Справочник :: Состояние производства, направлений и тенденций развития станкостроения в Японии
Справочник
Состояние производства, направлений и тенденций развития станкостроения в Японии
Приводятся высказывания и прогнозы руководителей ведущих японских компаний о состоянии их производства, направлениях и тенденциях развития национального станкостроении (по материалам журнала Manufacturing Engineering ). На протяжении нескольких лет японские станки являлись доминирующей силой промышленности. Даже при текущих экономических проблемах в Японии они составляют большую долю мировой торговли продукции станкостроения. Это обеспечивается комбинацией таких факторов, как высокий профессионализм и дисциплинированность японских рабочих, использование инновационного менеджмента и внедрение программы развития прогрессивных технологий. Однако сегодня промышленный «самурай» - Япония столкнулся с растущей угрозой со стороны Китая в условиях роста собственных экономических проблем. «Сильные НИОКР – ключ решения проблем», - так считает К. Ивакура, директор станкостроительного отделения, член совета директоров фирмы Mitsui Seiki Inc ., - для продолжения существования в текущих экономических условиях фирмы должны обновлять продукцию и осуществлять крупные инвестиции в будущее. Растущий бюджет научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР) играет решающую роль. Они являются частью наших производственных затрат. Иногда заказчики оказывают нам финансовую поддержку для получения станка, который действительно им требуется. Имеется ряд прогрессивных предприятий, к которым относятся фирмы полупроводниковой и автомобильной промышленности. Хорошо развивается медицинская и аэрокосмическая промышленность. Японские автомобилестроители осуществляют крупные инвестиции за рубежом и фирма Mitsui Seiki Inc . поставляет под них свои станки. «Повсюду растет спрос на высокоточное оборудование при сокращении производственного цикла, но из физики известно, что скорость обработки и точность – враги между собой. Решение проблемы заключается в создании многокоординатных систем управления с контролем частоты вращения шпинделя, хотя последнее не является панацеей. «Вместо этого мы предлагаем станки с управлением скоростью резания в соответствии с требованиями обработки детали, - продолжает К. Ивакура, - что касается тенденций в обрабатывающей промышленности, то здесь наблюдается переход от крупносерийного к единичному или мелкосерийному производствам с использованием 5-координатных станков. Пять лет назад они составляли 5 % нашей продукции, а теперь – 30 %. Несмотря на разговоры о необходимости обеспечения управления всеми операциями станка, мы видим трудности в создании единого стандарта такого управления. Каждым заказчиком станков используются собственные системы производства. Хотя многие из них требуют интеллектуальных машин, ни один из них не представил своих потребностей и способов их удовлетворения». «Мы на перекрестке, - отмечает Т. Ониши, председатель правления фирмы Toyoda Machine Works , - за последние несколько месяцев мы приняли меры по реструктуризации с внедрением важных решений. Мы находимся на опасном перекрестке станкостроения. В прошлом году произошло уменьшение продаж нашего станкостроительного отделения. Заглядывая в будущее, я, к сожалению, не вижу возможностей расширения рынка станков. Очень трудно удерживать, а тем более увеличивать нашу долю на рынке. Китай представляет особую опасность. Мы должны выпускать продукцию такой очевидно низкой стоимости, которая выводила бы нас на ступень вперед для нивелирования его преимуществ за счет дешевой рабочей силы. В общем и целом модели станков 2003 г. сочетают в себе автоматизацию, возможность обработки штампов и пресс-форм, систему связей ремонта и обслуживания. Мы создали глобальную систему, позволяющую потребителям соединиться с нашими центрами технического обслуживания, из которых эксперты могут оказать быструю помощь. Новые разработки шлифовальных станков сфокусированы на моделях, позволяющих небольшими сериями обрабатывать широкую гамму изделий с высокой добавленной стоимостью. Кроме того, фирма Toyoda приняла стратегический курс на разработку станков с приводами на линейных двигателях, которые уже внедрены на наших шлифовальных станках во всем мире и на отдельных многоцелевых станках в Японии. Эти станки позволяют существенно сократить время производственного цикла по сравнению с обычными. Население мира в настоящее время составляет 6 млрд. человек и на каждые восемь из них приходится по автомобилю. К 2050 г. население вырастет до 9 млрд. и прогнозируется, что на каждые три человека будет по автомобилю, из чего очевидны наши задачи. Как и в