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活動專題 【機床商務網欄目 國內新聞】對于位于Uetendorf的合約制造商 Laserschnitt AG的所有者兼總經理Patrick Gerber來說，智能工廠是無可替代的選擇。通過數字化管理，它既可以輕松處理大量短期訂單，同時始終保持對所有流程的控制。
乍一看，位于圖恩(瑞士)附近的 Laserschnitt AG 公司與傳統的合約制造商沒有任何區別。公司接受來自各行各業的訂單，從設計師、藝術家到從事金屬結構的工程師，再到工業供應商，例如車輛制造等。因此，在公司的廠房里有各種各樣的鈑金件。這家公司目前擁有 17 名專業人員，可以切割、折彎和焊接 0.5 至 25 毫米厚的鋼板、不銹鋼板、鋁板、銅板和黃銅板。
不過，仔細觀察一下工作流程，就會發現這里與傳統的合約制造商有明顯差異。熟練的工人在各自的工作崗位上聚精會神地工作，不可思議的是，他們似乎知道目前在各種生產狀態下需要加工哪些數量眾多的鈑金零件。他們敏捷而安全地將鈑金零件通過內部加工流程——從激光切割機到各種折彎機，再到手工焊接和返工工作站，最后到去毛刺或打磨及訂單分揀。幾乎沒有與各個生產訂單相關的紙質文件。
一
逐步優化
Patrick Gerber解釋說，他大約在七年前開始利用數字化組織的可能性。九年前，他從當時的公司所有者手中接管了這家合約制造商。Gerber說道：“多年來，我們的特點一直是極其可靠且在極短時間內生產鈑金零件。我們專注于單件、小批量以及大批量生產，每年制造數千個組件，” Gerber補充道：“高度靈活性使我們獲得了越來越多的訂單。”
“與此同時，我們的客戶期望我們變得更加靈活，并能夠在更短的時間內交貨。我的目標一直是通過特別短的交貨時間和高質量的產品以公正的價格使我們在競爭中脫穎而出。” Gerber希望在鈑金復雜單件或原型的生產中，將周轉時間從通常的四到六周縮短到僅僅四到六天。
二
受限于常規結構
Gerber進一步表示，他的商業理念取得了極大的成功。“然而，幾年前我們的組織已經不堪重負。我很快意識到，靠傳統的計劃、管理和組織方式，無法在幾天內處理大量單件和只有三到十個組件的小批量訂單。”因此，Gerber投資了自動化和數字化。他首先引進了一臺連接鈑金料庫的TruLaser 5030光纖激光切割機。
但這只能讓整個生產中的一小部分提高工作效率。在其他部分，現有的組織結構和原有的軟件架構阻礙了更大的靈活性。流程非常耗時且繁瑣。每個訂單和鈑金件都必須在 ERP系統中創建數據。為了生成數控程序，又必須在 CAD/CAM 程序中再次創建這些數據。此外，工作計劃人員還需要將內部訂單數據和附帶的技術信息(工件圖紙、刀具信息、刀具設置和夾具以及材料)打印成訂單表格，然后交給專員和機床。單個加工工序完成后，每個生產步驟相應的數據必須要收集，并將其傳輸回ERP系統。很多情況下，商業和技術領域的相同數據必須分別記錄和創建。
三
首選集成系統
Gerber深信，只有盡可能全面和一致的數字化，才能改善之前不盡如人意的情況。他要求更短的周轉時間、高透明度和最大靈活性。因此，他投資了通快公司的TruTop Fabs ERP系統。這款專為鈑金加工商設計的模塊化軟件，集成了用于NC編程的TruTop Boost 3D CAD/CAM系統。它能為切割、沖壓和折彎機生成優化的NC程序。
在ERP系統中，鈑金加工的所有流程都可以通過相應的模塊進行數字化記錄和控制。這包括采購(Purchase模塊)、報價準備和訂單管理(Customer模塊)、內部成本計算(Calculation模塊)和規劃(Quickjob和Storage模塊)、控制(Quickjob和Production模塊)和生產監控(Fabs APP模塊)以及機器數據監控(Monitor模塊)。
Gerber強調了這個集成系統的決定性優勢：“我們只需一步就能創建所有后來在商業成本計算和訂單規劃以及所有技術工作流程中所需的數據。這大大縮短了處理時間。在收到詢價時，所有數據已經為報價創建完畢。如果我們接到制造所需鈑金零件的訂單，我們可以立即開始處理。”
四
內部完全數字化
Laserschnitt AG現在已經完全數字化了內部數據和信息流。“近年來，我們逐步實施了智能工廠，盡管這個詞最初并不為人所熟知。幾年前，這被稱為工業 4.0。對我來說，使內部流程變得更快、更透明是至關重要的。另一方面，我很早就認識到數字化的深遠可能性，”Gerber說道。
如今，所有關于生產訂單的數據都通過內部數據網絡直接發送到機器或專業人員的終端。在激光切割機上切割后，每個組件都會貼上一個帶有條形碼的標簽。掃描條形碼時，相關的終端或機器上的CNC控制系統會從TruTop Fabs軟件中獲取所需的數據。CNC控制系統接收到相應的NC程序。在手工工作站，例如焊接，待執行的工作活動以表格和圖紙的形式顯示。一旦工作流程完成，終端的專業人員會對此進行確認，并獲得一張標簽，上面存儲著后續待完成工作步驟的條形碼(簡短形式也可以是純文本)。
