通过创新管理模式提高产品生产效率

◎首都航天机械公司 夏磊 钟磊 陈宏亮 杨福健 王文军

通过创新管理模式提高产品生产效率

◎首都航天机械公司 夏磊 钟磊 陈宏亮 杨福健 王文军

通过创新管理模式，构建了适应当前生产需求的虚拟加工单元，制定了合理的工艺流程，并将成组技术应用到生产中，保质保量地完成了生产任务，提高了产能。

随着多型号并行生产，型号产品需求数量急剧增加。以某类型号产品为例，其主要零件包括前壳体和后壳体，前壳体材料为不锈钢锻件，零件外形为锥形，内腔有大螺纹；后壳体材料为1420铝锂合金，零件外形为锥状结构，大端有4处爆炸螺栓盒及4处圆窗口，小端连接结构为大螺纹。

该产品的原生产情况为：产品工序多,工艺流程长，生产节奏难控制，工序周转时间长；其大螺纹为关键功能要素，精度要求高，工艺过程复杂；按需投产，各零件单独生产组织管理，设备调试、工装更换频繁，生产准备时间过长。

原有的生产模式使该类产品的年度生产能力较低，无法满足当前的生产任务需求。因此，需要通过改进和创新生产组织管理模式来提高壳体生产效率，提高产能。

一、创新管理模式的建立

1．工作策划

由于车间设备能力有限，还需与其它加工对象混线生产，争夺设备资源，造成工序间等待加工现象严重，约占整个产品生产周期的60%，使得该产品年度生产能力较低。因此，必须根据产品的加工特征和生产节点进行合理排产。

加工时间固化和质量稳定性是保证合理排产的前提条件。通过优化产品加工工艺流程，提升工艺可靠性，减少加工过程中的人为操作，提升加工过程的自动化程度，提升数控加工效率，并开展数控加工制造管理模式与制造资源组织方法研究，在提高生产管理效率的同时提高产品的质量稳定性，为产品合理排产提供有力支撑。

2．实施过程

一是工艺优化。为满足年度批生产任务目标，提高数控加工效率，首先要缩短单工序加工时间，对以往产品加工工艺方法和工艺流程进行分析，找出加工过程中的瓶颈工序进行优化，从而最大限度地缩短加工周期，加快生产进度；其次要提高产品质量，通过统计梳理以往的质量数据，找出质量不稳定项，并开展工艺研究及改进，以提高工艺可靠性，保证生产过程中质量的稳定性。该产品前后壳体工艺优化前后对比见表1。

二是开展数控加工制造管理模式与制造资源组织方法研究。制造资源组织模式描述了在生产系统中如何组织制造资源，包括加工设备、辅助工具、人员等。根据产品特点以及现有生产条件，通过对国内外先进的生产管理模式进行学习和研究找到了适合的解决方案，即成组技术。它是制造与工程管理的一种方法，研究如何识别和发掘生产活动中有关事务的相似性，并对其进行充分利用。利用成组技术对生产流程进行改造，组织成组单元生产，以实现设备资源的优化配置。

生产组织形式选择。通过基础数据统计分析，不同型号的后壳体结构相似，可采用成组技术组织生产。将过去分散、未特征化的工序进行归类，形成可分类的标准模式，并按照以下特征组织生产：一定数量相同或相似的零件在同一台设备上进行加工，这样可以节省设备调试和工装装卸等生产准备时间；集中生产，提高工序的专业化程度，以减少频繁变更加工对象所引起的时间调整，同时可降低工人的操作难度，增强操作熟练程度。

表1 前后壳体工艺优化前后对比

生产单元资源布置。在工艺优化后开展大量的数据统计分析，包括各种工时数据统计、工装统计、设备资源占时统计、工艺流程分析等。在保证工艺过程的前提条件下，根据设备的各种工时数据（包括加工工时、各种辅助工时、故障停机时间、计划停机时间等）来合理配置相应的设备能力与人员能力。

针对车间设备精、大、贵、稀、移动重组困难等特点，利用原有传统的机床布局形式，只需将选定完成壳体所有工序的机床限定起来，组成虚拟机器群，打破工段、班组界限，指定专门的操作、调度、工艺等人员，依托专用和指定设备构建虚拟加工单元，实现流水线生产。

现场生产管理。对于成组加工要素进行节点分析,以保证生产单元能力平衡，有节奏地保持生产的连续性。通过固化各工序时间确定生产节点，由专人负责对整个过程进行监控管理，通过对工序节点的控制来保持生产单元的连续性。

引进“即时制生产”理念，追求生产过程的同步化，实现各工序间的有机衔接，将工序间的周转等待时间压缩。

二、实践效果

通过生产组织管理模式的创新，以车间资源为基础单元，综合分析加工产品特征，组建了专用的虚拟加工单元，打破原有生产制造管理模式，通过成组技术和工艺优化将过去分散、独立的工序转换成可流水作业的生产模式，全面提升了车间整体任务完成能力，主要体现在以下几个方面：

一是通过对原有加工工艺方法进行改进，合理安排加工路径，从增加切削刀具种类、调整优化切削参数、合理规划加工路径等方面入手，大幅提高了产品加工效率。

二是利用成组技术，立足于车间现有设备组建产品虚拟加工单元，在不增加设备数量的情况下优化配置生产资源，合理调控生产节点，使设备资源加工潜力得到充分发挥，显著提高了零件产量，使产品年度生产能力提高一倍。

三是在批生产中，70%以上的同类产品可以实现平台共用，节省了大量的设备调试和工装更换时间；工艺优化以及工人熟练程度的提高，也使重点设备利用率得到不同程度的提高。

四是成立了车间主任、调度员、工长、工艺员等生产单元维护小组，根据全年各型号生产任务制定合理的生产计划，控制产品投产顺序，保证了生产单元运行后的连续性。

五是实现了现场规范化管理。规范该类产品生产单元现场管理，形成了生产单元作业规范，制作现场管理流程看板监测整个生产进度，提高了一线管理效率。◀