прошлом, мы уделяем большое внимание окружающей среде, экономии ресурсов, утилизации и созданию производств, которые находятся в гармонии с человеком, обществом и средой в целом. Это очень важно для обеспечения корпоративности общества». «Вы должны внедрять автоматизацию для продолжения существования» , - замечает Ш. Ойама, президент фирмы Fanuc Ltd . «Наша фирма, - продолжает он, - направляет основные усилия на создание полного пакета элементов заводской автоматизации, включая системы ЧПУ, программируемые логические контроллеры (ПЛК), робототехнику с необходимыми программными средствами управления и мониторинга. Мы предлагаем продукцию чрезвычайно высокой надежности. Каждый робот до его отправки заказчику проходит 100-часовые испытания. Коэффициент надежности нашей компании составляет 0,01 или одну поломку на 100 месяцев эксплуатации. НИОКР имеет первостепенное значение для нашего выживания. У нас имеется 9 исследовательских лабораторий, в которых работает треть всего персонала фирмы. Проблема многих наших производителей заключается в трудности привлечения квалифицированных операторов, что при росте требований к точности требует встраивания в изделия большего интеллекта. Мы начали производить быстродействующие датчики и системы технического зрения, которые увеличили гибкость наладки и эксплуатации наших роботов. Будущие их конструкции будут оснащаться датчиками с более высоким интеллектом и надежностью. Одновременно повысится интеллект систем управления, позволяя заменить опытных операторов. По мере повышения быстродействия роботов мы будем двигаться к более автоматизированному производству. Наша последняя роботизированная ячейка включает пять многоцелевых станков, обслуживаемых роботами, и требуется всего один оператор для контроля за операциями. Эта новая производственная система обеспечивает высокую конкурентоспособность продукции по ценовому фактору даже в условиях рынка высококачественной продукции Японии. Подача заготовок и материалов осуществляется к ячейке с одной стороны, а технологической оснастки - с другой. Автоматизированные транспортные тележки (АТТ) подают материалы и требуемую оснастку к роботизированной станции для обработки требуемой детали. Роботы, оснащенные системами технического зрения и быстродействующими датчиками, автоматически загружают заготовки в приспособление, а затем на паллету. АТТ подают установленную заготовку к обрабатывающим центрам, выполняющим серии заданных операций. Обработанная деталь возвращается на роботизированную станцию, где автоматически снимается и передается на сборку. Такие разработки включают быстродействующие роботы, оснащенные техническим зрением и датчиками крутящего момента. Вопросы охраны окружающей среды являются злободневными для Японии из-за ограниченных площадей, отсутствия естественных источников топлива и энергии, опасности загрязнения с большими последствиями, чем в США. Поэтому мы ищем энергосберегающие установки с двигателями пониженного потребления мощности». «Необходимо предоставить заказчику тотальные решения , - так считает Д. Ханаки, исполнительный директор фирмы Okuma Corp ., - фирма Okuma Corp . является мировым лидером в производстве и продажах компьютеризованных станков и систем. Наше комплексное производство токарных, многоцелевых и шлифовальных станков, их систем управления имеет инновационные решения, предназначаясь для передовых производств. Наша фирма предлагает станки и системы управления, обеспечивающие «тотальные решения» и «тотальную ответственность» перед заказчиками. В основе нашего успеха лежат 100 лет качества. Как только наше качество станет недостаточным, мы потеряем рыночное превосходство. В дополнение мы придаем большое значение долгосрочному планированию, требующему стабильного подхода к бизнесу. В следующие годы мы ожидаем следующих перемен: * Станки, целые цеха будут связаны между собой путем централизованного управления и мониторинга. * Из-за ограничений, введенных на двигатели и трансформаторы, получат широкое внедрение энергосберегающие системы. Расширится использование технологий без масел и нефти. * В полупроводниковой, аэрокосмической и медицинской отраслях промышленности и на других предприятиях, требующих использования микрокомпонентов, будут применяться станки с частотой вращения шпинделя в диапазоне от 50 000 до 100 000 об/мин как часть их нормального производства. * Шире будет внедряться автоматизация с использованием многоцелевых роботов для выполнения многих технологических процессов. * Прогрессивные системы ЧПУ смогут использовать базы данных с аккумулируемыми знаниями режимов механообработки. * Системы ЧПУ на базе персональных компьютеров станут главными звеньями, центрами