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随着汽车产品转型的速度日益加快，排放指标要求越来越严，汽车发动机尤其是微型车发动机的零部件生产正在向多品种、高精度的方向发展。传统的单一品种、大批量生产的模式已不能满足新时期市场的需要，生产线规划正在向柔性线方向发展，选择高效先进装备已经成为一种必然趋势。
AI：面对日益激烈的市场竞争，“高效率、低成本生产高品质产品”成为企业保持竞争力不懈追求的目标，而加工装备在其中发挥着越来越重要的作用。请您结合贵公司实际，谈谈汽车制造业机床装备及工具的使用情况？
刘明先生：目前，我公司缸体生产线分三种类型：
第一种是20世纪90年代的生产线。其加工设备中只有缸孔及曲轴孔珩磨工序为进口设备，其余为国产自动专机生产线。辅机以国产为主，进口为辅；拧紧机为进口设备；清洗机以产单腔抽屉式为主；试漏一般采用国产单机形式，手动上料自动装夹；孔加工刀具一般采用国产通用高速钢（或工具钢刀具，部分刀具焊接硬质合金刀片）；面加工刀具一般采用进口标准硬质合金涂层刀具。该类生产线的特点是：加工效率较高，建线及运行成本较低，产品精度等级相对较低。
第二种是21世纪00年代初的生产线。其粗加工采用国产自动专机生产线，精加工采用进口自动专机生产线。辅机以国产为主，进口为辅；拧紧机一般为进口设备；清洗机以抬起步阀式进口清洗机为主，国产单腔抽屉式清洗机为辅；试漏一般采用国产自动专机线；一般孔加工刀具采用国产通用高速钢（或工具钢刀具，部分刀具焊接硬质合金刀片）；深孔加工采用进口枪钻；缸孔精加工采用PCD 刀片；面加工刀具一般采用进口标准硬质合金涂层刀具。该类生产线的特点是：加工效率较高，建线及运行成本相对第一种较高，加工质量稳定，加工产品精度有很大提升。
采用自动专机生产线（属于刚性生产线）进行多轴加工，生产效率较高，加工质量比较稳定。由于专用机床采用多轴箱设计，同时受到孔距的制约，虽然每台机床加工内容很少，生产节拍比较短，但整条自动生产线上包含的机床多，生产线排列布置很长，先期投资很大，后期技术改造也不易实现。目前，高速发展的汽车工业要求汽车及零部件生产企业在“降本增效”的同时必须使自己的产品向多品种方向发展，也就是说，如何在最短的时间内生产出更多类型的产品，将是决定企业在激烈的市场竞争中成败与否的关键。
要满足当前汽车发动机的多品种零件共线加工的要求，采用这种自动生产线就显得力不从心。这种生产线的应用在现阶段受到了制约，于是我们采用了第三种生产线。
第三种是21世纪00年代中期的生产线。该线为专机型加工中心和组合机床型专机两类设备组成的刚柔结合型生产线。整线加工设备均为进口设备，珩磨设备为欧洲制造，其余为日本制造。辅机以国产为主，进口为辅；拧紧机一般为进口设备；清洗机以抬起步伐式进口清洗机为主，国产单腔抽屉式清洗机为辅；试漏一般采用国产自动专机线；孔加工刀具大量采用了进口内冷硬质合金刀具，适于高速切削加工。
这种采用专机型加工中心和组合机床型专机两类设备组成的混合柔性生产线，可以充分发挥组合机床和加工中心的优势，实现了组合机床的高效率与加工中心柔性化的统一。主要特点是：突显出加工中心加工的工序集中优势，对同一平面上的所有孔都可以在刀库容量允许的范围内完成加工，不受工件孔距限制。由于采用数字控制，更便于加工参数及坐标的调整优化，孔的位置加工精度高于刚性自动线；增加了数控回转台，同一夹具可实现工件多面加工，减少了夹具种类和费用；应对产品改进的周期较短，加工内容的增减可以很方便地通过编程来实现。这种刚柔相济的生产线，突显了组合机床在加工气缸孔、瓦槽、止推面及曲轴室机加检查等特殊工序时高效率的优势。
