访汽车有限公司动力总成厂高级工程师达世亮

1997年6月，由上海汽车工业（集团）总公司和美国通用汽车公司各出资50%组建的上海通用汽车有限公司在上海浦东金桥成立。经过短短10余年的发展，今天，上海通用汽车已经拥有浦东金桥、烟台东岳、沈阳北盛3大生产基地，共4个整车生产厂、2个动力总成厂，年总产能达到60万辆整车、10万台自动变速箱和57.5万台发动机，2005、2006、2007年连续3年销量在国内乘用车市场排名第一，其规模与实力在国内汽车企业中位居前茅。

近日，本刊记者走访了上海通用汽车有限公司动力总成厂，车间内整齐柔性的设备布局，快速有序的生产节拍，规范精益的管理模式给记者留下了深刻印象。该厂高级工程师达世亮先生接受了本刊记者的专访，介绍了动力总成厂在零部件制造，柔性化生产方面的宝贵经验和富有见地的理念。

动力总成厂目前生产的主要产品包括汽车发动机用的缸体、缸盖、曲轴、凸轮轴、连杆；汽车变速箱用的壳体、阀体、槽板等零部件。从建厂初期就贯彻了两大特点，第一是精益生产的理念，从工厂设计到后来的运作都贯彻这个理念，到现在形成了独特的“通用制造系统”，实际上是精益生产和现代管理模式的融合；第二是采用了高速高效加工和柔性化生产，上海通用汽车建立了中国第一条具有国际先进水平的自动变速箱生产线，发动机生产线实现了不同车型零件的共线生产。“我们大量地采用数控设备和数控加工中心机床，进行高速高效切削加工，这其中体现了柔性加工的概念，与精益生产也有联系，因为精益生产就要求能快速适应市场的变化，满足市场的需求，实现生产成本的降低和生产效率的大幅提高。”达世亮先生说。

汽车工业的生产特点是大批量流水生产，由于市场需求的多样化和快速变化，就要求不仅要能大量生产还要能够适应市场，快速改变生产的品种和产量，柔性化生产是必然的趋势，这就要求生产工艺的设计和后续的运营和管理都要适应这种特点。数控加工中心机床的出现和发展、高速加工技术和新型刀具技术的不断研发和应用为汽车制造切削加工实现既高效率又柔性化提供了可能和发展空间。上海通用动力总成厂在生产车间的平面布置上也为柔性化提供了条件，比如地面不设地沟，有助于灵活地调整生产线的布局。生产线的安排采用U型布置，这种布置的优点是有利于实现一人多机的操作；在工艺设计中，贯彻了精益生产的理念和模块化设计的思想，既有全局和长远的考虑，又尽可能地提高资金的有效利用率和降低投资风险，实现一次设计和分阶段实施，以后可以根据市场的需求很方便地增减模块或增减机床的数量，及时调整产量和生产的品种，快速对市场的需求做出响应。

动力总成零部件产品的尺寸精度、形状和位置精度以及表面质量要求都非常高，而且要求生产中所加工工件质量的高度一致性和稳定性，同时这种高加工质量又需要通过高效率的生产方式获得，而所花费的制造成本还要具有相当高的市场竞争力，又由于影响切削加工的因素非常多，所以稳定、高效而成本又获得有效控制的动力总成零部件的切削加工生产就是一项充满挑战性任务的工作。达世亮先生认为动力总成零部件的切削加工是一个系统问题，工艺、机床、刀具、夹具、切削液和工件毛坯以及相应的管理等组成了切削加工系统，而系统中的这些要素又有各自的子系统，这些要素相互联系、相互作用，对切削加工系统的输出发生着影响。系统的问题就要用系统的观点和方法来解决，系统工程就是解决这类系统问题的有效方法。他解释说：“例如，对机床设备我们不仅关注生产效率的高低，能够达到的生产能力，更要关注加工质量的稳定，还要关注制造的成本。我们在选配设备的时候考虑的是整个系统的最佳化，而不是追求某一个单项的性能。我们认为切削加工中对很多事情的分析评判不是简单地说好或者不好，而是看合适与不合适的问题，要求的是在这种系统条件下的对系统整体的最合适的配置。生产线上各个设备的能力要尽可能做到一致，因为只要有一台机床效率低，那么整条生产线的能力就发挥不出来，就是说需要从系统工程的角度来考虑，消除系统中的薄弱环节。”

依托全球领先的技术和产品资源，上海通用汽车不断以丰富、差异化的产品线和高效优质的服务满足日益增长的市场需求，成为“多品牌、全系列”汽车公司。在日趋激烈的市场竞争中，如何在降低成本的情况下，质量和性能还要不断提升？达世亮先生介绍了上海通用动力总成厂的生产和管理经验。比如说凸轮轴的生产，过去传统工艺是通过铸造形成毛坯，再经过车削、磨削加工，工艺复杂、加工成本高；现在采用装配式凸轮轴，即把凸轮、轴颈等先预制好，再将其套装在一根钢管轴上并适当处理就形成了较为精确的凸轮轴毛坯，然后再进行精加工，这样就可以大大提高生产效率，降低了生产成本。刀具是金属切削加工系统中最活跃的因素，上海通用动力总成厂每年都做了大量的刀具优化工作，从刀具的结构、切削部分的几何形状和切削角度、刃口处理、刀具材料、表面涂层直到刀具的刃磨、调整方法都不断进行优化，根据对系统的分析和考虑，采用相应的对策，例如一般来说，可转位刀片是不进行修磨的，可是对于某些应用了比较昂贵的CBN刀片的场合，则根据系统情况将已使用过的刀片改造后重新利用，可以获得显著的刀具费用节约的效果。通过多方面对刀具以及切削加工系统进行的优化，刀具成本逐年显著下降，每年下降幅度已达到6%～10％或更高。达世亮先生认为刀具材料和涂层还会有新的突破，比如现在正处于研发过程中的一些超硬材料的涂层，如能实现在价格较低的普通刀具上覆盖CBN或PCD涂层，达到或接近CBN或PCD刀具的性能，将可使形状复杂的刀具也获得耐磨、减摩的涂层并大大降低切削加工成本，这对刀具的发展将会是一次新的飞跃。

对于高速加工来说，也需要从系统角度来考虑，高速只是一个手段，高效才是最终目的。高速加工正处在继续的研究和发展中，但是其真正的和最终的目的还是围绕高效。高效就不仅要求切削加工的速度要高，要求机床主轴的转速高，而且要求辅助时间要尽量短，包括机床的主轴和进给的加速度也要高，机床的控制系统响应要快，还要求机床的上下料、刀具更换等系统都实现高效，机床的冷却等系统适应高速高效加工的要求等等。

上海通用动力总成厂的零部件的高速切削加工代表了国内同类产品生产的先进水平，并且始终保持与美国通用公司的同步开发与交流。每月都有刀具方面的全球或者亚太地区的网络或电话会议交流信息，围绕切削加工过程中出现的问题怎样改进、怎样进行刀具优化、怎样降低成本等方面交换意见。达世亮先生表示系统工程的观点和方法在未来的发展和应用会更加广泛和深入，从产品设计、工艺规划，到整个制造系统，都会有系统工程方法的应用。