上海凯泉泵业(集团)有限公司副总工程师、总工艺师汤黎明先生

上海凯泉泵业(集团)有限公司是集设计、生产、销售泵、给水设备及泵用控制设备于一体的大型集团公司，全国泵行业的龙头企业，总资产达25亿元，在上海、浙江、河北、辽宁、安徽等省市拥有9家企业，5个工业园区，总占地面积1000余亩，生产性建筑面积35万m2。上海凯泉获得了“国家免检产品”、“中国驰名商标”、“全国企业文化建设先进单位”等光荣称号。

上海凯泉生产的产品涵盖建筑、市政、电力、石化、矿山、核电数十个大类，近百个系列，二万多个规格的泵产品，拥有Profimill400/100-T六轴五联动龙门铣镗加工中心、AC46TM-4000重型高精立式车铣中心、TRT314HS六轴五联动加工中心、8 m数控立车等各种加工中心、各种数控机床、各种普通设备、三坐标测量仪与各种检测设备等1800余台，年生产能力达40万台/套。2015年销售额35亿元，连续十五年名列全国泵行业第一。

以高压锅炉给水泵为例的泵主要零部件有泵筒体、泵盖、吸入段、吐出段、中段、叶轮、导叶、轴、平衡盘、平衡鼓、叶轮挡套、导叶套、密封环、轴承体、轴承体盖等;主要制造工艺有：铸造、锻造、热处理、焊接、机械加工、叶轮静平衡、转子动平衡、水压试验、清洁、装配、性能试验、涂漆、包装等工序。

加工中面临的问题以及企业未来发展遇到的瓶颈

1.加工中面临的问题

目前上海凯泉水泵产品的特点是多品种、小批量，根据订单安排生产，工艺流程复杂。就加工工艺而言，除重大产品的关键零部件采用加工中心与车铣中心等关键设备加工外，其余产品的零部件主要采用车床、铣床、镗床、钻床、磨床、插床、线切割机等设备、多次装卡分工序地加工零件，加工效率低、辅助时间长，质量不稳定，对按期交货影响较大，具体问题如下：

●工序冗长，造成辅助时间及转运物流成本加大;

●机床校调时间花费较多;

●零件品种多，需使用众多工装，装卡找正麻烦;

●同一系列零件工艺不统一，工序变化较大，不利于生产管理;

●零件精度、质量、稳定性人为影响较大;

●零件种类繁多，需操作及管理人员众多;

●因多规格，小批量，每个规格启动成本较大(工装，夹具，设备，刀具等的准备工作)。

2.企业未来发展可能遇到的瓶颈

上海凯泉目前已上了PDM、 CAPP、 ERP、 CRM 、SRM、OA与手机客户端等系统，目前，除CAPP用的比较理想外，其余用的不太理想，特别是ERP系统换了3家公司的ERP软件及其服务商。实事求是地说我们的基础工作与管理工作的流程和标准化工作没做好，现正在改进。即或是这些系统都用好了，也各自是信息化孤岛。因此，本人预计凯泉未来还要上MES，QIS等系统，凯泉要迈进数字化工厂，未来可能遇到的瓶颈是这些软件集成时的数据信息通信接口、数据唯一性、不同系统重叠模块的功能划分等问题。

计划如何改变现在的加工状况?过程中又遇到了哪些问题?

为提高凯泉工艺制造技术水平，提高产品的产量和质量，提高劳动生产率，降低成本，提高订单的响应速率，保证及时交货，尽早实现凯泉集团跨进泵行业世界前5强的目标，拟先采用自动化线(FMS柔性制造系统技术)对制造技术、生产管理体系、刀具管理系统、夹具制造及管理系统、质量检测系统、设备监控管理系统、物流控制等系统进行技术改造。先选取第五厂(共9个工厂)做技改试点，然后再向其他工厂推广;再上MES制造执行系统、QIS等系统;再与PDM、 CAPP、 ERP、 CRM 、SRM 、OA与手机客户端等系统集成后，最终向数字化工厂与智能化集团迈进。

1.五厂的FMS系统计划

五厂新上FMS系统主要包含加工系统、物流系统、控制与管理系统。加工系统(实为柔性制造系统执行单元，它包含机床、清洗机、测量仪等)主要完成零件加工、清洗、测量工作;物流系统(实为柔性制造系统零件配送单元)执行控制命令，将零件运送到各个执行单元;控制与管理系统(实为柔性制造系统大脑)完成所有设备监控、计划管理、零件调度，控制面向下层对运输系统和加工系统，管理面向零件换装、混流、混工序以及向上层MES系统进行交换等。我们准备分以下三个阶段进行。

