以即时（just-in-time）生产能力应对多品种单件生产
像ENGEL这样生产定制化塑料机械的企业，既要保持高度灵活性，又必须确保生产效率。这家总部位于奥地利的塑料机械制造商，通过将加工中心与柔性制造系统（FMS）相结合，成功提升了生产效率和柔性制造能力，即便在工件品种繁多、生产批量仅为一件的情况下，依然实现了高效生产。
ENGEL 是全球领先的注塑机制造商之一，也是塑料机械行业的知名品牌。 “我们的客户主要来自汽车、包装、医疗技术和电子行业。此外，我们还拥有专注于技术注塑成型的业务部门，用于生产玩具、刀具手柄、电锯机壳等以及类似产品。”， ENGEL AUSTRIA GmbH （位于奥地利Schwertberg）小型及中型机生产部门负责人Gerhard Stangl 介绍道。
以满足客户需求为宗旨
该生产基地主要生产锁模力最高达 500 吨的注塑机。“我们根据客户的个性化需求开发和制造设备。随着业务不断发展，公司逐步从设备制造商转型为系统解决方案供应商，能够为客户提供一站式完整生产单元。除注塑机之外，我们的解决方案还涵盖自动化系统、物流配套设施、模具项目规划以及成型工艺开发等领域。在此业务模式下，随着工件种类日益增多，生产制造的复杂性也大幅提升。” Gerhard Stangl进一步补充道。
生产经理 Markus Steinbauer 对此深表认同。“2006 年，我们的产品线仅有 9 种机型，而如今已超过 30 种。面对不断扩大的产品组合，我们必须及时响应市场和业务发展的需求。得益于较早识别到这一趋势，我们得以提前布局并扩充生产能力。因此，公司持续投资性能更高的加工中心，并不断提升自动化水平。”
自动化是大势所趋
此前在自动化领域积累的经验，为ENGEL后续推进自动化项目创造了有利条件。例如，早在2003年，ENGEL就在圣瓦伦丁（St. Valentin）工厂导入了柔性自动化生产系统（FMS）。该工厂主要生产锁模力 500 至 5,500 吨的大型注塑机。当时，公司引进了两台 Heller MCH 280 加工中心，并将其集成至 Fastems MLS-MD（MLS Medium Duty）多层柔性制造系统中，系统载荷能力达到 1.5 吨。
“我们最初是通过机床厂商了解到Fastems解决方案的。基于第一套系统的成功经验，在圣瓦伦丁工厂（St. Valentin）建设第二套系统时，我们再次选择了这一方案，并将两台 Heller MCH 550 加工中心集成至柔性自动化系统（FMS）之中。”， Markus Steinbauer 回忆道。
在扩充产能的过程中，ENGEL 决定在施韦特贝格工厂引进三台 StarragHeckert HEC 1250 Athletic 加工中心，以替代原有设备。而对于这些新加工中心而言，将其集成到高度自动化的生产系统中几乎是顺理成章的选择。Gerhard Stangl 表示：“此次投资的重点始终是机床设备本身。我们希望借此机会将最新的刀具管理系统引入生产流程。对于我们而言，自动化是生产系统中不可或缺的配套设施。基于该项目的具体需求，我们再次通过 StarragHeckert 了解到 Fastems 的解决方案，并最终选择与 Fastems 继续合作。”
这些加工中心于 2010 年年中交付。在此之前的四周，载荷能力为 7.6 吨的 MLS-XHD 多层系统已经完成安装，并为机床集成做好准备；与此同时，装载站的安装与机床安装工作同步进行。
初步运行经验
Markus Steinbauer 提到：“整个系统的安装历时约六个月。不过，我们很快就利用第一台加工中心投入生产，并借此率先积累了系统运行经验。在完整自动化系统安装之前，我们首先完成了大量基础改造工作。由于我们从一开始就决定采用双层系统，因此必须对厂房进行调整。MLS 系统整体高度约为 6 米，而车间净高仅约 4.5 米，因此我们不得不下挖地面。这样的设计为操作人员带来了更好的人体工学条件，使他们能够更方便地接触机床以及系统的装卸载站。”
58 个加工托盘的存储容量
Fastems MLS 柔性制造系统全长 45 米，双层系统结构共可容纳 58 个加工托盘（1,250 × 1,000 mm）。Gerhard Stangl 指出：“系统采用统一规格的基础托盘。不过，由于工件外形轮廓各不相同，我们需要配置四种不同尺寸的托盘存储位。幸运的是，借助这一解决方案，实现这些要求并没有遇到太大困难。”
合理可控的夹具数量
系统所使用的夹具由 ENGEL 内部工程团队自主开发设计。Gerhard Stangl 补充道：“我们大量采用机械夹紧方式。由于工件种类繁多，我们所加工的毛坯件在宽度和高度方面存在较大差异。因此，我们特别注重通过合适的模块来实现工件装夹，例如采用专用滑动元件等方案。这样一来，我们能够保持基础夹具使用的灵活性，同时将所需夹具的数量控制在一个易于管理的范围内。”
四班制生产实现高生产效率
整个自动化系统实行四班制，从周日晚 10 点持续运行至周六晚 7 点。每个班次配备两名操作人员负责系统运行。依托系统内的 58 个加工托盘，三台加工中心每年需完成约 18,000 小时的生产任务。Markus Steinbauer 提到：“除此之外，我们还设定了一个目标，即在周末实现每年超过 500 小时的无人化生产。”
交付周期仅一天
生产在接到订单后启动，并按照 JIT（Just-in-Time）原则组织生产，确保零部件在装配需要时及时完成并交付，装配提前期约为一天。为了保持生产计划的灵活性，工件不会提前很多天装夹好，而是在真正开始加工前几个小时才进行装夹。由于大多数工件需要经过两次装夹加工，因此加工过程中还需要进行重新装夹。“工件离开系统时已经具备直接投入后续加工的条件。去毛刺、打标等工序都已在系统内完成，无需额外处理。” Gerhard Stangl 解释道：“当然，零部件加工同样是在接到订单后才启动的生产环节。要在批量为 1 的生产模式下兼顾效率与柔性，必须具备高度自动化的生产体系。其关键前提在于确保毛坯件及时到位并稳定供应，同时保证加工程序、生产资源和刀具按时就位。”
成功源于长远规划
加工中心配备了可容纳 400 多把刀具的刀具库，Fastems 的中央系统负责刀具管理和刀具寿命监控。“采用新系统后，我们每月仅消耗约 20 把刀具，而旧设备每月的刀具消耗量高达 300 把。这也充分说明，新生产系统能够带来可观的成本节约。”Gerhard Stangl 认为，ENGEL 这套高度自动化生产系统的成功，很大程度上归功于周密的前期规划：“提高生产效率始终是我们的目标。因此，我们希望实现稳定可靠的多机协同生产，而这甚至促使我们重新调整了编程思路。例如，我们尽可能减少加工过程中因测量操作或排屑而导致的停机和中断。同时，在规划阶段，我们也同步优化了整个系统的外围配套环节。通过这些改进，我们大幅减少了计划停机时间，缩短了设备非加工时间，从而提升了整个系统的运行效率。与原有系统相比，设备运行时间提高了约 25%。”
