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03 SYVEC地下工厂:追求品质
——在地下11米完成模具的超精密加工,打造低振动、恒温的终极环境

供应汽车零部件等产品的SYVEC股份有限公司(位于长野县盐尻市,以下简称“SYVEC”)董事长平林巧造谈到“在地下11米处建立金属模具加工新工厂”的想法时解释说:“在日本,工厂要想生存下去,必须不断追求最先进的技术。我们的答卷是实现地下工厂终极的加工环境。”该工厂于2012年夏天竣工,同年9月正式投入使用(图1-6)。

图1-6 地下11米处的金属模具加工工厂

SYVEC在地下11米处建立的金属模具加工工厂的入口和内部照片。

SYVEC在长野县盐尻市的总部工厂旁边新购入了约1.5万m 2 的土地,用于新建地下工厂。除了约7500m 2 的生产线楼(地上)外,该公司在此处还有约2500m 2 的金属模具加工地下工厂(图1-7)。建设费用约为18亿日元,而该公司的年营业额约为20亿日元,这笔费用对于该公司来说是一笔孤注一掷的投资。

图1-7 地下工厂的内部构造

金属模具加工室的两侧设计了循环管道空间,空气每小时可循环约100次,温度保持在23±0.3℃。

▶提高金属模具的加工面品位

SYVEC不是第一家在地下深处建工厂的企业。例如,山崎马扎克OPTONICS曾经于2007年12月在地下17米处建立了一座用于组装激光加工机的工厂。但是,在地下建立金属模具加工工厂的,只有SYVEC。

SYVEC在地下建立金属模具加工工厂,首先是为了提高金属模具的加工质量。据该公司介绍,在地下工厂加工的金属模具的加工面品位远高于地上工厂。按照金属模具加工的表面粗糙度(Rz)来比较,地上工厂加工出来的产品一般在0.678μm,而地下工厂提高到了0.308μm。“不必从数值上看,这种表面品质的差异明显得一眼就能看出来。”平林巧造说道(图1-8)。地下工厂改善了加工表面的不均衡差异。

图1-8 改善加工表面不均衡的问题

图中分别显示了在地上工厂和地下工厂用高速加工中心完成的产品表面情况。地上工厂完成的产品的表面粗糙度为0.687μm,而地下工厂提高到了0.308μm。

在地下加工能够提高金属模具的表面品位,是因为地下工厂实现了极细微振动的加工空间(图1-9)。例如,在地上工厂约40dB的平均振动值(Z方向),在地下工厂基本能够减弱到约20dB。平林巧造说:“这20dB的差值意味着振动值基本减少到了原先的1/10。由于产品在基本没有振动的环境中完成了加工,所以加工精度会有所提高。”

图1-9 不易受振动影响的地下工厂

地上工厂在Z方向上的平均振动值约为40dB,而地下工厂只有约20dB。

SYVEC如此执着于金属模具的加工精度有其原因。该公司的主力产品是汽车用零部件和减速器用零部件等,而该公司的优势在于采用低价位的冲压加工来实现与切削产品几乎同精度的零部件。平林巧造说:“为了让客户相信我们能够实现一流的零部件精度,选择SYVEC供应零部件,我们必须彻底提高产品的表面品质,所以需要建地下工厂。”

▶地下工厂有助于打造恒温环境

除了能够实现低振动以外,SYVEC建地下工厂还有一个原因:要想最大限度地发挥该公司在工厂中使用的超精密机械的特性,恒温环境必不可少,而地下工厂更容易实现恒温环境。结果显示,地下工厂确实能够大幅降低温度调节的负荷。

在地下工厂,该公司实现了其认为的金属模具加工环境所必备的23±0.3℃的温度(图1-10)。而在地上工厂,要想达到这一目标需要付出巨大的温度调节成本,因为该公司所在的长野县盐尻市的室外气温年变化接近30℃。地下工厂的年温度变化则非常小,在地下5米深的地方,年温度变化能够控制在5℃以内。因此,该公司在地下11米处建地下工厂时将天花板高度设计为5米。值得一提的是,地下工厂的基础部分(高1米)采用了防震材料,即使去除这一高度,地下工厂的上部也位于深5米的位置。