управления станков и систем». «Партнерство становится необходимостью» , - вот мнение Т. Эма, директора экспортного отдела фирмы Makino Milling Machine Co ., Ltd . Ф ирма Makino уделят основное внимание поставкам высокоточных и производительных станков для трех видов предприятий: производства штампов и пресс-форм, аэрокосмической промышленности и крупносерийного производства деталей». «Несмотря на спад экспортных поставок в 2002 г. растущее внимание мы уделяем заказчикам из автомобильной промышленности, продолжает Т. Эмма, - поэтому концентрация усилий на крупносерийных производствах является ключевым фактором успеха в 2003 г. Половине наших заказчиков требуются станки для мелкосерийного и штучного производства деталей, а традиционный рынок США теряет свое значение. Совсем недавно экспорт нашей фирмы распределялся между США (50%), Азией (25%) и Европой (25%), а теперь приходится по 33% на каждый континент. Поскольку удлинился срок службы станков, необходимость максимального использования инвестиций требует сокращения до минимума времени их простоя. Не все компании могут обеспечить требуемый уровень сервиса. Это может привести к снижению доли японских станкостроителей на рынке, как это случилось с США десяток лет назад. Для удовлетворения новых требований рынка наша фирма создала специальное отделение Makino J ., которое решает уникальную задачу обеспечения тотальных производственных решений для заказчиков во всем мире. Растущим фактором планирования станкостроительной корпорации является учет рыночного влияния Китая. Фирма Makino видит в этой стране и конкурента, и рыночные возможности. Китайская продукция все еще уступает по качеству продукции других стран. Китайское качество в дальнейшем улучшится, но на это потребуется некоторое время. Наш совет - не бояться Китая, а быть подготовленными к его конкуренции. Наше оружие - качество, а не цена. Производственные затраты в Китае очень низки благодаря заработной плате, составляющей 1/20 от японского уровня при общих производственных затратах до 1/5 от уровня Японии, в зависимости от продукции. Партнерские связи важны для достижения успеха. Главное различие между японскими фирмами и компаниями других стран, стремящихся к сиюминутной выгоде, заключается в том, что японские фирмы сильно зависят от личных связей между собой. Это в наибольшей мере касается семейных станкостроительных фирм как Makino . Например, наш исполнительный директор использует выходные дни для посещения семей поставщиков и заказчиков, участвует в таких важных семейных событиях как свадьбы или похороны. Это очень важно в бизнесе японских фирм». «Наши станки пользуются спросом, - отмечает К. Окура, директор Делового центра фирмы Mori Seiki Co ., Ltd ., - наши горизонтальные многоцелевые станки хорошо продаются в Японии, Европе, США и Азии, т.е. там, где цена играет решающую роль. Мы продаем по 60-70 станков в месяц. Эти станки имеют частоту вращения шпинделя 12000 об/мин при высокой скорости резания, быстрой смене инструмента, точности и сходной цене. Мы должны обеспечить простоту обслуживания станков при увеличении межремонтного периода. Также используются различные методики расчетов коэффициентов готовности станка, которые необходимо различать в зависимости от вида обслуживания: среднее время между ремонтами и среднее время между поломками. Мы не вводим новое изделие по типу изготовления прототипа, его испытания, пересмотра конструкции, изготовления другого испытательного образца и т.д. до тех, пока мы не достигнем определенного стандарта. Сначала мы всесторонне анализируем концепцию, готовим производственную программу и лишь затем переходим к полномасштабному производству. Главное внимание мы уделяем шлифовальным станкам, и в настоящее время выпускаем серию вертикальных шлифовальных станков и шлифовальные центры высокой гибкости. На них можно осуществлять внутреннее и наружное шлифование одновременно. Основными областями их применения являются обработка керамики и закаленных сталей. Производительность является главным фактором в продажах, особенно для предприятий по производству штампов и пресс-форм, занимающих 35% в нашем сбыте. Перспективным является и рынок микрообработки. В настоящее время мы предлагаем машинную систему, в которой используется концевая фреза диаметром 0,5 мм с частотой вращения 60000 об/мин на пневмомагнитных подшипниках. В ней используется специальная шариковинтовая передача с воздушным охлаждением для обеспечения высокой точности обработки». «Успех требует постоянных инноваций , - полагает К. Тезука, президент фирмы Mitutoyo Corp ., - наша 70-летняя компания является крупнейшим в мире производителем метрологического оборудования. Чтобы оставаться