隨著機械制造的行業升級,競爭不斷加劇,尤其是筆者所在企業,其產品制造以單件小批量為主,這就要求我們從產品設計制造過程出發,加強源頭控制,提高生產效率和工藝質量,降低產品制造成本。本文結合工作實際,對應用精細化工藝管理、降低產品成本上所采取的方法、手段進行一些探討。
1 利用成組技術降低工藝消耗
根據統計分析,統計出產品中的相似件,在加工中以群體為基礎集中對待,將相似零件組織在一起進行生產。以相似產品零件的“疊加批量”取代原來的單件小批量,采用近似中等批量生產的高效工藝、設備以及生產組織形式來進行生產。
具體的實施過程是按照產品的零件形狀、材料,加工工藝、加工設備、工藝裝備按規則進行分類成組,分類規則是相似性原理,找出結構相似、材料相似、工藝相似、設備以及工藝裝備相似的零件進行加工制造。例如在產品的下料階段,將相似零件按規則拼圖可有效減少板材、圓料和型材的浪費;在鍛造、鑄造以及熱處理階段,可降低對模具、能源的消耗;在零件的粗、精加工階段則可減少操作工對工藝的熟悉時間以及產品周轉物流時間。通過成組加工,可有效降低生產成本并提高生產效率。
2 制定典型工藝,確定工藝規范
根據設備生產能力及產品系列工藝特點進行綜合分析,以通用性較強的早期基礎工藝(其中大部分工序卡為同機型所通用)為藍本,結合經濟性分析,選取最佳工藝路線,確定最合理的工藝方案,并形成標準工藝文件,規范工作(其他同系列機型只需根據訂單要求,在此基礎上進行個性化修訂)。根據典型工藝建立與各類產品相對應的典型工藝規范(包括流程圖和對應的工序卡,其中工序卡為結構化式,可供不同機型配置選用)。其步驟如下:
1)工藝設計人員需分析產品加工(冷、熱)、裝配特征,確定產品范圍,編制各系列產品典型工藝清單。
2)通過編制工序卡,精細化工序內容滿足操作及檢驗人員的工藝需求。
3)通過制定工藝規范(包括典型工藝和基于訂單的工藝規范)編制和使用工作流程圖。使普通工藝技術人員加快對工藝過程的熟悉,方便分廠管理者、生產組織者對產品制造流程的了解,并滿足操作及檢驗人員的工藝需求。
4)結合PLM系統要求,制定工序卡編碼規則,實現工序結構化。
5)工藝設計人員應建立針對專用工序進行說明的差異表,用于專用工序卡的編制和典型工藝的改進升版。
3 開拓工藝創新,降低制造成本
為降低產品成本,應找出影響優化工藝的瓶頸問題,重點進行現有的工藝改進,不斷淘汰耗時耗力的落后工藝方法,更新高耗落后的設備,采用高效低耗的工藝方案,在促進工藝創新的同時,能夠有效降低產品制造成本。
具體來說可通過調整工藝步驟、降低加工條件、采用新的加工手段、設計工藝裝備利用現有設備,以及在滿足產品設計要求的前提下改變產品結構等方法合理優化工藝方案,并采用粗加工外包等方式降低本企業機床加工精度的耗損。
例如對承載較小,表面精度要求相對較低的齒輪(Ra1.6),可用硬齒面刮削的手段代替數控磨齒的磨削工藝;如尺寸較大的鉚焊件需要焊后整體加工,可在分析的基礎上采用組件初焊加工,組焊后再精加工的方式降低對設備的要求;又如深長孔異型零件,部分內孔表面精度要求較高Ra1.6,合理設計工裝即可用普通臥車代替大型鏜床加工內孔。同時,新工藝的使用同樣可以極大降低產品成本,例如重載齒輪一般采用滲碳淬火的熱處理工藝手段來提高齒面硬度,并產生合理硬度梯度。利用激光淬火工藝手段同樣可以達到以上目的,但無論是工時還是費用都相對要低。又以焊接工藝為例,中小型零件的焊接逐漸朝自動焊方向發展,筆者所屬企業正在進行高頻電阻焊、摩擦焊以及電子柬焊的應用研究,通過新焊接手段的應用,可降低工作強度、提高焊接質量并減少環境污染。
