2004年，丹·奧爾森聯(lián)合成立了電子商務(wù)網(wǎng)站 BoatZincs.com，向休閑及商用船只分銷包括“鋅”（船體附著的防腐陽(yáng)極）在內(nèi)的專業(yè)船用產(chǎn)品。為了滿足特定客戶需求，BoatZincs開始了基礎(chǔ)的生產(chǎn)加工，后來(lái)又開始為海運(yùn)行業(yè)之外的客戶提供加工服務(wù)。如今，重視創(chuàng)新工藝開發(fā)與自動(dòng)化，使用先進(jìn)的Okuma臥式加工中心（HMCs）與智能化的Fastems柔性制造系統(tǒng)，BoatZincs 的分支制造服務(wù)——馬赫機(jī)械，為高科技、醫(yī)藥、航空、軍事等行業(yè)提供精密零件制樣和生產(chǎn)服務(wù)。

盡管馬赫機(jī)械進(jìn)入臥式加工和托盤自動(dòng)化已相當(dāng)成功，但一開始就像是跳入水池深處。

本土金屬加工變得有利可圖

當(dāng)奧爾森先生接到客戶一款螺旋槳陽(yáng)極的需求時(shí)，由于加工成本和需求不確定，BoatZinc的供應(yīng)商不愿意生產(chǎn)，因此馬薩諸塞州的哈德遜公司開始生產(chǎn)一些自己的產(chǎn)品。“當(dāng)時(shí)我們就決定對(duì)零件進(jìn)行逆向工程并自行開始制造這些零件”奧爾森先生說(shuō)道。“我們建造了自己的小型爐，并在我的車道上開始?jí)鸿T。”

奧爾森先生有工科及商科學(xué)位，但沒有參加過(guò)正式的機(jī)械師培訓(xùn)。在購(gòu)買CAD/ CAM 軟件并使用其生成G代碼后，他自學(xué)了如何加工壓鑄模具和零件。從單一的數(shù)控床磨機(jī)開始，非海運(yùn)客戶名單一直在增長(zhǎng)，直到奧爾森先生決定成立馬赫機(jī)械。

為了處理一家激光設(shè)備公司涉及加工鏡頭支架的五個(gè)側(cè)面的大訂單，奧爾森先生設(shè)計(jì)了一款定制的耳軸工作臺(tái)并將其安裝在立式加工中心的轉(zhuǎn)臺(tái)上。該裝置將該部件索引到不同的位置并允許四軸定位加工而無(wú)需多次設(shè)置。馬赫機(jī)械能夠在大約24分鐘的加工節(jié)拍時(shí)間內(nèi)完成底座的所有側(cè)面加工。 “我們?cè)谶@方面的表現(xiàn)很好，結(jié)果也證明其盈利可期。” 奧爾森先生說(shuō)。

很快該工廠就買了兩臺(tái)CNC立式加工中心和一臺(tái)車削中心。

開始臥式加工和自動(dòng)化

隨著工廠的生產(chǎn)品種和數(shù)量的增長(zhǎng)，每次產(chǎn)品更換所需的設(shè)置時(shí)間也在增長(zhǎng)。奧爾森先生看到一名員工花了四個(gè)小時(shí)來(lái)完成一個(gè)產(chǎn)品設(shè)置（且每個(gè)月都在不停的重復(fù)）之后說(shuō)，“我意識(shí)到現(xiàn)在是時(shí)候研究使用臥式加工中心了，這將使我們能夠依據(jù)日志數(shù)據(jù)更好的設(shè)計(jì)夾具，一次設(shè)置便可永久到位。” 當(dāng)奧爾森先生正在研究HMC時(shí)，他的Okuma代表邀請(qǐng)他參加Okuma HMC 和來(lái)自Fastems LLC的柔性制造系統(tǒng)（FMS）的演示。“當(dāng)時(shí)，我只想試一下水，感受一下臥式加工，根本沒想過(guò)還要自動(dòng)化，因?yàn)槟歉袷菨撍?rdquo;他說(shuō)。“但我意識(shí)到我們不是裝一件工件上這臺(tái)機(jī)床，而是十幾件可以同時(shí)上機(jī)生產(chǎn)。”該演示說(shuō)服了奧爾森先生購(gòu)買了一臺(tái)Okuma MB-5000H HMC和配備了MMS5控制的12個(gè)托盤庫(kù)的Fastems FMS One 系統(tǒng)。

設(shè)備的生產(chǎn)能力和效率大大提升，促使馬赫機(jī)械贏得了越來(lái)越多的加工訂單，包括鋁件和不銹鋼部件。也就是說(shuō)，在清洗碎屑和更換收集箱以避免碎屑混合方面，只使用一臺(tái)臥加HMC 是很困難的。因此，該公司增加了第二臺(tái)MB 5000，并將Fastems FMS 擴(kuò)展至24個(gè)托盤庫(kù)。“現(xiàn)在有兩臺(tái)機(jī)床，一臺(tái)處理鋁部件，一臺(tái)處理不銹鋼部件，而且它們都很忙。”奧爾森先生說(shuō)。

除了簡(jiǎn)化設(shè)置過(guò)程外，HMC和 Fastems FMS系統(tǒng)的組合還可以顯著減少節(jié)拍時(shí)間。工廠采用HMC/FMS系統(tǒng)之后，單片鏡頭卡口部件的生產(chǎn)周期時(shí)間從24分鐘降低到了10分鐘。“夾具是針對(duì)零件特別設(shè)計(jì)的，所以我們可以優(yōu)化整個(gè)機(jī)床工作流程，而永久夾具（夾具固定在托盤上不拆卸）也大大提高了我們產(chǎn)品的穩(wěn)定性。”奧爾森先生說(shuō)。

