏集团(Heraeus Group)全球业务单元之一。该公司专注于为苛刻医疗零件的设计提供冶金解决方案,贺利氏医疗元件公司将自己在贵金属及合金领域多年积累的丰富经验与全球领先的专业制造技术结合在一起,为客户提供无可比拟的细微加工创新产品。

制胜车削

贺利氏医疗元件公司生产的零件主要用于心律管理、神经调节以及电生理设备。为达到体内的所需部位,这些零件和设备在日益微型化。

在车削机床的选择上,贺利氏医疗元件公司始终青睐于瑞士Tornos车床,Tornos独家承担了该公司的全部车削任务。在其机床群中,共有近40台Tornos瑞士型车床。这些车床用于生产大约250种各种不同的工件,最大批量可达4,500件。这些工件奇特之处在于,其中许多工件几乎无法用肉眼看到。

难以用肉眼看到贺利氏医疗元件公司生产的高灵敏性部件

因此,许多机床都配了专用的真空卸件装置:将卸件后的工件放在无纺布上。有时,微小的工件直径仅1毫米,长度仅2毫米。这些工件由铂铱合金材质制造,还需要钻孔0.01毫米,以及铣削圆槽和直槽;同时,这些医疗部件必须满足严苛的质量要求,没有任何毛刺,达到优异的表面质量并满足可追溯性等硬指标要求。

高精度、铂铱合金的电缆插头适配器(左)和接头(右),高表面质量,无任何毛刺,加工批量可达4,500件

贺利氏医疗元件公司的技术专家们高度评价了Tornos机床的高精度、高耐用性和副主轴所提供的高灵活性,这些特性对于他们所加工的贵金属材质极为重要:贺利氏需要系统地追踪贵金属的加工任务,每项加工任务都按照用材的重量收费,精确到克,且必须保持在一定的公差范围内。

同时,Tornos机床易于接近和易于操作的特点也极大地方便了机床操作人员的使用:每完成一项贵金属加工任务后,贺利氏的加工人员都必须非常仔细地清洁机床,方能开始下一项加工任务。

数字化升级使命

创新,一直是贺利氏集团业务成功的源动力之一。2019年中,贺利氏集团全球业务部任命Lars Schubert先生担任数字化项目的精益生产经理,任务是将机床运行及生产信息改造为数字可视化显示,以此来分析生产流程、显示未用生产力、缩短操作步骤、将质量管理和文档记录集成到生产过程中,从而更好地为决策提供依据。

初看,这似乎是难以完成的任务。但Lars Schubert先生在贺利氏数字中心专家们的支持下,将任务抽丝剥茧,稳步推进。

首先,他们提出以下问题:

  • 我们需要哪些信息?
  • 从何处可以获得这些信息?
  • 我们如何使用这些信息?

通过与来自瑞士穆捷(Moutier)的Tornos机床专家合作,贺利氏数字中心用Tornos旗下TISIS互联软件包作为开始,对4台试验机进行了升级。

TISIS,进入数字世界的钥匙

TISIS 是Tornos旗下的编程和通讯软件,用户用该软件可以进入一个前所未有的数字世界。无论是机床编程还是机床通讯,TISIS 软件都是理想的选择。为确保选择恰当的刀具,TISIS 软件的数据库提供有关刀架系统的全部信息,从简单的车刀座、到铣削和多边形刀具、螺纹旋风铣刀,其中的每一个刀座都有其各自的特点,TISIS 都提供全面的支持。

TISIS:与您的机床交流

在刀座选择时,只有其位于机床上的正确位置时才能真正可用。TISIS 软件能检测不同刀座间的不兼容性,直观地帮助用户操作机床。此外,还为每个刀架系统提供其图片,便于机床操作员识别。需要强调的是,一旦选择了一把刀具,屏幕上将自动显示其默认的几何参数。除用于实际编程外,TISIS还可以将程序通过网络传输到机床群中。不仅如此,还能在机床上直接修改程序,然后再回传到自己在办公室中的计算机内,从而确保程序的完整可追溯性。

项目开始时,贺利氏医疗元件公司特别重视的一项功能是:监控。TISIS软件能够提供机床详细的监控信息:不仅监控车间中的机床状态,还能随时读取正在进行的生产,例如工件数量、剩余加工时间、工件名称和图纸等信息。

精密制造数字化

在项目推进的第一步,装载有TISIS软件和相关连接包的4台“Tornos试验机”提供了有关机床可用性、加工时间和停机时间的所有信息。在此基础上,贺利氏医疗元件公司开发了一个可视化的程序,并为所有相关部门提供可视化仪表板,用于显示监控结果。仅这一步,就显著提高了工作效率。在试点测试稳定运行确认后,它将被逐步扩展到几乎所有Tornos机床上。

负责Tornos机床的Jorg Hempel(左)和负责贺利氏数字项目的精益生产经理Lars Schubert先生

“只有正确领导,才能推进项目前进”,Lars Schubert先生强调,在项目过程中,确保所有人员充分参与并及时同步掌握信息是非常重要的。“在项目初期,我们就将相关同事引入,向大家说明,该项目不是为了监督大家,而是为大家提供支持”。在得到大家的广泛认同后,我们得以开展第二步的项目工作,推进停机原因的分析。

Lars Schubert先生回顾,我们与员工合作编写了适用的手册,其中包括八项报修信息,并为每一条报修信息提供二维码,张贴在机床上或机床附近。如果机床停机,负责该机床的员工只需扫描这个二维码,其他人就能被实时告知实际停机情况、停机原因和持续时间。在此基础上,可进一步使用其它分析工具进行分析。相应的数据被聚合后,生产管理变得更加透明。

同时,每个部门都安装了计算机大屏幕,在“诊断小组”会上定期讨论这些结果,共同确定问题原因:是机床部件问题还是刀具问题等?从而更快地解决问题。

所有这些措施都明显提高了生产力并成为了全公司的样板。因而,该项目在去年获得贺利氏集团全球范围内的贺利氏奖提名,并顺利进入决赛。这样的成绩激发了Lars Schubert先生和其团队的工作热情,下一步的工作计划已经就绪:所有电火花机床将接入该系统;同时,质量参数及工艺文件等也将逐步纳入该系统中。

贺利氏集团实施的该战略再次充分表明,在如德国一样高人力成本的国家,只要坚持不断创新,同样能得到回报并确保集团公司的持续发展。Tornos公司对这样的成绩深感自豪,Tornos为此项目提供了适用的机床和创新的软件,助力精密制造数字化。

关于HERAEUS

贺利氏数字中心:数字化转型的驱动者贺利氏数字中心为贺利氏集团公司和其全球业务单元提供数字化转型支持。为此,贺利氏数字中心特别为三个重要领域提供咨询、服务和解决方案。

  • 机器学习和数据科学
  • 物联网、机器人和自动化
  • 数字化客户体验

在此过程中,贺利氏数字中心的团队为各业务单元提供全面服务,从战略发展到解决方案设计、实施和推广,为公司创造可持续的增值空间。www.heraeus.cn(转载自Tornos公众号)

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