對于汽車動力總成制造企業(yè)來講和敬，合理規(guī)劃生產(chǎn)是非常重要的。因為，正確的選擇可以進(jìn)一步提高生產(chǎn)系統(tǒng)的使用價值月幌，提高生產(chǎn)效率，讓生產(chǎn)流程更加合理化悬蔽，為企業(yè)節(jié)省大量的開支扯躺。

　　就發(fā)動機(jī)生產(chǎn)所采用的自動化生產(chǎn)系統(tǒng)而言，其整體壽命周期費用的計算并非是件簡單的事情蝎困。首先录语，企業(yè)要在先期投入大量資金購置生產(chǎn)設(shè)備。然后禾乘，還需要考慮在后期的使用過程中澎埠，這套能夠?qū)㈣T件加工成成品（缸體）的生產(chǎn)系統(tǒng)需要花費多少操作費用和維護(hù)費用？打個更好的比方始藕，如果以10年為期限計算蒲稳，在這一系統(tǒng)上生產(chǎn)400萬件這樣的缸體需要投入多少運(yùn)營成本？

　　我們的答案是：該項花費將在1.10～1.60億美元之間鳄虱。這5000萬美元的差額不但與動力總成制造企業(yè)所選用的生產(chǎn)設(shè)備機(jī)型有著密切的關(guān)系弟塞，而且與該零件（缸體）在未來10年內(nèi)的改型也有著密切的關(guān)系。為適應(yīng)這些設(shè)計上的變化拙已，動力總成制造企業(yè)就必須對其生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的改造决记。此外，選用的設(shè)備型號對日常消耗的刀具枯誓、備品備件（如主軸）谆胰、公用設(shè)施及勞務(wù)操作和維修費用等因素也都會有很大的影響。

　　制造技術(shù)的發(fā)展

　　過去能夠年產(chǎn)成千上萬件大型動力總成零件的惟一切實可行和具有較高成本效益的方法是五浊，建造采用順序加工工藝的專機(jī)生產(chǎn)線萄瞻。加工內(nèi)容按工序分配給不同的單獨工位順序完成，并由一條剛性的輸送帶連接起來菲缕。毛坯從生產(chǎn)線的一端上料趁室，成品（缸體或缸蓋）從另一端下線，然后進(jìn)入裝配工序聂幅。

　　這種生產(chǎn)系統(tǒng)適合對生產(chǎn)線柔性要求不高的吓蝌、設(shè)計變化較小的系列零件的生產(chǎn)，而對于設(shè)計變化較大的零件則需設(shè)計新的工位。改造采用順序加工工藝的專機(jī)生產(chǎn)線成本很高授工，動力總成制造企業(yè)需要投入大量的時間和金錢赚滨。

　　隨著制造技術(shù)的發(fā)展，敏捷制造系統(tǒng)和混合型生產(chǎn)系統(tǒng)的出現(xiàn)給生產(chǎn)帶來了改變细层。

　　敏捷制造系統(tǒng)由裝配有機(jī)械手的數(shù)控機(jī)床和機(jī)床間的自動化輸送設(shè)備組成惜辑，采用并聯(lián)加工工藝，可以實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)疫赎，一臺機(jī)床發(fā)生故障并不會導(dǎo)致整條生產(chǎn)線停工盛撑。此外，這種采用并聯(lián)加工工藝的生產(chǎn)系統(tǒng)具有很好的柔性虚缎，很容易根據(jù)生產(chǎn)需要做進(jìn)一步擴(kuò)展撵彻。

　　對于大批量生產(chǎn)，傳統(tǒng)的專機(jī)生產(chǎn)線的購置成本較低实牡。如果生產(chǎn)零件的預(yù)期變化很少陌僵，專機(jī)生產(chǎn)線將是最佳的選擇。隨著制造技術(shù)的發(fā)展创坞，相對前幾代的自動生產(chǎn)線碗短，如今的生產(chǎn)線改造成本已有所降低。

　　混合型生產(chǎn)系統(tǒng)是前兩種生產(chǎn)方式的組合题涨，兼有專機(jī)生產(chǎn)線和柔性制造單元的特點偎谁。

　　如何進(jìn)行選擇

　　發(fā)動機(jī)缸體就是設(shè)計變化中等的一個實例。其新的特點將給生產(chǎn)帶來一定的影響纲堵，需要增加必要的加工量餐嗦。在這種情況下，專機(jī)生產(chǎn)線需要增添多軸加工頭和2～3個新工位灌蛙，需要更改夾具残膜。安裝新設(shè)備及改造舊設(shè)備將會導(dǎo)致生產(chǎn)線停機(jī)，因此在更換前需要調(diào)整成品的庫存又诡。

