在國家提倡智能製造和工業4.0的背景下，鈑金加工企業對自身提出了產業升級的要求；而柔性製造系統的引入與應用，正是智能製造和工業4.0不可或缺的重要組成部分。柔性製造系統，英文簡稱FMS（Flexible Manufacturing System），其定義為：由智能數控加工設備、物料運儲裝置和計算機控制系統組成的自動化製造系統，它包括多個柔性製造單元，能根據製造任務或生產環境的變化迅速進行調整，在高效率生產的同時，保證產品質量的一致性，非常適用於多品種、中小批量生產。
柔性製造的特點是無人化、智能化、高效率、高質量、低成本、快速換模、縮短生產時間，非生產時間接近於“零”，一直是裝備製造行業的追求。而隨著生活方式的多樣化以及人們對於產品追求的個性化、多樣化；鈑金件的生產逐漸呈現多樣化、小批量的生產。如何協調好多種類、小批量、高精度、短交貨期、低成本的生產模式和相互關係，是我國裝備製造業生產管理人員與工藝人員需要考慮和急需解決的。
有一定規模的鈑金加工企業已意識到這點，廠房規劃及設備佈局階段已經考慮選用有一定先進性的進口設備（如數控剪板機、數控轉塔衝、數控折彎機、激光切割機等），但設備佔用場地大、生產流程不暢、各工序間排隊、等待時間長，前序工藝離散、不同設備參數差異引起的質量不一致等問題影響後序生產週期等等，同樣制約生產的流暢進行；同時因產品種類及圖樣變更需要設計製造大批量的專用模具，進一步增加生產成本，造成工廠管理以及延長交貨時間等一系列的影響。
薩瓦尼尼柔性製造設備考慮到對多種類、小批量訂單的快速應對，低成本壓力下的廢料、人工和能耗的控制，在保證工件質量一致性的同時，極大的縮短了交貨週期。
薩瓦尼尼柔性製造系統
薩瓦尼尼柔性製造系統由S4衝剪複合中心以及P4多邊折彎中心組成。S4衝剪複合中心帶有一個矩形複合衝頭庫，最多可安裝96副衝壓模具，每一工位都有一套獨立的控制系統來控制，每個工位都是一個獨立的衝壓裝置，在其位置上進行精確的衝孔加工，在板料的加工過程中衝壓模具的轉換時間為“0”秒；在複合衝頭庫的旁邊可以安裝分度旋轉工位、拉伸工位、攻絲工位、多子模工位等；與傳統的轉塔衝床相比，薩瓦尼尼的複合衝頭庫可以極大地提高生產效率，縮短加工時間；同時減少模具的磨損，延長模具的使用壽命；集成在複合衝頭庫旁邊的是一體化的直角剪，剪刀片之間的間隙可以根據板材的厚度自動調整，X方向剪刀片與Y方向剪刀片可單獨剪切，也可以同時剪切，實現板材的套裁，從而有效的減少邊角廢料，提高板材利用率。
P4多邊折彎中心配有薩瓦尼尼的專利ABT折彎技術和自適應板材特性補償技術MAC2.0。此項技術能自動檢測每一張板材的特性(如反彈係數、抗拉強度等)，而後根據板材特性及時、自動地調整折彎公式以確保折彎精度。一副通用的、萬能的折彎模具對板料的一邊或者多邊，進行向上或者向下的多次折彎；不同尺寸和形狀的折彎，無需更換折彎模具；對於已衝剪的板料，是以板料的切口進行定位，而不是以板料的邊進行定位，這樣有效的避免了由於板料的剪切誤差對最後工件的成形影響。P4的上壓料器長度全自動調整裝置ABA可以根據折彎程序指令，“0”秒自動調整板料的壓料器的長度，而實現最小批量為“1”的生產模式, 這樣P4能夠按照成套生產的模式(Kit Production)進行生產，如某一產品，它由A、B、C、D、E等5個不同工件組成，P4多邊折彎中心即按：A/B/C/D/E這樣的順序連續一套一套的生產，並無需等待、換模、停機，進行連續生產。
S4+P4柔性製造系統可以根據客戶的要求進行模塊化配置，從最簡單到最複雜以及高度自動化的配置方案；自動化方案可以客戶化配置各種料庫（如單立庫MD、大立體料庫MVc、複合型立體料庫SMD、雙塔料庫BTW、小料庫MTW），以及不同的上料裝置和不同的卸料裝置，並與客戶的後道設備（如組裝線或機器人卸料、碼垛和焊接生產線等）連接和集成而組成整條自動化的生產線。S4+P4柔性線有不同的生產模式，如：連線生產，作為兩臺單機獨立生產或成套生產，客戶可以根據自身的實際選擇合適的生產模式。
薩瓦尼尼柔性製造系統已經廣泛的應用於電氣控制櫃、電梯、廚電、鋼質辦公傢俱、金屬天花和幕牆、工具箱櫃、鈑金分包商、暖通空調、通訊機箱機櫃、防盜門和防火門、超市貨架、照明電氣、汽車烤漆房、農業機械、畜牧養殖設備等159個行業。
本文以電氣控制櫃、電梯和廚電三個行業為例，概述薩瓦尼尼S4+P4柔性製造系統（又稱柔性線）之應用。
在電氣控制櫃行業中的應用
