——青島英世齊商貿****
現代製造業越來越向小批量多品種，甚至是單件生產傾斜,並且要求交貨週期越來越短。
隨之而來的問題是由於生產品種的增加導致製造商的生產效率直線下降。為了生產更多品種、更多規格的產品（而且數量少），製造商不得不根據每種產品的情況來製造專門的夾具並安裝到工具機上，而每更換一種產品就得更換一種夾具，通常僅更換工裝夾具的時間就高達30分鐘到90分鐘，某些特殊產品或者精度要求高的產品消耗在更換工裝夾具上的時間更是高達數小時。如果是以前的大批量生產，這些時間平均到每個產品上的時間會很少，但是在小批量甚至單件生產時更換工裝夾具消耗的時間就驚人了。
據統計對於生產製造業來說機械加工通常占用54%的生產時間，而更換工件、更換夾具的時間通常占用40%的生產時間。如何提高更換工裝夾具的效率，降低更換工件、更換夾具的時間是提高製造商生產效率的關鍵。
目前國內生產製造商的為了能滿足多品種小批量訂單的要求，一般都會選擇增加裝置。單純增加裝置會占用企業很多的流動資金，在經濟形勢一直向上的時期這種投資並不會出現多大的風險，但是在現階段經濟形勢此起彼伏的情況下，過多的增加裝置風險是極大的，有可能此時訂單量很大生產忙不過來，而下一時間就面臨訂單銳減，造成大量裝置閒置。增加裝置必然需要增加相應的工人，隨著人力成本的攀公升，員工工資、培訓等費用將會占用很大一部分企業預算，同時規模的增大必然增加生產管理的難度，如果管理不當會導致產品質量下降。
傳統加工模式下的生產細分
快換工裝加工模式下的生產細分
德國的生產製造商則是從另外乙個角度來解決多品種小批量訂單：他們會把有限的資金投入到增加工具機附件上，通過給每台工具機增加這些輔助生產的工具來提高更換夾具和更換工件的精度和效率，減少輔助時間，最大程度的發揮每台工具機的潛力。在工具機附件上投入的資金會遠小於增加一台工具機，而取得的效益卻不遜於甚至超過增加一台工具機。
製造商在達到同樣生產率的情況下，不需要為了增加裝置而增加工廠面積，不需要增加新員工，不需要承擔因為經濟下行而產生的風險，產品質量也始終如一。
投入資金分布圖
具體如何通過降低更換夾具和更換工件時間提高生產效率？
德國生產製造商最普遍的一種辦法是通過零點定位系統對工具機的工作台進行改造，並對工件或夾具托盤化改造。以下以德國amf零點定位系統為例進行簡要介紹：
amf零點定位系統的作用是幫助使用者實現工裝夾具與工具機之間的快速定位和夾緊，減少機械加工中的輔助時間。它包括兩部分：零點定位器（凹頭）和定位接頭（凸頭），零點定位器通過大直徑高剛度的滾珠夾緊定位接頭，當給零點定位器通入60bar的液壓或者6bar氣壓時，滾珠向兩側散開，定位接頭可自由進出零點定位器；當切斷壓力時滾珠向中心聚攏並鎖緊定位接頭。
這兩部分之間的重複定位精度是0.002mm，同時提供5 kn至30 kn的夾緊力。使用時將零點定位器（凹頭）安裝到工具機工作台上，凹頭在工具機工作台上的位置標記為零點，根據實際加工需要可安裝多個定位器凹頭（至少2個）；定位接頭凸頭與夾具、工裝或者工件通過定位台階和螺栓緊固到一起（每個夾具、工裝或工件至少安裝2個定位接頭凸頭）
amf零點定位系統
首先需要將零點定位系統精確的安裝到工具機的工作台上，這樣零點定位系統中的每個定位器的位置相對工具機來說都是確定的，在安裝夾具、工件，或者編寫加工程式，進行數控加工時可以將任何乙個定位器作為基準點，這也就是所謂的「零點」，這些「零點」不會因為更換工裝夾具或者更換工件而改變。
然後製作夾具托盤，將零點定位系統的定位接頭安裝到托盤上，這些接頭的間距需要與工具機工作台上的零點定位器的間距保持一致，以便能將夾具托盤安裝到工作台上。托盤的數量可以根據實際情況來定。對於一些工件可以直接將零點定位接頭安裝到工件上，不需要製造額外的托盤。
這種方法需要在工件上加工工藝螺紋孔以便與零點定位接頭相連線（如圖）。
在汽車發動機缸體上安裝零點定位接頭可省去夾具
最後，將需要加工的工件及托盤搬運並通過零點定位系統安裝到工具機工作台中，由於該系統的重複定位精度小於0.002mm同時具有強力夾緊功能（最高可達104kn）所以在安裝過程中只需要將托盤上安裝的定位接頭插入工作台上的零點定位器中即可，無需進行精度找正和工件夾緊。安裝完畢後工具機可以立刻進行正常機械加工，省去了傳統方法的除錯校正步驟。
通過這種方法，原來可能需要30~90分鐘甚至更長時間的工件、夾具換裝時間可縮減到1分鐘內，大幅提高工具機的生產率。另外，由於是高重複精度的換裝，所以採用這種方法加工出的產品一致性遠高於傳統的人工換裝。
工裝夾具快速更換流程圖
該系統還可以整合整條生產線的工具機，最大的發揮每台工具機的潛能。由於每更換一次裝夾工件的精度都會變化，所以在安排生產工藝時工程師們都盡量讓乙個工件在同一臺工具機上加工，不得不安排精加工工具機進行工件的粗加工，造成一種**的浪費。通過零點定位系統就可以避免這種浪費，因為可以實現高精度、快速的工件換裝，工程師們可以放心的將粗加工任務安排到粗加工工具機，而讓精加工工具機只進行高精加工（如圖）。
在普通銑床上進行粗加工之後，通過零點定位系統更換到hermle高精度加工中心上進行精加工
通過amf零點定位系統對夾具系統進行改造實現了工件、工裝夾具的快速更換提高了工廠在每天8小時內的生產效率。如果繼續對該系統進行機械人自動搬運改造可實現每天24小時生產，全年365天連續生產。這也許就是為什麼乙個只有三四十人的德國工廠卻能滿足全世界對其產品的需求。
不同生產模式每年每台工具機的生產時間
目前越來越多的國內製造商開始看到降低工件工裝夾具更換時間的重要性並開始著手對自身裝置的改造。amf零點定位系統這種德國先進的技術已在國內一些製造企業得到應用，通過這種技術製造商在面對小批量多品種，或單件生產時可以始終保持高效率生產。
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