　　在人們考慮選用何種生產(chǎn)方案應(yīng)對產(chǎn)品的中等變化時商爆，敏捷制造系統(tǒng)的柔性就得到了充分體現(xiàn)。因為敏捷制造系統(tǒng)更容易進(jìn)行擴(kuò)展懦诸，設(shè)備的安裝調(diào)試并不會影響到線上其他數(shù)控機(jī)床的正常工作爬姓。

　　對于產(chǎn)品變化較大的方案，如果使用的是專機(jī)生產(chǎn)線赖谷，那么就必須考慮設(shè)計和制造幾個全新的加工工位慢沉，以代替現(xiàn)有的工位。這必將涉及到多臺機(jī)床滥氏，還有相當(dāng)數(shù)量的新型多頭加工頭咪干、夾具络兜，大量更新機(jī)械辐赞、電氣部翘、液壓系統(tǒng)和PLC設(shè)計、刀具總圖响委、工藝表新思、相關(guān)說明書。而在敏捷制造系統(tǒng)上赘风，我們可能只需增添兩臺新型數(shù)控機(jī)床夹囚。此外，由于生產(chǎn)工藝的變化邀窃，還需更改數(shù)控機(jī)床的加工程序荸哟。

　　在一條發(fā)動機(jī)生產(chǎn)線10～20年的壽命周期中，產(chǎn)品發(fā)生2次較大變化瞬捕、4～5次中等變化及10～20次較小變化的情況是罕見的鞍历。這樣看來，敏捷制造系統(tǒng)是動力總成制造企業(yè)的最佳選擇肪虎。但是當(dāng)產(chǎn)量很大時劣砍，專機(jī)生產(chǎn)線的初始投資成本則相對于敏捷制造系統(tǒng)更低。當(dāng)產(chǎn)量達(dá)到每年60萬件時蚣狠，專機(jī)生產(chǎn)線的成本要比敏捷制造系統(tǒng)的成本低40%就肪，后期的運(yùn)行及維護(hù)成本也較低。

　　目前的專機(jī)生產(chǎn)線屬于高標(biāo)準(zhǔn)化的加工系統(tǒng)号蒙，這類系統(tǒng)非常適合于零件的大批量生產(chǎn)赊设。如果生產(chǎn)零件的預(yù)期變化很少或設(shè)計變化不頻繁，其投資成本是相對較低的物坝。各個工序可分為幾個工位未奋，按順序安排在一條生產(chǎn)線上，并由剛性傳送系統(tǒng)連接起來斩缘。

　　然而在許多應(yīng)用領(lǐng)域中唁底，對專機(jī)生產(chǎn)線的重新安裝改造所花費的高昂費用可能會抵消其初始投資及操作運(yùn)行成本較低的優(yōu)勢。因為泳隶，較小的產(chǎn)品變化可能需要花費幾百萬美元他幢，中等變化的花費約需1000萬美元，而較大變化的花費通趁鸫螅可能會超過2000萬美元订咆。

　　在未來，產(chǎn)品變化的頻率和可能性還會進(jìn)一步提高柬泽。與缸體相比慎菲，這一系列的變化將會更多地體現(xiàn)在缸蓋產(chǎn)品上，從而使一些動力總成制造企業(yè)更傾向于采用敏捷制造系統(tǒng)來生產(chǎn)缸蓋。

　　此外露该，生產(chǎn)系統(tǒng)的比較還包括機(jī)床利用率等因素睬棚，預(yù)測這些操作變量是判斷生產(chǎn)系統(tǒng)整體壽命周期費用的一個重要組成部分。我們可以根據(jù)生產(chǎn)企業(yè)的勞動率來計算這兩種生產(chǎn)方式的勞務(wù)成本解幼。運(yùn)行敏捷制造系統(tǒng)所需要的操作人員和維護(hù)人員抑党，其數(shù)量相當(dāng)于專機(jī)生產(chǎn)線所需人員的2～3倍。事實上撵摆，無論采用哪一種生產(chǎn)方式底靠，其公用設(shè)施的費用（供電和供氣）以及冷卻液和油耗也都是可以計算出來的。

