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，但沒有參加過正式的機(jī)械師培訓(xùn)。在購買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，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。

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，每次產(chǎn)品更換所需的設(shè)置時(shí)間也在增長。奧爾森先生看到一名員工花了四個(gè)小時(shí)來完成一個(gè)產(chǎn)品設(shè)置（且每個(gè)月都在不停的重復(fù)）之后說，“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，根本沒想過還要自動(dòng)化，因?yàn)槟歉袷菨撍?rdquo;他說。“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)。”該演示說服了奧爾森先生購買了一臺(tái)Okuma MB-5000H HMC和配備了MMS5控制的12個(gè)托盤庫的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)械贏得了越來越多的加工訂單，包括鋁件和不銹鋼部件。也就是說，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。“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。

除了簡化設(shè)置過程外，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。

每月交貨的一攬子采購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。

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，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，“將這些設(shè)備聯(lián)機(jī)并自動(dòng)化，對(duì)我們來說是一個(gè)重中之重。”接下來轉(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，它變得越來越容易”他說道，“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，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)系來獲得更多支持和經(jīng)驗(yàn)”

奧爾森先生說。“我一直堅(jiān)信，如果我需要購買一臺(tái)設(shè)備，我購買的設(shè)備和技術(shù)不僅僅是為了滿足我當(dāng)下的需求。” “我總是試圖購買超過我需求的東西，因?yàn)樗刮乙院蟮某砷L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)。”（來源：互聯(lián)網(wǎng)）