4 規范化工裝,刀具和工具的使用
精細化工藝管理同樣要合理的選用刀具、設計工裝,規范化工具的使用,并在工藝過程控制中加以推廣。這些工藝手段可有效降低勞動強度、提高加工效率和質量,從而降低產品成本。具體如下:
1)針對設備加工特征,結合要加工的金屬材料切削特性以及經濟性合理選型刀具,列制刀具選用推薦清單,使現有設備充分發揮作用。
2)從保證加工裝配精度出發,并以體現在部件上的零件力學性能為依據加強工位器具的應用研究與推廣,減輕勞動強度,確保加工裝配品質。
3)根據產品特點加強工裝設計,提高工作效率與產品質量。
5 合理優化工間布局,減少物流耗損
制造系統中,布局不是孤立的,精細化工藝管理就要根據各零部件的產品原則、工藝原則以及成組原則,結合原料進廠、存儲、加工、制造、裝配、面漆以及包裝發運過程中產生的物料流轉,對制造資源(操作人員、機具和物料)合理設計物流系統,在空間上密切有機配合,時間上適當連接、減少搬運,減少自制件和外購件的損壞,降低運輸成本,加快生產流程(見圖1)。
圖1 作業計劃排序甘特圖
在實踐上應根據所加工產品的工藝流程、各類產品加工所需工時以及設備能力測算分析包括現有設備相應能力工時、主要零件及按計劃產能所需配件數量,計算各工藝環節的產能情況,確定各工序能力工時等輸入條件,結合各類零件的流轉過程進行分析,確定額外產生的物流。根據機床布置原則將工藝能力相同的機床組合成機床組,為工件選擇合適的機床來完成相應的工序,并根據不同的優先規則對工件加工進行排序,如右側甘特圖所示,最后根據資源選擇問題和優先調度問題進行重組(見圖2)。
圖2 重組后工間布局圖
6 完善評估方法,創新工作機制
精細化工藝管理需要在工藝實施一段時間后,再次做出評估,分析成效得失。對不完善的地方加以改進,做到循環遞進,螺旋上升,最終形成持續改進、不斷創新的工作機制。具體方法如下:
1)總結實施過程中暴露的問題,對典型工藝進行升版。
2)工藝流程的優化。
3)進一步通用化。一是通過工藝設計的改進,將典型工藝中的專用工序卡轉換為通用工序卡,最終實現典型工藝通用化(為同系列所有機型通用)。二是部分工序卡實現跨系列產品通用。
4)增質提效。一是根據質量情況修訂完善檢驗控制點。二是統計分析各工序耗時耗資情況,尋找改進空間,為生產組織管理提供支持。
7 加強工藝檢查,宣貫精細化理念
工藝檢查是精細化工藝管理的必要手段,是衡量工藝設計水平高低和車間執行情況,考核試樣和實際差距的手段。通過工藝檢查,發現問題,采取措施,及時解決,促進工藝水平和管理水平的提高。將精細化思想和作風貫穿于各個工藝環節是精細化管理的必要補充,向員工灌輸精細化工藝的意識,從思想源頭培養員工追求精細化的文化氛圍。具體就是用一種認真負責的態度、一種精益求精的文化,轉變員工的工作態度和工作方法,使精細化成為企業全體成員的自覺行為。
實現和深化精細化工藝管理是一項復雜而長期的工作。但在市場競爭的壓力下,迫使企業要苦練內功,挖掘內耗,提升經濟效益,而工藝管理各方面工作的精細與否,都直接影響了企業成本。因此,我們必須在保證產品質量的同時,重視并充分考慮經濟性,從降低成本的角度細化工藝管理工作,才能使企業效益邁上新臺階成為可能,實現打造一流企業的目標。
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本文標題:加強精細化工藝管理控制產品成本