　　設(shè)備維護(hù)及備品備件的費用評估也包含在內(nèi)特铝。主軸的更換暑中，包括庫存?zhèn)浼剂讼喈?dāng)大的比重鲫剿。通常鳄逾，并列加工工藝采用的數(shù)控機(jī)床擁有更多的主軸。在整個規(guī)劃好的系統(tǒng)壽命周期中付箩，如果將系統(tǒng)中的主軸數(shù)量乘以所需的預(yù)計更換件數(shù)量肛精，再乘以每根主軸3～5萬美元的購買費用，所得的金額是十分可觀的瞭谴。此外炬山，平均無故障時間（MTBF）以及確定故障和排除故障所需的可變勞動力技術(shù)水平，也需納入自動生產(chǎn)線維修項目的輸入值進(jìn)行計算册压。

　　除此之外匪从，還有一些因素對生產(chǎn)系統(tǒng)壽命周期費用也具有很大的影響。刀具的消耗是必須考慮的捕诲。隨著機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給率的不斷提高橄妄，刀具的消耗也隨之提高。在傳統(tǒng)加工方式中卿裙，冷卻液費用約占操作費用的15%左右小赋。由于提取系統(tǒng)的不斷更新，微量潤滑變得更加切實可行外卷。其關(guān)鍵是重新設(shè)計機(jī)床的底座砍的，利用重力幫助排除切屑，而不是采用沖洗的方法排除切屑莺治。事實上廓鞠，一旦采用了這種特殊設(shè)計的機(jī)床底座，所需冷卻液要比濕加工減少很多谣旁。

　　對生產(chǎn)系統(tǒng)整體壽命周期費用的研究表明床佳，在許多應(yīng)用領(lǐng)域中采用柔性加工單元與專機(jī)生產(chǎn)線相結(jié)合的混合生產(chǎn)方式更為理想滋早。專機(jī)用于進(jìn)行特點穩(wěn)定的粗加工和精加工，數(shù)控機(jī)床用于設(shè)計特色易于發(fā)生變化的工位砌们。

　　現(xiàn)在杆麸，動力總成制造企業(yè)又有了一種新的選擇——采用專機(jī)式加工中心。專機(jī)式加工中心是以加工中心和專機(jī)的組合形式來加工工件的一種新工藝怨绣，將機(jī)床轉(zhuǎn)化為一個獨立的加工單元角溃。專機(jī)式加工中心更加簡單、可靠篮撑，主軸比專機(jī)要少，換刀時間短匆瓜，加工效率高电伐。此外，它的初期投資和運(yùn)轉(zhuǎn)周期都要低一些跪悼。

　　根據(jù)最近的一項研究秆杰，我們對這三種生產(chǎn)方式的整體壽命周期費用進(jìn)行了比較。生產(chǎn)期限為20年蚊来，產(chǎn)品和工具改造轉(zhuǎn)換的較大變化為3次蝠肤、中等變化為5次、較小變化為10次逢君，系統(tǒng)的整體壽命周期費用見表吝啰。系統(tǒng)的整體壽命周期費用是由產(chǎn)量決定的：當(dāng)年產(chǎn)30～40萬件時，敏捷制造系統(tǒng)的整體壽命周期費用最低蒲妹；當(dāng)年產(chǎn)60萬件時驻丁，專機(jī)生產(chǎn)線的整體壽命周期費用最低。如果按同樣的設(shè)備投資和生產(chǎn)規(guī)模块透，以10年（代替20年）生產(chǎn)期限進(jìn)行計算臊渴，盡管產(chǎn)量降低了，但在生產(chǎn)系統(tǒng)的選擇上仍采用同樣的推薦數(shù)字巍碍。

　　根據(jù)壽命周期費用分析尸诽，以上三種生產(chǎn)系統(tǒng)方案均占有一定的優(yōu)勢。如果產(chǎn)量較低塑料工業(yè)網(wǎng)盯另，敏捷制造系統(tǒng)占有優(yōu)勢性含；如果產(chǎn)量屬于中等水平，則采用混合型生產(chǎn)系統(tǒng)或敏捷制造系統(tǒng)最為理想土铺。當(dāng)產(chǎn)品發(fā)展變化達(dá)到最低預(yù)測水平時胶滋，專機(jī)生產(chǎn)線在大批量生產(chǎn)規(guī)模中非常具有優(yōu)勢。面對大批量生產(chǎn)悲敷，敏捷制造系統(tǒng)初期投資較高究恤，但其柔性和易擴(kuò)展性不但能滿足當(dāng)時的市場需要俭令，同時還能適應(yīng)未來的發(fā)展變化。專機(jī)生產(chǎn)線的初期費用較低部宿，如果產(chǎn)品在一定時期內(nèi)不會發(fā)生大的變化抄腔，選擇這種生產(chǎn)方案是切實可行的。

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