隨著機(jī)械制造的行業(yè)升級(jí)，競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇，尤其是筆者所在企業(yè)，其產(chǎn)品制造以單件小批量為主，這就要求我們從產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造過(guò)程出發(fā)，加強(qiáng)源頭控制，提高生產(chǎn)效率和工藝質(zhì)量，降低產(chǎn)品制造成本。本文結(jié)合工作實(shí)際，對(duì)應(yīng)用精細(xì)化工藝管理、降低產(chǎn)品成本上所采取的方法、手段進(jìn)行一些探討。

1 利用成組技術(shù)降低工藝消耗

    根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，統(tǒng)計(jì)出產(chǎn)品中的相似件，在加工中以群體為基礎(chǔ)集中對(duì)待，將相似零件組織在一起進(jìn)行生產(chǎn)。以相似產(chǎn)品零件的“疊加批量”取代原來(lái)的單件小批量，采用近似中等批量生產(chǎn)的高效工藝、設(shè)備以及生產(chǎn)組織形式來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)。

    具體的實(shí)施過(guò)程是按照產(chǎn)品的零件形狀、材料，加工工藝、加工設(shè)備、工藝裝備按規(guī)則進(jìn)行分類(lèi)成組，分類(lèi)規(guī)則是相似性原理，找出結(jié)構(gòu)相似、材料相似、工藝相似、設(shè)備以及工藝裝備相似的零件進(jìn)行加工制造。例如在產(chǎn)品的下料階段，將相似零件按規(guī)則拼圖可有效減少板材、圓料和型材的浪費(fèi)；在鍛造、鑄造以及熱處理階段，可降低對(duì)模具、能源的消耗；在零件的粗、精加工階段則可減少操作工對(duì)工藝的熟悉時(shí)間以及產(chǎn)品周轉(zhuǎn)物流時(shí)間。通過(guò)成組加工，可有效降低生產(chǎn)成本并提高生產(chǎn)效率。

2 制定典型工藝，確定工藝規(guī)范

    根據(jù)設(shè)備生產(chǎn)能力及產(chǎn)品系列工藝特點(diǎn)進(jìn)行綜合分析，以通用性較強(qiáng)的早期基礎(chǔ)工藝（其中大部分工序卡為同機(jī)型所通用）為藍(lán)本，結(jié)合經(jīng)濟(jì)性分析，選取最佳工藝路線，確定最合理的工藝方案，并形成標(biāo)準(zhǔn)工藝文件，規(guī)范工作（其他同系列機(jī)型只需根據(jù)訂單要求，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行個(gè)性化修訂）。根據(jù)典型工藝建立與各類(lèi)產(chǎn)品相對(duì)應(yīng)的典型工藝規(guī)范（包括流程圖和對(duì)應(yīng)的工序卡，其中工序卡為結(jié)構(gòu)化式，可供不同機(jī)型配置選用）。其步驟如下：

    1)工藝設(shè)計(jì)人員需分析產(chǎn)品加工（冷、熱）、裝配特征，確定產(chǎn)品范圍，編制各系列產(chǎn)品典型工藝清單。

    2)通過(guò)編制工序卡，精細(xì)化工序內(nèi)容滿(mǎn)足操作及檢驗(yàn)人員的工藝需求。

    3)通過(guò)制定工藝規(guī)范（包括典型工藝和基于訂單的工藝規(guī)范）編制和使用工作流程圖。使普通工藝技術(shù)人員加快對(duì)工藝過(guò)程的熟悉，方便分廠管理者、生產(chǎn)組織者對(duì)產(chǎn)品制造流程的了解，并滿(mǎn)足操作及檢驗(yàn)人員的工藝需求。

    4)結(jié)合PLM系統(tǒng)要求，制定工序卡編碼規(guī)則，實(shí)現(xiàn)工序結(jié)構(gòu)化。

    5)工藝設(shè)計(jì)人員應(yīng)建立針對(duì)專(zhuān)用工序進(jìn)行說(shuō)明的差異表，用于專(zhuān)用工序卡的編制和典型工藝的改進(jìn)升版。