впереди конкурентов, мы должны постоянно вводить новшества. Каждый год мы осваиваем 100 модифицированных изделий, предназначенных для высокоточных измерений. Около 50 % нашей продукции экспортируется. Одно из наших изделий, обеспечивающее успех компании, включено в программы ISO . В результате фирмы, которые игнорируют или номинально используют программы контроля, должны были немедленно приобрести метрологическое оборудование. Это было неожиданной удачей для нас. Мы начинали с таких механических измерительных систем, как микрометры и концевые меры длины, затем освоили оптические системы, например компараторы, а теперь в нашей программе электронные приборы и координатно-измерительные машины. Программные средства стали важной частью нашей продукции. Относительно недавно мы перешли на производство измерительных средств для цеховых условий. Производственники не любят передавать детали для измерений в контрольно-измерительные лаборатории или чистые комнаты. Они предпочитают иметь измерительные средства поблизости, а еще лучше, прямо на станках. Неконтактное измерение также заняло важное место в наших программах. Небольшие, очень хрупкие или быстро перемещающиеся детали нельзя измерять тактильными датчиками. Для этих целей мы разрабатываем различные лазерные системы. Они позволяют измерять очень малые отверстия диаметром от 0,003 мм. Через несколько лет эти системы стали частью наших средств метрологии». «Цена должна быть очевидной , - вот слова Т. Ямазаки, главного управляющего директора фирмы Yamazaki Mazak Corp ., - на сегодняшнем конкурентном рынке цена Вашей продукции должна быть ясной. По мнению фирмы Mazak , нужно исследовать весь производственный процесс. Мы поставляем не только станок, но и все элементы производственного цикла: фрезерование, сверление, шлифование, термообработку, передачу детали, короче все. В настоящее время мы предлагаем более 180 различных изделий. Но до освоения нового станка мы должны выслушать наших заказчиков, а также наших дистрибьюторов. Дистрибьюторы хорошо осведомлены о том, что нужно потребителям, потому что они знают то, что предлагают конкуренты. Ряд тенденций влияет на наши производственные решения. Автомобильная промышленность постоянно выдвигает новые требования, прежде всего к станкам для мелкосерийного производства. Модели автомобилей теперь меняются чаще, что требует более гибких производственных систем. Это не новый рынок, а пример меняющихся требований на существующем рынке. Заказчики нуждаются в немедленных поставках, что требует от нас сокращения цикла производства и разработки станков. Стоимость разработки - это особый случай. Если время разработки требует двух лет до выхода с новым изделием на рынок, у вас возникнут проблемы, Мы сократили общее время разработки нового изделия с 18 до 10 месяцев. Мы сокращаем также время сборки. От получения заказа до отгрузки станка раньше уходило 4,5 месяца. Теперь это на два месяца меньше (т.е. 2,5 месяца), мы поставили задачу его сокращения до 1,5 месяцев. Осуществление таких изменений позволяет сократить затраты на хранение и незавершенное производство. Окружающая среда - еще один больной вопрос. Мы работаем над снижением энергозатрат наших станков и в то же время над экономией площадей. Очень важен сервис. Заказчики не терпят простоев станков как новых, так и старых, в некоторых случаях даже 20-летней давности. Теперь мы можем поставлять большинство запчастей в течение суток. И везде ключом к успеху является автоматизация. Нужно сокращать долю живого труда в стоимости вашей продукции. Наши станки пользуются спросом в Китае, особенно со стороны предприятий для производства штампов и пресс-форм. При совместном партнерстве два года назад мы построили свой завод в Китае. На нем для китайского рынка выпускаются простые станки с ручным управлением. Китайцам еще далеко до настоящей производительности. На одном из китайских станкозаводов работает 10000 рабочих, выпуская по 10 станков в месяц, а на нашем заводе со 150 рабочими выпускается 35 станков в месяц. Мы называем свой завод «Маленьким Гигантом». «Больше зажимной оснастки и внутрицехового транспортного оборудования , - считает С. Ватабане, директор, генеральный управляющий станкостроительного отделения фирмы Kitagawa , - мы считаем, что важным аспектом успеха фирмы Kitagawa является ее сильная сервисно-сбытовая сеть в США и Европе. Быстрозажимные патроны и серия специальных патронов стали ключом к росту и рыночному лидерству. Нашими основными средствами к существованию явились зажимные патроны диаметром 203 мм. В последние годы в соответствии с требованиями автомобильных заводов мы освоили патроны большего размера. Например, фирма Kitagawa