液壓行業工業4.0的樣板工廠—來自哈威工廠的介紹

只有快樂

3 E4 J6 a' {" [0 q    親臨現場才能感受到德國工業的強大，這個工廠就是當今世界液壓行業最先進的工廠，沒有之一。中國液壓行業任重而道遠，工業2025還需努力。很遺憾沒有照片，因為保密。

, X& j+ l7 x" y, k: c$ u4 w     HAWE液壓公司新建的KAUFBAUREN工廠有幸被德國機械工程協會(VDMA)認定為液壓行業工業4.0的樣板工廠。很多參觀過這個工廠的人也都交口稱贊。這里，我給大家介紹一下這個工廠的情況。
* T( L7 U1 c, c, a  p      哈威簡介
9 C4 A6 n( P& ^) \, s     HAWE公司是Karl Heilmeier 和 Wilhelm Weinlein 于戰后 1949 年在慕尼黑成立了 "Heilmeier & Weinlein" 公司，一家“液壓設備制造”的中小型企業。開始時很簡單：100 平方米的車間和倉庫，30 平方米的兩間辦公室。大大改進的徑向柱塞泵和有望簽訂的第一個大訂單成為公司初次成功并發展至今的基礎。 1942-1944年期間接受一個為飛行器設計高壓泵的任務，當時的壓力要求就是700bar。設計結束時，二戰結束了，“哈”先生也就下崗了。在家中沉寂了四年后，由好友“威”先生的資金資助，創建“HAWE液壓”。所以HAWE從一開始就跟別人不是一個思路，別人用的大都是鑄件，哈威一直走的思路就是全鋼件，所以他非常注重的一條就是加工。從開發第一個產品(700bar柱塞泵)到現在是第3代領導人，比較年輕，敢作敢當。現在員工2000多人，這個人數曲線有一個波動，在2008年經濟危機時，人員和銷售額都下降，09年最低，然后開始往上走。在2012年時，開始準備建設一個新的工廠，這個時候正是德國人提出工業4.0這樣一個時間段，所以哈威就完全按照德國工業4.0的思想建的這個工廠。這個契合點是2012年這個時間，因為當時是在漢諾威展會的時候，德國提出要振興德國經濟，要點就是工業4.0。
      哈威產品的特點是：全鋼制造、耐高壓設計、結構緊湊、零泄漏、模塊組合、在特殊應用領域的認證資質、定制的解決方案。在產品應用領域方面，國外跟中國的情況不一樣，國外最大的市場一個是在機床，一個是在叉車。中國最大的市場是工程機械和風力發電，風電占的市場份額蠻大，最關鍵的一個技術還是零泄漏技術。
; ?8 s" P9 R; T, t9 t公司的成長變化
      員工數量和訂單量增加，新產品不斷涌現。20 世紀 50 年代開始，"Heilmeier & Weinlein" 搬入位于慕尼黑東部的第一家自己所有的大樓。在這個時候，就已經從Heilmeier 和 Weinlein 的開頭字母的讀音中發展出另一個名稱 "HAWE Hydraulik"。多年以后，即 2002 年，“Heilmeier und Weinlein, Fabrik für Oelhydraulik GmbH & Co. KG(Heilmeier 與 Weinlein 液壓有限兩合公司)”正式更名為“HAWE Hydraulik GmbH & Co. KG(HAWE Hydraulik 有限兩合公司)”。
當在慕尼黑的總部變得太小時，公司決定在城市周邊建造第一個生產基地。于是在 1965 年，Freising 工廠投入運行。隨后在 1977 年和 1989 年，分別在 Sachsenkam(靠近 Bad Tölz)和 Dorfen(靠近 Erding)設立了新工廠。2007 年在慕尼黑附近的 Kirchheim 臨時租用了幾年廠房，2014 年對 Kaufbeuren (Allgäu) 工廠開業舉行慶祝，其生產面積有 30,000 多平方米。
      工廠的工業4.0
      工業4.0的核心：模塊化、數字化、自動化、智能化。智能工廠是構成工業4.0 的核心元素，在智能工廠內要求單體設備是智能的，而且要求工廠內所有設備，設施與資源(機器，物流，原材料，產品等)實現互通互聯，以滿足智能生產和智能物流的要求。
      1.模塊化-工廠的生產單元
  R6 Z% e; `  w      我們所談論到的工業3.0，其實是福特汽車，福特汽車創造了一個流水線，而現在工業上大家做的，大多是靠流水線，流水線靠什么來節約成本?靠什么來提高效率?靠節拍，是提高節拍來提高工業效率。