结果,温度调节的成本与地上工厂相比减少了一半,约18亿日元的设备投资能够在10~12年收回。

图1-10 在温度稳定性上具有优势的地下工厂

地上工厂的温度根据时间而变化,地下工厂的温度则相对稳定,保持在一定温度范围内。

为了最大限度地利用低振动且恒温的终极加工环境,地下工厂引进了最先进的加工机器。其中之一,是该公司与牧野铣床制作所共同研发的超精密切削加工机“EG-3010”(图1-11)。平林巧造介绍说:“这是全球首台能够将3m×1m的大型加工范围内的齿距精度控制在±1μm以下的设备。这种设备全世界只有两台,一台在我们这儿,另一台在牧野铣床制作所。”牧野铣床制作所也认为研发用于地下11米的终极加工环境中使用的设备,是一个挑战技术高度的好机会。

图1-11 引进最先进的设备

SYVEC在这所地下11米处的工厂里引进了最先进的设备。图中为该公司和牧野铣床制作所共同研发的超精密切削加工机“EG-3010”。

▶装满梦想的工厂

图1-12 平林巧造与其亲笔写的“梦”字

SYVEC董事长兼社长平林巧造主导了地下11米工厂的建造。

SYVEC把这个地下工厂称为“梦工厂”(图1-12)。2009年,主导建设这所梦工厂的平林巧造从父亲手中接过公司,就任社长,时年29岁。就任社长时,平林巧造宣称:“我们公司的梦想是让员工做自己喜欢的工作,让家人幸福,为客户、家乡、社会做贡献。”这个装满梦想的工厂就是新建的地下工厂。

实际上,平林巧造在建地下工厂时设定了一个前提:一定要在日本国内建,不能去海外建。平林巧造说:“将在日本才能做到的制造业一直延续下去,这是我们的生存措施之一。”为此,平林巧造计划未来一边和日本的设备生产企业合作,一边继续追求最先进的技术。

专栏1
山崎马扎克OPTONICS:
利用防止粉尘侵入的地下工厂缩短投产准备期

山崎马扎克OPTONICS是山崎马扎克(MAZAK)负责生产激光加工机的生产子公司,位于日本岐阜县美浓加茂市,拥有一座位于地下17米(包括地基)的、总地板面积约1万m 2

的组装工厂(图1-13)。该工厂2007年12月竣工,是日本地下工厂的先驱工厂

图1-13 山崎马扎克OPTONICS的地下工厂

在地上设有金字塔般的客户专用出入口和停车场,乍一看仿佛是一座公园。

该公司和SYVEC一样,认为地下工厂具有低振动且恒温的优点。此外,该公司选择建地下工厂还有一个原因——提高激光加工机的组装精度(追求质量),并通过在地下工厂组装缩短投产准备期(追求速度)。

山崎马扎克OPTONICS强调地下工厂还有一个优点,那就是粉尘很少。一般工厂中,1ft 3 (28316.8cm 3 )的空气中含有300多万个粒径0.5μm以上的粉尘,而该公司的地下工厂中的非常少,仅有大约10万个。

这一点在激光加工机的组装作业中至关重要。激光加工机拥有多个包含镜子等光学系零部件的组件,如果组件里混进了粉尘,光学系零部件就有可能出现问题。为了防止出现这一问题,该公司以往在组装组件时,都会特意进行清洁作业。但新建地下工厂后,就不必再花时间做清洁了,从整体结果上来看,缩短了投产准备期。

工厂里随处可见为了减少粉尘而采取的措施。例如,工厂只有客户专用和员工专用两个出入口 。资材搬到被称为“前室”的专用房间里,通往外面的门和通往工厂的门原则上不能同时打开(图1-14)。地下工厂建在山丘的斜面上,前室的入口与普通道路等高,因此运进资材或搬出完成品时不需要使用电梯等升降设备。通往工厂里的外部空气也经由过滤器输送。

这些措施的效果还显示在了意外的地方,如该公司员工惊喜地发现,自己的花粉症得到了有效缓解。

图1-14 资材搬入前使用的“前室”

图片深处透光的地方是通往外面的门,卡车无法进入。 yVFDJJSCNXZWE6bC8L5jWYn3OersqIy1ocV/ilp75IdwW8Uf2XUDGWkSZWu9Kkby

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