3 開(kāi)拓工藝創(chuàng)新，降低制造成本

    為降低產(chǎn)品成本，應(yīng)找出影響優(yōu)化工藝的瓶頸問(wèn)題，重點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)有的工藝改進(jìn)，不斷淘汰耗時(shí)耗力的落后工藝方法，更新高耗落后的設(shè)備，采用高效低耗的工藝方案，在促進(jìn)工藝創(chuàng)新的同時(shí)，能夠有效降低產(chǎn)品制造成本。

    具體來(lái)說(shuō)可通過(guò)調(diào)整工藝步驟、降低加工條件、采用新的加工手段、設(shè)計(jì)工藝裝備利用現(xiàn)有設(shè)備，以及在滿(mǎn)足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求的前提下改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等方法合理優(yōu)化工藝方案，并采用粗加工外包等方式降低本企業(yè)機(jī)床加工精度的耗損。

    例如對(duì)承載較小，表面精度要求相對(duì)較低的齒輪(Ra1.6)，可用硬齒面刮削的手段代替數(shù)控磨齒的磨削工藝；如尺寸較大的鉚焊件需要焊后整體加工，可在分析的基礎(chǔ)上采用組件初焊加工，組焊后再精加工的方式降低對(duì)設(shè)備的要求；又如深長(zhǎng)孔異型零件，部分內(nèi)孔表面精度要求較高Ra1.6，合理設(shè)計(jì)工裝即可用普通臥車(chē)代替大型鏜床加工內(nèi)孔。同時(shí)，新工藝的使用同樣可以極大降低產(chǎn)品成本，例如重載齒輪一般采用滲碳淬火的熱處理工藝手段來(lái)提高齒面硬度，并產(chǎn)生合理硬度梯度。利用激光淬火工藝手段同樣可以達(dá)到以上目的，但無(wú)論是工時(shí)還是費(fèi)用都相對(duì)要低。又以焊接工藝為例，中小型零件的焊接逐漸朝自動(dòng)焊方向發(fā)展，筆者所屬企業(yè)正在進(jìn)行高頻電阻焊、摩擦焊以及電子柬焊的應(yīng)用研究，通過(guò)新焊接手段的應(yīng)用，可降低工作強(qiáng)度、提高焊接質(zhì)量并減少環(huán)境污染。

4 規(guī)范化工裝，刀具和工具的使用

    精細(xì)化工藝管理同樣要合理的選用刀具、設(shè)計(jì)工裝，規(guī)范化工具的使用，并在工藝過(guò)程控制中加以推廣。這些工藝手段可有效降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高加工效率和質(zhì)量，從而降低產(chǎn)品成本。具體如下：

    1)針對(duì)設(shè)備加工特征，結(jié)合要加工的金屬材料切削特性以及經(jīng)濟(jì)性合理選型刀具，列制刀具選用推薦清單，使現(xiàn)有設(shè)備充分發(fā)揮作用。

    2)從保證加工裝配精度出發(fā)，并以體現(xiàn)在部件上的零件力學(xué)性能為依據(jù)加強(qiáng)工位器具的應(yīng)用研究與推廣，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，確保加工裝配品質(zhì)。

    3)根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)加強(qiáng)工裝設(shè)計(jì)，提高工作效率與產(chǎn)品質(zhì)量。

5 合理優(yōu)化工間布局，減少物流耗損

    制造系統(tǒng)中，布局不是孤立的，精細(xì)化工藝管理就要根據(jù)各零部件的產(chǎn)品原則、工藝原則以及成組原則，結(jié)合原料進(jìn)廠、存儲(chǔ)、加工、制造、裝配、面漆以及包裝發(fā)運(yùn)過(guò)程中產(chǎn)生的物料流轉(zhuǎn)，對(duì)制造資源（操作人員、機(jī)具和物料）合理設(shè)計(jì)物流系統(tǒng)，在空間上密切有機(jī)配合，時(shí)間上適當(dāng)連接、減少搬運(yùn)，減少自制件和外購(gòu)件的損壞，降低運(yùn)輸成本，加快生產(chǎn)流程（見(jiàn)圖1）。