薩瓦尼尼S4+P4柔性線（圖1）在電氣櫃行業中，依靠其高度的柔性化，實現電氣控制櫃的前後門板、側門板、頂板一次性成套完成，期間無需更換任何模具，大大節省了生產時間。薩瓦尼尼柔性製造系統設計的宗旨是智能柔性化製造，金屬板料和加工工件的管理，通過數控程序來實現全自動化操作和管理。用戶可以充分發揮薩瓦尼尼鈑金柔性製造系統的優勢，根據電櫃門板的尺寸和材質設計加工指令。
同時薩瓦尼尼柔性製造系統也能很好地滿足電氣控制櫃鈑金加工中工件精度高、種類繁多、外形複雜、批量大等需要。該柔性製造系統在提高鈑金生產能力的前提下，使鈑金件在質量、精度上得到保證，同時實現自動化生產；此外薩瓦尼尼柔性製造系統也具有工件改型適應性強，工件形狀改變時只改變折彎程序即可，而無需改變模具和生產工藝。其高度柔性化使得它在電氣控制櫃的鈑金領域得到越來越廣泛的應用。
在某用戶使用薩瓦尼尼鈑金柔性製造系統後，我們對電氣控制櫃門板加工進行了跟蹤分析。表1為前後生產效率的對比數據：
表1 生產效率的對比數據
圖1 S4+P4柔性製造系統在電氣櫃行業的應用
通過數據可以看出：薩瓦尼尼柔性製造系統在電氣控制櫃的鈑金加工中實施效果良好，使用後生產力大幅度提高，交貨週期顯著縮短。
目前，薩瓦尼尼柔性製造系統已經廣泛應用於國家電網及地區電網的幾十家骨幹電氣櫃供應廠家。
圖2 S4+P4柔性製造系統在電梯行業中的應用
在電梯行業中的應用
薩瓦尼尼的S4+P4金屬板材柔性加工生產線（圖2）在電梯行業，被廣泛應用於生產加工電梯的廳門、轎門、轎壁和轎頂。
廳門是電梯各層層門的外露鈑金件，而轎門和轎壁為電梯轎廂內部4壁主要鈑金結構，因客戶需求、建築結構的不同，電梯行業需要生產品種繁多的轎廂，因而客戶化的訂單涉及到尺寸、材質和厚度、高度、寬度以及其他參數均隨時發生變化。薩瓦尼尼S4+P4柔性製造系統無需對中間過程進行任何處理，即可完成對標準尺寸或訂製尺寸板材的衝壓、剪切和折彎，從而成套生產電梯轎廂的轎門和轎壁工件。在不佔用任何生產流水時間的前提下，可靈活的編程和自動設置，使得多品種、小批量的成套生產(如電梯轎廂工件)變得經濟而且可行，同時亦可進行大批量單一工件的生產（如電梯廳門工件）。
薩瓦尼尼S4+P4柔性製造系統，可以與客戶的廳門組裝線和轎壁組裝線連接和集成，從而組成整條自動化的生產線。
圖3 薩瓦尼尼柔性設備在廚電行業中的應用
目前，在中國有60多條薩瓦尼尼S4+P4柔性製造系統應用於電梯行業，市場佔有率高達75%。
在廚電行業中的應用
油煙機是廚電產品中採用鈑金件較多也較為複雜的產品，包括集煙腔、蓋板、主機外殼、後板、主機面板、頂板等零件，每個零件都有不同的外形、厚度以及材質。在生產過程中，每個零件要用到不同的模具，給生產加工帶來了較大的困難。特別是集煙罩，它是油煙機中最重要的部件，起到收集、聚攏油煙、輔助負壓區形成，其形狀也是最為複雜的，而且尺寸也隨規格的變化而變化。如果集煙罩用模具製作需要很多副模具，在生產時，光模具的更換就要非常長的時間，而且每個工位需要配備一個人，非常耗時耗力。
商用冰箱冰櫃、蒸飯櫃、消毒櫃等，其外殼主要由不鏽鋼板製作而成，廣泛應用於機關、單位、餐廳、酒店、學校、醫院等不同地方，產品種類繁多、外觀要求高、門板的折彎形狀複雜。
此時，薩瓦尼尼的柔性設備（圖3）就發揮出了它的優勢：省人工，速度快，產品一致性好，其高度的柔性化讓生產不同結構的工件免去了換模的時間，為廚電生產企業節約大量的時間、材料、能源和人力成本。
目前在國內，已經有超50臺薩瓦尼尼柔性設備應用於廚電行業之中。
結束語
人類自古依靠夢想的力量不斷完成偉大的技術革命，從蒸汽機到汽車、飛機甚至宇宙飛船。而如今，中國夢的實現更依賴於製造業的技術革新。現在越來越多的中國製造企業響應號召，提升自身的生產技術和理念，自動化、柔性化的設備也開始在各個行業備受重視。通過共同的努力，在不遠的將來，整個鈑金製造業生產將更廣泛的採用柔性製造系統。整個製造加工過程將完全智能化、柔性化、自動化、無人化。相信我國從製造大國轉變為製造強國的那一天很快就會到來。
肖衛星
薩瓦尼尼中國董事總經理，上海交通大學高級工商管理碩士，曾在德國西門子公司及美國通用電氣公司擔任高級管理職務長達10年，2005年加入薩瓦尼尼任職至今。
——摘自《鈑金與製作》 2019年第4期
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