综上可见，刚柔结合的生产线具有刚性组合机床自动线无法比拟的优势：设计、制造周期短（加工中心多为通用模块化设计）；占地面积较小；加工参数调整优化、便捷；产品转型周期短、生产线改造成本较低；加工中心的个别设备出现故障时，因为有平行工序不会造成整条线停产。不足是：工序集中，每道工序生产节拍较长，但可通过并列布置加工中心来达到整线生产节拍的均衡；部分工序配备了刚性组合机床自动线，产品转型有一定局限性。
面对广阔的汽车市场，发动机换型速度加快，生产厂家必须考虑生产线不仅要满足当前生产，而且也要考虑将来生产线改造的可实施性，在满足产能需求的情况下，建立全柔性生产线已成为一种趋势。
AI：先进的机床装备及加工刀具不但是推动制造技术进步和工艺改进的重要因素之一，还是提高产品质量、降低加工成本的重要手段。请结合实例谈谈汽车制造业企业选用高效先进装备的重大意义，贵公司在规划、选用和使用加工装备方面的宝贵经验是什么？
刘明先生：随着汽车产品的转型速度日益加快，排放指标要求越来越严格，汽车发动机尤其是微型车发动机的零部件正在向多品种、高精度的方向发展。传统的单一品种、大批量的生产方式已不能满足新时期市场的需要，生产线规划正在向柔性线方向发展，选择高效先进装备已经成为一种必然趋势。
按新产品在不同生产阶段时的规划，以三、四缸机的缸体生产线（产品材料：铸铝缸体埋铸铸铁缸套、粉末冶金主轴承盖）为例。
1. 新产品上量初期（年产能不大于3万台套）
结合精益生产要求，本着“高效率、低成本、多品种共线”的指导思想，进行一期生产线的建设。为规避市场风险，先期生产线建设应尽量借用现有设备，补充部分与现有产品无法兼容的必须设备，保证新产品在最短的时间内实现小批量生产。
（1）新增设备选型：尽量选用高效且具有一定调整范围的柔性加工设备，便于将来产品转型。为控制建线成本，建议依据产品加工精度要求选择设备产地。加工中心优先顺序为，中国大陆产、中国台湾产、韩国进口、日本进口和欧洲进口。当然，选择设备时低成本不是惟一的条件，应综合考虑其性价比，必要时可调查国内用户的类似设备使用情况，再做决定。
由于加工中心珩磨缸孔的技术尚不成熟，建议采用专门的珩磨机。若对现有生产线的珩磨机改造成本过高，且新品研制珩磨机任务不保满，可使用新品研制用珩磨机。若无新品研制用珩磨机，可考虑采购一台单轴数控珩磨机，即可满足小批量生产又可兼顾用于新品研制，建议采购日本、美国或德国的知名品牌的珩磨机。选择珩磨机时应注意合理选择其加工缸孔直径、孔距和冲程的可调整范围及最大加工工件尺寸等，以确保适用于新品研制。
辅机的选择一般可直接满足年产10～15万台套的能力。浸渗后的试漏机与最终试漏机建议共用一台，油路孔清洗机与最终清洗机建议共用一台，以节约投资。辅机的设备结构形式、动作应尽量简单，能满足使用要求即可，以降低设备采购成本及出故障的几率。
缸体试漏机建议采用国产设备。油路、水路采用一个工位，共用一台试漏仪，建议设备前后各配一段自动输送线自动进出料，自动夹紧，以满足大批量生产时的生产效率与自动化程度要求。
清洗机建议以国产设备为主。装堵前有油路孔的清洗工序，建议采用进口设备，以满足清洁度要求。国产设备尽量采用抽屉式结构，不要采用抬起步伐式结构（国产设备抬起步伐式结构的制造技术尚不成熟，可靠性差，输送过程易出现“掉件”现象）。