    圖1 作業(yè)計(jì)劃排序甘特圖

    在實(shí)踐上應(yīng)根據(jù)所加工產(chǎn)品的工藝流程、各類(lèi)產(chǎn)品加工所需工時(shí)以及設(shè)備能力測(cè)算分析包括現(xiàn)有設(shè)備相應(yīng)能力工時(shí)、主要零件及按計(jì)劃產(chǎn)能所需配件數(shù)量，計(jì)算各工藝環(huán)節(jié)的產(chǎn)能情況，確定各工序能力工時(shí)等輸入條件，結(jié)合各類(lèi)零件的流轉(zhuǎn)過(guò)程進(jìn)行分析，確定額外產(chǎn)生的物流。根據(jù)機(jī)床布置原則將工藝能力相同的機(jī)床組合成機(jī)床組，為工件選擇合適的機(jī)床來(lái)完成相應(yīng)的工序，并根據(jù)不同的優(yōu)先規(guī)則對(duì)工件加工進(jìn)行排序，如右側(cè)甘特圖所示，最后根據(jù)資源選擇問(wèn)題和優(yōu)先調(diào)度問(wèn)題進(jìn)行重組（見(jiàn)圖2）。

    圖2 重組后工間布局圖

6 完善評(píng)估方法，創(chuàng)新工作機(jī)制

    精細(xì)化工藝管理需要在工藝實(shí)施一段時(shí)間后，再次做出評(píng)估，分析成效得失。對(duì)不完善的地方加以改進(jìn)，做到循環(huán)遞進(jìn)，螺旋上升，最終形成持續(xù)改進(jìn)、不斷創(chuàng)新的工作機(jī)制。具體方法如下：

    1)總結(jié)實(shí)施過(guò)程中暴露的問(wèn)題，對(duì)典型工藝進(jìn)行升版。

    2)工藝流程的優(yōu)化。

    3)進(jìn)一步通用化。一是通過(guò)工藝設(shè)計(jì)的改進(jìn)，將典型工藝中的專(zhuān)用工序卡轉(zhuǎn)換為通用工序卡，最終實(shí)現(xiàn)典型工藝通用化（為同系列所有機(jī)型通用）。二是部分工序卡實(shí)現(xiàn)跨系列產(chǎn)品通用。

    4)增質(zhì)提效。一是根據(jù)質(zhì)量情況修訂完善檢驗(yàn)控制點(diǎn)。二是統(tǒng)計(jì)分析各工序耗時(shí)耗資情況，尋找改進(jìn)空間，為生產(chǎn)組織管理提供支持。

7 加強(qiáng)工藝檢查，宣貫精細(xì)化理念

    工藝檢查是精細(xì)化工藝管理的必要手段，是衡量工藝設(shè)計(jì)水平高低和車(chē)間執(zhí)行情況，考核試樣和實(shí)際差距的手段。通過(guò)工藝檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，采取措施，及時(shí)解決，促進(jìn)工藝水平和管理水平的提高。將精細(xì)化思想和作風(fēng)貫穿于各個(gè)工藝環(huán)節(jié)是精細(xì)化管理的必要補(bǔ)充，向員工灌輸精細(xì)化工藝的意識(shí)，從思想源頭培養(yǎng)員工追求精細(xì)化的文化氛圍。具體就是用一種認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度、一種精益求精的文化，轉(zhuǎn)變員工的工作態(tài)度和工作方法，使精細(xì)化成為企業(yè)全體成員的自覺(jué)行為。

    實(shí)現(xiàn)和深化精細(xì)化工藝管理是一項(xiàng)復(fù)雜而長(zhǎng)期的工作。但在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的壓力下，迫使企業(yè)要苦練內(nèi)功，挖掘內(nèi)耗，提升經(jīng)濟(jì)效益，而工藝管理各方面工作的精細(xì)與否，都直接影響了企業(yè)成本。因此，我們必須在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，重視并充分考慮經(jīng)濟(jì)性，從降低成本的角度細(xì)化工藝管理工作，才能使企業(yè)效益邁上新臺(tái)階成為可能，實(shí)現(xiàn)打造一流企業(yè)的目標(biāo)。

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