作者：Evan Doran

　　當一個零件的全部生產(chǎn)時間長達數(shù)年時，工藝改進就變得非常緊迫了。但這并沒有阻止BWX Technologies俄亥俄州歐幾里德工廠尋找優(yōu)化流程的方法，因為該工廠通過引入WFL車銑復合機床減少了設置，通過模擬軟件避免了碰撞，并通過過程中測量整合了檢測需求。

　　核能需求

　　BWXT專注于核能、國防和航天市場的制造。歐幾里得工廠的一項常見工作是為美國海軍航空母艦和潛艇生產(chǎn)機電部件，然后在其他工廠組裝成更大的部件。

　　這些部件必須運行數(shù)十年，如果出現(xiàn)故障，后果不堪設想。因此，車間必須確保每個零件都符合嚴格的質(zhì)量和技術要求。與此同時，每個零件的價值可能高達六位數(shù)，原材料可能需要一年多的時間才能運抵工廠，整個生產(chǎn)、制造和測試過程可能需要數(shù)年時間，因此報廢是不可能的。

　　壓力很大，工藝本身也增加了難度，車間使用的是不銹鋼、淬火鋼、碳鋼和鉻鎳鐵合金的定制變體。公差平均為±0.005英寸，但也有可能達到±0.0001英寸的極端公差。

　　這些零件的尺寸從水瓶大小到10英尺長、兩英尺直徑不等。零件可能包括10-15種不同的焊接操作，組件可能包括70個部件。批量很小，通常在10-50件之間，因此車間不依靠自動化來簡化生產(chǎn)。

　　為了解決這些困難，車間使用了一系列數(shù)控車床、銑床和磨床，以及少量手動和輔助機器。在過去的十年中，BWXT也越來越多地采用WFL車銑復合機床，這一改變改善了車間多個部門的生產(chǎn)流程。

　　更簡單的設置

　　BWXT于2014年安裝了第一臺WFL機床，即床身長度為4.5米的M65。這一改變并非偶然，但在此之前，車間花了很長時間對這一決定進行反思。該車間有許多單獨的車床和銑床操作，每次設置都有可能造成對位錯誤，而完成每次設置都需要一到三個班次，數(shù)量之多令人沮喪。在車銑復合機床上進行組合設置很有吸引力，而且機床所宣傳的精度和準確度也符合BWXT的需求。

　　實際上，WFL將BWXT兩軸車床的車削工作與一些鏜孔操作以及四軸臥式銑削工作結(jié)合在一起。BWXT公司的持續(xù)改進工程師Zachary Sipos說，雖然這還不足以在一次裝夾中完成零件加工，但卻將一些需要10個以上工序的工序合并為3-5個工序，使生產(chǎn)率提高了200-300%。

　　Sipos還說，馬力和性能與銑床和某些車床相當，甚至更好。這使BWXT能夠?qū)⒊墒斓闹圃旒夹g與更高效的刀具和工件夾具相結(jié)合，從而提高金屬去除率。

　　此后，BWXT公司又增加了幾臺車銑復合機床，以充分利用這種性能。目前，該公司使用6臺M65和1臺M35。這些機床的床身長度各不相同，因此適用于不同的部件，其中一些還具有額外的定制功能。

　　值得注意的是，其中一臺M65機床有9個棱柱刀具槽（車間有時使用250磅或更大的鏜桿，而大多數(shù)機床只有2個）。所有機床都有90個刀具插槽，Sipos說這可以實現(xiàn)冗余刀具，與大多數(shù)車床的8-12個刀具插槽相比是一個很大的升級。

　　也是一種升級？在WFL上設置零件相對容易和簡單，使車間能夠在不影響生產(chǎn)率或產(chǎn)量的情況下加工更小批量的零件。BWXT公司副總經(jīng)理Grant Honroth說，這樣可以節(jié)省數(shù)月的生產(chǎn)時間。BWXT現(xiàn)在還可以在 M35上通過滾齒循環(huán)生產(chǎn)內(nèi)徑和外徑花鍵，而以前只能在車間手動進行這一加工。