工業4.0的要求就是高度的靈活性，快速的生產轉換。從該工廠的布局上就可以看出，工廠不再是流水線的縱向鋪開。而是將工廠的各個加工過程變成了功能塊。即可以實現從原材料預處理到安裝成品的流程作業，也可以按照需求實現流程的自由組合。這里可以看到實際上這樣的工廠大布局，各個加工模塊之間距離基本相當，可以非常靈活地從一個工序到另一個工序，而不需要每個工序走一遍，這是完全按照客戶的要求。而對于工廠內的加工設備不是單一的設備組合，而是按照加工過程實現不同的生產單元。
/ s0 s; {: ^: r' V) e" e在車間中可以看到大量這種無人生產線、安裝線。比如：自動磨削加工島，自動閥體加工中心，自動組裝中心，自動螺堵安裝中心。模塊化生產的目的是為客戶提供個性化批量產品。
      2.智能化-生產島及在線檢測
( k3 ]$ P$ S" W' @! ~; L# h! J4 h      下面以閥塊加工生產單元為例，看看如何實現智能化生產、在線檢測及質量監控的。
; Z2 F0 X+ R: H" U      雙軸同步加工中心：
      閥塊三面同時加工，一次裝卡加工完成;
8 A& C( ^' j! o, m9 m5 c      每次可同時裝卡8個閥塊，雙軸加工;
      在線檢測切削力保證刀具無瑕疵;
$ c- A% g% l% E$ o( G; g5 S8 `      刀具庫內備有備用刀具，可隨時更換。
6 ~6 [# N0 `& x2 l0 w      機器手裝卡系統
# U& ^) L8 G0 W: f! }- U      自動裝卡;
      自動吹掃;
. c) X' X" Y8 A# s      平面自動去毛刺;
      孔道自動去毛刺;
      三坐標在線檢測自動裝卡。
      三坐標在線自動檢測
      自動檢測并與標準數據對比;
6 K7 _# e' I' _: ?! t5 l1 G     每4個加工件檢測一件(25%在線檢測)。
5 i0 \: G0 M/ I* H     自主設計液壓系統
     節能設計(相比傳統液壓泵站節能最高可達90%)
      3.自動化-物流
4 ~  [5 B4 O/ [0 {      既然是模塊化，重要的是物流，它怎么傳輸這些產品。傳統的生產我們是用叉車，一對一地把工件送到加工場地，我們鉆完后需要車，車完以后需要磨，一步一步通過叉車轉過去，現在可以看到右上角這邊，那是一個物流車，物流車是什么概念呢?車床完了以后可能會去鉆床，還可能會去磨床，但是所有的物理量都體現在下面這個小控制箱里，這個小控制箱直接會提醒物流車我這個工件下一步要做什么，自動將這些物件傳送到我們需要的車卡單元當中，讓它更加柔性地去做它所需要的一些東西。而不是說一步、二步、三步這樣做，可能是一、三、五往下跳，二、四、六這么往下跳，根據需要進行加工，上面更重要的一點就是來自于加工。
      比如做閥塊的加工單元，刀具本身是受到監控的，實時監控所有的數據，而閥塊本身只是信息物理系統(CPS)的一個物理量，閥塊本身的數據提醒系統，現在需要進行一個什么樣的加工，刀具要做一個什么樣的準備，包括刀具本身的檢測，同時在從一步轉到另一步的時候，機器手會進行去毛刺，清洗干凈，放到下一個工位上，而加工本身也是三面一起加工，加工出來以后，外面一層是實時進行檢測，當然實時檢測并不是100%地實時檢測，它是4個工件檢測一次。
      另外一個是我們的液壓系統，我們是做液壓的，液壓系統不愿讓別人做，我們相信德國機床的液壓系統，大部分都是用的哈威的液壓系統，因為它更節能，國內都是電控系統做節能，哈威是充分利用它的不泄漏技術做節能，干脆把電機給停下來了。最終從原材料一直變成一個成品，在整個系統來說，直接完成。
     4.數字化-組裝產品
4 \6 j/ X' R& b5 G7 J      所有加工出來的物料，本身是帶有信息的，叫信息物理系統，所有東西是掃描二維碼進行加工的，剛才的物料傳輸也好，物料加工也好，都是通過二維碼，而二維碼在組裝的時候更為重要。左下角就是貨箱。安裝工人掃描碼后即在屏幕上顯示出需要安裝產品的最終代碼，及安裝步驟。而這一安裝步驟同時被傳輸到安裝工具之中。包括安裝扭矩等信息直接是調整好的。工人只需要按照步驟來執行即可。當然如果工人未按步驟執行，或者漏掉了一步，下一個步驟將無法進行，直到工人按照正確的步驟工作。這樣降低了工人的勞動強度，也減少了人為產生誤差的可能。
產品組裝完成以后，交送檢測及數據調整(如壓力參數等)。其流程也和組裝線上相似，掃描二維碼，根據碼上顯示信息，逐一檢測及調整，直至完成。