(描述清晰：在CNC控制器的屏幕上，專業人員獲得有關加工過程的詳細信息。)
Gerber解釋說，這種數字數據傳輸可以消除錯誤。此外，生產過程中的每位專業人員都可以在終端上簡單地顯示待處理的訂單，掃描提供的組件數據，并立即開始設置機器或工作站。“這樣我們就能在最短的時間內完成生產。由于訂單數據可以隨時從ERP系統中反復調用，我們還可以在生產過程中隨時更改訂單的優先級和順序。這使我們能夠輕松安排在進行中的生產中處理緊急訂單，"Gerber 熱情洋溢地介紹著智能工廠的優勢。
五
軟件和硬件一體化
隨著內部數字化的推進，公司進一步投資購買了TruBend 5085 折彎機和自動化折彎機TruBend 5320。后者配備了模具（模具和折彎沖頭）自動存儲和更換系統。這簡化并加快了折彎機的安裝和調試，尤其是大型折彎模具的安裝和調試。同時，它也減輕了員工在簡單、繁重和體力要求高的工作中的負擔。
Gerber表示：“員工可以專注于執行訂單處理中的重要和有意義的活動，而不是被繁重的體力勞動耗盡。這也有助于縮短周轉時間并提高靈活性。”此外，模具折彎機配備了ACB角度測量系統。這樣，它能夠自動將每片鈑金彎曲到對應圖紙的角度，而無需多次打樣和耗時的手動測量。大大縮短了生產時間，特別是對于單個工件，它可以避免不必要的時間和原材料消耗。這意味著生產的工作效率可以更高。
(自動精確：閉模折彎機上的 ACB 角度測量系統可確保所有部件的折彎角度完全符合圖紙中的規定，而不受材料特性的影響，也無需進行試折彎。)
Gerber進一步強調，與同一家制造商的機器和軟件合作帶來了深遠的優勢。“Gerber進一步強調，與單一制造商的機器和軟件合作帶來了深遠的優勢。“基本上，我們不需要與不同制造商討論接口問題。一切都能無縫對接。對我們來說，通快的軟件和硬件組合也具有決定性的優勢。當訂單部分或完全處理完成后，激光切割機和折彎機會自動向TruTop Fabs ERP系統反饋信息。當然，這使得我們能夠更輕松地在內部跟蹤訂單，從而確保最大透明度。”
透明度進一步提高了效率。所有鈑金都已在鈑金倉庫進行記錄，并貼有條形碼標簽。一旦激光切割機取出一塊板材用于切割嵌套的鈑金零件，剩余的部分也會被標記(如果仍需使用倉儲系統運輸)并進行存儲。因此，它可以在ERP和CAD/CAM系統中進行識別。如果需要從該廢料中切割出一個鈑金零件，系統會自動建議取出相關的廢料板。
(無紙化：通過鈑金零件上的條形碼，專業人員可以從系統中獲取有關生產流程和內部物流的所有信息。)
Gerber評論道：“特別是在當前金屬板難以獲得、原材料成本大幅上漲的情況下，這種從金屬板材開始的全面監控為我們創造了巨大的效益。此外，我們也不需要手動存儲和尋找合適的邊角料，這依賴于員工的細心程度，也非常耗時。自動化和數字化使得這里的工作變得更加高效。"對于在激光切割機的自動化高架倉庫中未(最初)存放的特殊金屬板及其殘余部分，也會通過ERP系統進行記錄，并貼上條形碼。這意味著工作規劃者可以隨時在3D CAD/CAM系統中使用這些信息進行生產訂單。在生產過程中，專業人員根據粘貼的標簽使用手動條形碼閱讀器記錄這些板材。
六
數字化提高生產效率
Gerber強調，從訂單接收、揀選到交付的內部流程的全方位數字化有助于提高生產力。尤其重要的是識別和縮短非生產性時間，并在各個加工步驟之前和之后避免不必要的工具、毛坯和夾具的搜索。他的觀點是：“如果半成品因為滯留在后續加工的訂單積壓中而無法完成，那么再快的切割、沖壓或折彎機有什么用？”短周轉時間和高靈活性的決定性因素在于隨時了解生產中機器和零部件的狀態。這樣，根據當前情況，就可以靈活地控制后續加工并立即安排。
“有了通快智能工廠系統，我們現在可以用同樣的員工處理訂單量增加了30%，因為我們可以隨時優化流程的順序，從而更快地處理訂單，”Gerber滿意地總結道。由于透明度，他能立即發現所謂的瓶頸，即意外延遲通行的工作站。他可以快速做出反應，例如在生產過程中增加第二臺用于去毛刺鈑金零件的機器。
(透明度：在工廠大廳的終端機上，專業人員隨時了解即將進行的生產訂單，并將其執行情況反饋給ERP系統。)
七
突破公司極限
Gerber現在明顯偏好將3D體積數據（如STEP文件）作為客戶的數據格式。“通過這些數據，我們的軟件始終可以精確計算組件的加工和切割。此外，組件在所有維度上都被清晰定義。這樣，我們避免了生產中的詢問、客戶的退貨以及多次生產原型的情況。這也有助于我們能夠快速靈活地進行生產和交付。”當然，這家合同制造商的專業人員仍然會基于草圖或DXF數據進行工作，這些數據通常由從事金屬結構的工程師提供。
Gerber希望未來有更多的公司進行數字化。“只有當數字化超越公司邊界，覆蓋從原材料到客戶使用產品的所有領域時，才能充分發揮其優勢。例如，如果數據格式合適，設計用于生產的3D鈑金零件可以立即被接管，計算工作量并一鍵規劃生產。這進一步提高了生產的靈活性。”
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