每月交貨的一攬子采購(gòu)訂單的大部分工作得力于柔性制造系統(tǒng)的支持。 “一旦設(shè)置工作完成，他們就會(huì)永久存在。”奧爾森先生說(shuō)。

自動(dòng)化如何影響員工和產(chǎn)能

據(jù)奧爾森先生所言，馬赫機(jī)械的自動(dòng)化并沒有導(dǎo)致員工減少，恰恰相反：“我們一直在招聘，因?yàn)槲覀兡軌蛏a(chǎn)更多產(chǎn)品。這產(chǎn)生了很多工作機(jī)會(huì)，無(wú)論是運(yùn)輸，收貨或是在品質(zhì)管控方面。”他指出，先進(jìn)制造業(yè)的員工結(jié)構(gòu)不同于傳統(tǒng)制造業(yè)：“你不一定需要操作人員守在加工中心旁邊，但你確實(shí)需要具有工程背景、良好編程能力以及對(duì)制造和材料有良好理解能力的人。”

關(guān)于刀具管理，F(xiàn)astems FMS軟件收集刀具數(shù)據(jù)，以生成主動(dòng)的刀具管理策略。系統(tǒng)收集每個(gè)刀具的磨損和破損信息，并使用該數(shù)據(jù)來(lái)優(yōu)化刀具應(yīng)用。例如，如果數(shù)據(jù)顯示某個(gè)鉆頭在特定零件中鉆出500個(gè)孔后經(jīng)常斷裂或磨損，則軟件可以在工具完成450個(gè)孔時(shí)提示更換。奧爾森先生說(shuō)，由刀具故障造成的返工得到最小化，而且該車間的年成品率超過(guò)了99.5％。

Fastems軟件還管理不同作業(yè)的排序，以最大限度地提高效率、資源利用率和訂單交付時(shí)間。當(dāng)作業(yè)所需的原材料到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，車間會(huì)將作業(yè)派發(fā)給系統(tǒng)。操作員輸入訂單編號(hào)，部件號(hào)，數(shù)量和產(chǎn)品交付日期。永久性的生產(chǎn)設(shè)置，專用的機(jī)加工托盤通過(guò)自動(dòng)FMS堆垛機(jī)送到裝載站，操作員裝入原料。此后，所有的生產(chǎn)計(jì)劃和執(zhí)行由軟件來(lái)完成。即使工作排隊(duì)等待準(zhǔn)備就緒，也可能在晚上或第二天加工，因?yàn)槠渌ぷ鲀?yōu)先級(jí)更高。加工完成后，軟件會(huì)自動(dòng)記錄所有成品零件的庫(kù)存，并將其送出線外進(jìn)行品檢和運(yùn)輸。

“現(xiàn)在我們擁有高效的制造能力，我們專注于創(chuàng)建一流的質(zhì)量部門，”奧爾森先生說(shuō)，“將這些設(shè)備聯(lián)機(jī)并自動(dòng)化，對(duì)我們來(lái)說(shuō)是一個(gè)重中之重。”接下來(lái)轉(zhuǎn)向航空航天部件的七年合同將要求對(duì)所有部件進(jìn)行100％質(zhì)檢。因此，馬赫機(jī)械購(gòu)買了一臺(tái)帶有全掃描頭的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMM）。奧爾森先生及其工作人員正在采取措施使系統(tǒng)自動(dòng)化，以便盡可能便捷地測(cè)量零件尺寸。

奧爾森先生正在探索自動(dòng)化檢測(cè)流程與Fastems FMS系統(tǒng)集成的可能性，以便為機(jī)床提供反饋并實(shí)現(xiàn)流程內(nèi)調(diào)整。

長(zhǎng)期投資

據(jù)奧爾森先生所言，建立FMS系統(tǒng) — 設(shè)計(jì)方箱夾具，選擇刀具和程序編程等，起初并不容易。然而“一旦我們完成第一項(xiàng)工作并開始運(yùn)轉(zhuǎn)，逐漸得，它變得越來(lái)越容易”他說(shuō)道，“我們現(xiàn)在有一個(gè)流程，當(dāng)我們輸入一個(gè)新的產(chǎn)品訂單到系統(tǒng)時(shí)，我們就知道我們必須做什么以及可期待的結(jié)果。”

他補(bǔ)充說(shuō)，F(xiàn)MS系統(tǒng)的投資成本可能會(huì)嚇跑一部分工廠企業(yè)主。奧爾森先生建議他們不要驚慌。根據(jù)他的經(jīng)驗(yàn)，“你需要耐心，并與生產(chǎn)技術(shù)緊密對(duì)接，也可以與專家聯(lián)系來(lái)獲得更多支持和經(jīng)驗(yàn)”

奧爾森先生說(shuō)。“我一直堅(jiān)信，如果我需要購(gòu)買一臺(tái)設(shè)備，我購(gòu)買的設(shè)備和技術(shù)不僅僅是為了滿足我當(dāng)下的需求。” “我總是試圖購(gòu)買超過(guò)我需求的東西，因?yàn)樗刮乙院蟮某砷L(zhǎng)更具靈活性，每次我們都是這樣做的，我們總能從新的技術(shù)中獲益。新技術(shù)更快，零件質(zhì)量也更好。一旦我們選擇這個(gè)方向，我們就看到了整體表現(xiàn)的巨大提升。如果跟舊技術(shù)來(lái)比的話，你的前期投資可能會(huì)高些，但是你獲得的是一項(xiàng)優(yōu)秀的行業(yè)領(lǐng)先的技術(shù)。”（來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)）