●第一阶段：用FMS生产线加工回转直径小于ø950的D、DG、MD6-25～280-43型，DL、DW40-10～200-30型33种吸入段、32种吐出段;LC/X100-20～250-32型5种空间导叶;5LDTN、6.5LTDN型2种导流壳等零件。

第一阶段分三期实施：

①第一期组建一条FMS生产线，到2016年年产量达22063件;

②第二期在原有FMS生产线上增加一台车铣加工中心、1个装载站、20个托盘，到2020年年产量达33095件;

③第三期在上述FMS生产线上再增加一台车铣加工中心、1个装载站、20个托盘，到2023年年产量达44126件。

注：由于公司内部的原因，该计划延缓。

●第二阶段：增加3台立式车铣加工中心加工导叶及回转直径大于ø950的D、DG、MD85-120～800-70型，1DG、2DG型吸入段、吐出段共20种;LC/X100-20～300-25型5种出水弯管;5LDTN、6.5LTDN型2种出水弯管等零件。其中导叶可在具有双托盘、1个摆动台的立式车铣加工中心上加工。

注：由于公司内部的原因，该计划延缓。

●第三阶段：改造组建加工叶轮、轴、轴套、平衡盘、平衡鼓、平衡板等回转体零件智能化制造系统FMS。

五厂现有数控车床、数控立车、数控铣床、加工中心等数控机床五十几台，还有普通设备有四十几台。这些数控机床的数控系统有西门子880T、西门子840M、FANUC15TM、FANUC0T与多种国产数控系统等;大部分数控机床有RS232C异步通信接口，个别的还有USB接口，少量数控机床没有数据接口;装卡工件的有各种卡爪、各种回转工作台(圆形、方形工作台)上有不同尺寸和布局的T型槽等;多种刀柄形式(ST30、ST40、ST 50，BT30、BT40、BT 50，JT30、JT40、JT 50等)的刀库，机床上连接刀具的形式也不一样等。这都给改造组建加工叶轮、轴、轴套、平衡盘、平衡鼓、平衡板、轴承体、轴承体盖等零件智能化制造系统FMS带来很多困难，具体如下：

①现在的FMS中央控制与管理系统(总控系统)完全能对一家的数控系统进行无缝连接，控制与通信;但要能与各种数控系统做到无缝连接，控制、过程监视与通信，目前好像还没有一家能做到;

②现在的托盘与随行夹具能做到在一家的机床上连接，并在每一个托板上装载一个可读写芯片，在每一次对托板进行转运中(包含手动、自动方式)，都会进行比对芯片记录托板号与软件记录托板号是否一致，从而来解决一些非正常状态造成记录托板位置不正确问题;但要能在不同家的数控机床上连接，将工件坐标系与机床坐标系联系起来，并将实际误差(工件坐标系与机床坐标系零点之间的误差)控制到0.01 mm级，目前好像还没有一家能做到;

③柔性制造系统加工各种不同尺寸的零件工艺方案：毛坯上线、工件下线采用人工还是自动方式，定位粗基准的确定;是否考虑工件下线后的清洗等有一定难度;

④物流系统及其控制：物流系统在执行调度指令后，由于要对不同零件与不同调度的设备进行安全确认，并对其进行动作锁定，防止设备在执行动作时再执行其他动作而造成机械碰撞，提高整个系统安全性有一定难度;

⑤对不同类型与规格的刀具管理与刀具监视系统：要对刀具组装与对刀、刀具数据库(刀具种类与尺寸、刀具寿命等)管理、刀具破损检测、刀具模拟、刀具双向数据传输等管理与监视有一定难度;

⑥要在现有的各种不同的数控机床上安装零件质量检测系统，对工件进行在线质量检测等有一定难度;

⑦对不同种类与尺寸的工件进行车间排产、生产工单管理等有一定难度;

⑧对现有的设备进行管控、故障检测、预防性维护建议提示等有一定难度;

⑨与PDM、CAPP、ERP、MES等系统集成与接口问题。

注：由于公司内部的原因，该计划延缓

2.数字化工厂与智能化集团

展望未来，上海凯泉将从销售、研发、设计、工艺、采购、生产、质量检验、售后服务等产品全寿命周期的全过程实现无纸化的数字化控制与管理，迈向数字化工厂与智能化集团的行业。