拧紧机建议采用进口拧紧轴及控制系统，其余可国内制造，即可满足力矩拧紧精度要求，又可节约设备采购成本。
生产线的物流批量小时建议不建整体物流线。工序间以小车运送为主，加工中心不配物流线，辅机的物流线应以配备小段自动线为主，整线的物流线高度应统一，以满足其与增产后（年产10～15万台套）的整线相匹配。
（2）新增设备刀具选型应与设备相配套，优先选用通用刀具，并依据各刀具制造商的特长进行刀具选厂。在刀具性能相当的情况下，进口设备选择刀具制造商的优先顺序为，首先是国内知名刀具商与合资企业；其次是与该设备制造商长期合作且本公司曾合作过的刀具制造商。选择刀具商产地的优先顺序（以整体硬质合金孔加工刀具为例）：韩国进口、日本进口和欧洲进口。
加工中心的钻孔加工刀具以整体硬质合金内冷刀具为主，铰孔刀具选用硬质合金刀具镶PCD刀片；面粗加工建议采用硬质合金标准刀片，面的精加工建议采用PCD刀片；空间角度孔若采用加工中心加工，建议采用角度头，尽量不采用夹具液压自动调角度的形式实现，因夹具回落间隙密封问题是难点；双金属曲轴孔的加工建议采用线镗工艺，使用线镗刀。
2. 规划年产能达到3～15万台套
建议按柔性生产线规划。生产面积规划建议按10或15万台套一步规划到位，一条生产线不建议规划产能过大，以一套辅机能满足规划产能为益。若一条生产线规划产能过大，会对生产线布置、物流及整线节拍均衡等造成困难。
目前加工中心粗、精镗缸体缸孔的技术已经成熟，加工设备（除缸孔珩磨外）可全部采用加工中心。缸孔的精加工建议仍采用珩磨工艺。若缸孔的直径及形状精度要求较高且需采用平顶珩及更先进的珩磨工艺时，建议采用日本、美国或德国的知名品牌的珩磨机。若珩磨精度不高，采用普通珩磨工艺可满足要求时，可采用国内知名品牌的珩磨机，从而大大节约投资。采购两轴或四轴珩磨机（具体轴数可根据生产节拍确定）时，应注意合理选择其加工缸孔直径、孔距和冲程的可调整范围及最大加工工件尺寸等，以确保将来产品转型或增加新品种时的易实施性。
若第一阶段采购的辅机不能满足生产需要，建议补充采购的辅机一步采购到位，使生产线物流顺畅，满足总体规划能力。加工中心可一次规划，根据产能需求情况分步实施，以降低投资风险。刀具选择可参照一期。
AI：您认为，阻碍汽车制造企业生产效率提高的因素主要来自哪些方面？针对目前国内汽车制造企业的现状而言，提高生产效率的关键是什么？
刘明先生：我认为，阻碍汽车制造企业生产效率提高的因素主要有以下几点：
1. 汽车行业竞争越来越激烈，销售价格成为同类产品的重要竞争因素，整车及发动机的利润越来越低，成本控制要求越来越高，生产线建设投资受限，导致高效自动化设备的采购受限。
2. 国内设备制造业水平较低，高效、高精度设备的稳定性较差，价格虽较进口设备低，但竞争力不强，对汽车行业的高精度产品制造支持力度不大。
3.大部分汽车、发动机制造企业的精益生产还处于推行的初级阶段，准时化生产还有待于进一步加强。
4. 国产刀具受材料、加工设备和技术所限，高速切削性能差，刀具质量不稳定，高速切削刀具仍依赖于进口；而进口刀具价格较高，效率与成本产生矛盾。普通刀具也因寿命较低、更换频繁而影响生产效率。
5. 操作人员素质、观念有待进一步提高，激励、分配机制有待进一步完善。
6. 产品设计精度没能做到“宽严”适度，产品加工工艺性有待于进一步优化。
针对目前国内汽车制造企业的现状而言，提高生产效率的关键是：
1. 生产线规划应科学、合理，在能满足产品加工精度、生产纲领的基础上，设备尽量功能简单、操作方便，不盲目追求高配置，以减少设备故障率，进而减少设备停机时间，提高生产效率。