      5.檢測
      產品做出來以后進行測試，所有的產品都會進行測試，包括掃描以后，需要的測試項目都會顯示在顯示屏上，然后檢測及調整好的信息又同時錄入到了這個閥組的二維碼中。為今后的查詢提供信息。同時客戶也可以利用這個碼調整自己的產品。比如說比例閥中的最大最小電流，在檢測中已經給出，客戶可以通過掃描，將這一信息直接錄入到主機設備的控制器中。
      這就是帶有“信息”的原材料。這樣的液壓閥組即可以解決單件小批量的個性化需求，同時也可以滿足客戶大批量的及時供貨。當然對于主機的使用者來說，設備不同機型參數的微小變化都可以在這里輕松的體現出來，達到系統的最佳匹配。
! }  J% o- c, N6 E, r      所有的客戶產品都會檢測，所有的檢測曲線及數據將被儲存。到底這個工廠生產了多少種產品。看一下數據。
" a# p" s7 U* F. D. H從去年開始生產，到目前為止，它生產了6980種產品，換句話說，就是滿足了6980種不同機型的產品配套，實現個性化批量生產，總共片數是164893。4件檢測1件，那么這1年多以后等于是檢測了4萬多件。
我們現在推廣的總線和平衡閥也都在這個工廠生產，而這些產品對工程機械來說，是很好的一個開發平臺。作為負載反饋系統，它可以做壓力控制，可以做流量控制，所以對于一個系統來說，基本可以涵蓋所有東西。所以我們在國內賣的主要是這種產品。這個系統等于是CPS物流信息系統，好處是從研發開始就很快。來了一個客戶需求，馬上把需求信息共享到產品的生產中，而產品生產的信息又會馬上響應到設備上，設備進行物理的聯系，然后這種物理聯系、這些生產參數可以被使用者很快地利用起來。所以完全都來自于剛才說的條碼系統，二維碼掃描系統，生產出來一個可能看似很怪異，但是能夠充分滿足客戶需求的個性化產品。
% p2 A, S( {4 O  ]      幾個觀點
      工業4.0是否能解決提高質量的問題?質量問題更多的是質量管理的問題，不是來自于設備，什么設備咱們都買的起，什么樣的廠子我們都可以買一個回來，但重要的是質量管理，質量管理是工業4.0的基石，而工業4.0本身所未提出的東西。
; b' F% j2 V& h      大家都在談創新，不論哪個時代，都要創新，創新并不是新詞，我們創新實際是找到更多的市場需求。創出來的東西滿足市場需求，就是創新，不滿足就沒有意義。現在大家做出的很多東西，不要管它看上去是否古老，其實都是在創新，他們都是在滿足不同的市場需求。創新就是發現市場需求。
      工業4.0真正在做什么?其實我們節能的最后目的，不是節約資源，是節約成本，我們希望我們做的東西能夠真正地節約成本。工業4.0真正要做的事情是快速響應。快速響應有兩條，一個是你提過來的這些技術要求，我能很快的做出產品。另一個是客戶如果今天要1000套閥，明天要10套閥，這在生產線上根本就完成不了。那么它就做成這種靈活的東西，你說10臺，我也很快給你做出來，你說1000臺，我也能夠快速滿足你，要不然沒法玩得轉這個市場。
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未來第一站

哈威的緊湊式液壓泵站是個好東西。

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德國有一個樣板，西門子的雙生子系統（名字可能有點出入），在北京有一個演示中心
它主要的功能是將現實當中的一個東西復刻下來，然后去制造。典型的是
- i. i$ E/ ?) y& E7 }根據人打高爾夫球時的姿態、力度等很多參數，為你量身定制一副球桿。做廣告的是美國前總統奧巴馬
根據人跑步的姿態和腳丫子長的樣子，為你定制一雙跑鞋。做廣告的是現任德國總理默克爾大媽
8 {5 ]0 ~4 p$ [6 D這是西門子詮釋的“數字化”。相比較而言，這個更靠譜一點。而這個系統只是工業4.0的一個部分
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如果按照這樣的思路理解數字化，以及核心是數字化的工業4.0
+ l: |3 C( ?  R, y3 o5 S. m  y; `' q$ w那么，工業4.0可以解決質量問題，從提供工具的角度去解決
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