　　實時模擬

　　然而，如果加工出來的零件不正確，這一切都無濟于事，這就是為什么BWXT非常重視為WFL機床購買的 CrashGuard軟件。CrashGuard是WFL專有的模擬軟件，由兩部分組成：供程序員在計算機前工作的離線版CrashGuard Studio和實時運行的機上版CrashGuard Studio。

　　WFL根據(jù)機器的序列號為CrashGuard Studio提供每臺機器的模型，使程序員能夠確定他們發(fā)送到車間的程序。

　　在車間里，軟件實時模擬夾具、刀具和部件，因此與意外差異（例如穩(wěn)定的托架）的潛在碰撞會在潛在問題發(fā)生之前發(fā)出警報。BWXT的操作員還可以在使用高壓冷卻液時使用實時模型來跟蹤生產(chǎn)情況，否則冷卻液會遮擋刀具和切口。

　　防止撞機對車間來說至關重要，因為即使附近有密歇根州威克索姆的WFL支持中心，按照BWXT的標準修復機床并重新進行所有校準和補償工作（更不用說解決導致撞機的問題了）也可能需要數(shù)周甚至數(shù)月的停機時間。

　　久經(jīng)考驗的技術

　　車間的其他機床也是如此，它們使用Vericut進行編程仿真。除WFL外，BWXT還使用了約45臺數(shù)控機床、20-30臺手動機床和用于特定操作的輔助機床。

　　手動機床可能無法滿足BWXT對公差的要求，但車間仍能很好地利用手動機床進行諸如切邊和材料測試等工作。而輔助機床的形式則包括夾具銑床、夾具孔磨床和其他專業(yè)類型的磨床，用于生產(chǎn)和加工某些類型的小公差孔。Honroth以車間的一臺三井精機夾具磨床為例，它可以加工公差為0.00005英寸的孔。

　　驗證技術

　　目前，BWXT的WFL機床與車間其他加工設備的檢測和測量流程相似，但未來可能會發(fā)生變化。WFL機床可以執(zhí)行在機測量，但車間仍在對這項技術進行驗證。

　　目前，BWXT主要使用在機測量來確定工件的位置和方向，改進加工特征與既定基準特征的比較測量。然后使用專用計量設備進行最終測量。

　　由于BWXT要檢測每個零件上的每個特征，因此需要花費大量時間。檢測人員必須接受卡規(guī)、凹槽表、刻度盤孔、蔡司坐標測量機和其他六英尺或八英尺長的量具方面的培訓，即便如此，這些設備也無法處理每個零件。對于超長工件（或設置長鏜桿），車間必須接觸已知表面，并使用機床坐標測量尺寸。

　　BWXT正在逐步驗證WFL機床上的在機測量，盡可能多地測試其測量的再現(xiàn)性和重復性。有些測量，如表面光潔度，由于先前操作的性質(zhì)，目前需要在機床外進行——在這種情況下，冷卻液的存在可能會破壞指示器。

　　值得注意的一點是，許多工業(yè)4.0理念與BWXT的需求并不兼容。嚴格的安全協(xié)議阻礙了大多數(shù)基于網(wǎng)絡的軟件，使得其他類型的流程改進更具價值。

　　自2014年以來，對BWXT產(chǎn)品的需求只增不減，歐幾里德工廠甚至在過去四年內(nèi)擴大了25%，以滿足需求。提高流程效率是滿足最后期限要求的必要條件，即使在一個最后期限可能長達數(shù)年的車間里也是如此。而提高流程效率，為用戶提供潛在碰撞或報廢警告，則更有價值。

　　既能提高效率，又能滿足國防部日益嚴格的網(wǎng)絡安全要求？對于BWXT來說，值得冒這個險。

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