2. 加强精益生产的推进工作，提高生产准时化。
3. 加强刀具管理，能够快速地对刀具进行优化，大幅度提升刀具的性能和寿命，提高生产效率和加工质量水平，帮助企业降低制造成本。部分厂家目前已经采取了刀具竞标承包制，按产品进行刀具发包，与承包商按单件刀具成本签定合同，承包商负责刀具提供、管理、修磨及日常刀具相关技术服务，服务更加专业化，对刀具使用成本控制及提高生产效率大有益处。
4. 加强设计人员的工艺知识培训，提高产品的加工工艺性及经济性，有利于提高产品的生产效率、降低生产成本。
5. 加强企业与科研院所之间的合作与交流。既可通过专家学者带来新知识，开拓技术人员的视野，提高其创新能力，也可在专家学者的支持下，优化产品加工工艺、推进质量改进及技术进步，提高生产效率。
6. 操作人员的工作效率是影响生产效率的最直接因素，通过培训提高操作人员素质、改进观念，完善操作人员激励、分配机制，对提高生产效率会有很大的促进作用。
AI：面对激烈的市场竞争，汽车零部件生产企业从适应市场需要和不断提高自身竞争力方面考虑，对于如何让“增效降本”更加行之有效，应注意哪些方面的问题？
刘明先生：“增效降本”工作应全盘考虑，从产品研发、零部件或原辅材料采购、生产线建设、生产线运行到产品销售等每一个环节都不能忽视，全面寻找降成本的机会，持续开展降成本活动，建立持久的成本优势。
1. 产品研发
产品的工艺性及精度水平对生产线建设及加工制造成本具有决定性的作用。在产品研发阶段应充分考虑产品的加工及装配工艺性，达到最优。做好发动机的性能、水平定位，产品精度要求应与之相适应。
2. 生产线建设
（1）工艺方法的选择：应科学合理，与产能规划、产品加工精度要求相匹配。在满足加工精度要求的前提下应选用成熟且加工效率高、生产成本低的加工技术，例如能用车、铣满足要求不用磨削，能用通用工艺方法满足的不用特殊工艺方法。
（2）设备的选定：应与工艺方法的选择及产品加工精度要求相适应，能国产不进口，能就近不取远。切忌追求高配置，造成功能闲置浪费且增加故障几率。尽量选用通用设备及柔性较高的设备，便于产品转型及改造易实施。
（3）质量控制方法：依据生产批量及设备质量保证能力合理选择测量方法及频次。批量小时尽量采用通用方法测量，批量大时采购必要的专用量具。在线测量装置成本较高，不是刀具磨损较快且精度要求较高的工序尽量不选。设备保证能力强时抽测频次低些，反之高些。
（4）工装选择：结构、动作简单，制造成本低且改造易实施。
（5）刀具选择：建议在满足加工效率及加工精度的前提下，尽量选用通用刀具及性价比较好的刀具。通用刀具选厂应采用就近原则，专用或超硬刀具，应综合考虑选择知名专业厂家。
3. 生产过程
全面推行精益生产，通过组织生产单位开展“一个流”生产，加强对生产管理核心内容——在制品的控制和管理，大幅度削减在制品数量，暴露生产、技术、质量、设备、工具工装及物流等各项管理工作中存在的问题，并逐一加以完善解决，从而促进各项管理工作的整体提升，进而实现“增效降本”目的。
4. 外购产品（零部件、辅助材料和工装）采购
引入竞争机制，尽量避免独家供货，应建立完整、稳定的配套体系，与供应商达到双赢；选择时应优先选择就近厂家，配套半径尽量小，同时优选某类产品的专业生产厂家。
5. 全员全过程
组织全体员工参与“增效降本”活动，将该项工作制度化，融入到各项日常工作中去，制定良好的激励机制，促进全面降本增效。