теперь предлагает патроны последнего поколения для зажима ободов колес при механообработке. Теперь мы выходим за рамки нашей серии патронов, предлагая другое зажимное оборудование, например программируемые столы. Они дают потребителям простой и недорогой способ увеличения числа координатных осей существующих станков. Мы также намерены внедрить в эти системы роботы. В ближайшем будущем мы видим хорошую перспективу в производстве продукции, связанной с информационными технологиями такой, как производство полупроводников. Это потребует от фирмы Kitagawa дополнения продукции средствами транспортировки и передачи мелких деталей, например патроны для зажима деталей диаметром менее 102 мм. В наших конструкциях мы постепенно переходим от гидравлических приводов к электронным. Их преимущества состоят в простоте конструкции при одновременном снятии проблем окружающей среды и ликвидации температурных деформаций. Электронные средства управления обеспечивают повышенную точность и большую силу зажима. Кроме того, они лучше удерживают некруглые детали». «Станки для станкостроителей , - так считает Х. Хашиума, президент и исполнительный директор фирмы Yasda Precision America Corp ., - наша фирма известна станками для точного тяжелого фрезерования. Они обеспечивают точность в пределах 0,002 мм. Все станки изготовляются по заказам профессионалами высокой квалификации. Они применяют ручное шабрение при окончательной отделке несущих поверхностей направляющих и при пригонке гаек шарико-винтовых передач для обеспечения высочайшего уровня качества. Такая технология позволяет выпускать не более 150 станков в год с использованием обычного мастерства, дополненного последними достижениями технического прогресса. Одним из оригинальных способов обеспечения несравненного качества наших станков является уникальная конструкция саморегулируемого шпинделя с предварительным натягом. В отличие от обычных систем предварительного натяга в фиксированном положении шпиндели фирмы Yasda самоустанавливаются и сохраняют оптимальный предварительный натяг во всем диапазоне частот его вращения. Благодаря этой конструкции обеспечивается оптимальная жесткость шпинделя при последних проходах и финишной обработке. Некоторые конструкции вследствие недостаточного предварительного натяга не обеспечивают достаточную жесткость при малых частотах вращения. Станки же фирмы Yasda сохраняют предварительный натяг независимо от частоты вращения шпинделя и перепадов температуры. Рынки сбыта станков фирмы Yasda распределяются так: 70% в Японии, 10% в Европе, 10% в США и 10% в остальной Азии. Наши заказчики, включая японские станкостроительные фирмы, давно убедились в высокой точности наших станков и используют их в производстве собственных станков. Долговечность и точность станков фирмы Yasda создала круг постоянных их потребителей, убедившихся в правильном выборе. Наши новации включают многофункциональные станки, позволяющие осуществлять фрезерование, шлифование и термообработку с помощью лазеров Nd : YAG . В специальных станках мы начинаем использовать линейные двигатели. В будущем мы планируем внедрить систему круглосуточной дистанционной диагностики своих станков, поставленных заказчикам». «Мы переходим на производство специальных режущих пластин , - говорит М. Маеда, генеральный управляющий фирмы Sumitomo , - фирма Sumitomo является мировым лидером как в НИОКР, так и в производстве инструмента для различных отраслей металлообработки, включая режущие пластины, сверла, фрезы, оправки и борштанги. Фирма Sumitomo – одна из немногих компаний, которые разрабатывают и производят собственные материалы, и имеет большую номенклатуру марок из поликристаллического КНБ и алмаза. Мы сами осуществляем спекание, прессование и шлифование пластин. Особое внимание уделяется разработке собственных технологий нанесения покрытий. Около половины нашей продукции экспортируется, в том числе 20% в США. Сегодня мы являемся крупнейшим производителем неперетачиваемых режущих пластин. В настоящее время особой сферой нашего интереса стали пластины из поликристаллического КНБ и алмаза для твердого точения. Растущую потребность в твердом точении мы видим на предприятиях автомобилестроения при обработке деталей трансмиссий и шестерен. Другой нашей стратегической целью является аэрокосмическая промышленность. Растущими сферами являются обработка сверхтвердых материалов и новые разработки поликристаллического КНБ и алмаза, а также покрытий. В будущем резко возрастет объем обработки алюминия, требуемого для снижения веса изделий. Вследствие ужесточения норм охраны окружающей среды с запретом слива СОЖ и повышением ее стоимости возрастет также спрос на сухую механообработку».
