適應先進生產方式的現代裝配工藝設計_技術資料-機械專家網-機械
一、市場經濟下企業經營生產管理的改進
市場經濟下,企業為了能在競爭中取勝,除了在技術上開發先進制造技術的應用外,在生產管理上開發先進管理技術的應用也成了不可缺少的內容。20世紀60年代中期,美國管理學家約瑟夫?奧列基(Josoph.Orlicky) 提出了物料需求的新思想來安排生產計劃,稱“物料需求計劃 (MRP)”,后來發展成為以MRP為核心的制造資源計劃(MRP–Ⅱ),20世紀80年代以來日本提出了準時生產(JIT)等等。MRP改變了傳統的庫存控制法來組織生產,提出了制造業中優化生產計劃的根本思想——按需求來組織生產,這種需求不僅是用戶的最終需求,包括制造過程中加工、裝配各工序間的需求。需求計劃一般以周為單位,甚至可落實到天為單位。日本豐田公司根據這一思想開發了“看板管理”,這是物料需求、準時生產的一種形式,把制造業的生產方式由“推動”變為“拉動”,開發了零庫存、零缺陷活動,從而使企業生產周期大大縮短,減少了加工、裝配的等待時間,庫存與在制品減少,流動資金周轉加速,成本降低,創造了良好的經濟效益。20世紀90年代美國把這一系列思想方法總結為精益生產方式(LP)。以上這些方法從20世紀80年代初傳入我國,為管理專家、學者所接受,并結合計算機的應用在企業中推廣。這些先進生產方式(模式)其實質正是從粗放式的經營轉變到集約式的經營。從庫存控制到物料需求到準時生產,這是粗放到集約的演變;物料需求到資源需求到準時生產到精益生產,這是保證需求按時、按質、按量而且在最經濟的狀態下完成,所以這是最優化的生產組織管理,當然也必然產生最優的經濟效益。
由于機械產品是由少則幾十個零件,多則成千上萬個零件所組成,其生產過程是離散型,尤其是占機械行業80%以上的多品種,單件和中、小批量生產企業,在組織一種產品生產中有成千上萬個零件,每個零件又有少則2~3道工序,多則幾十道工序,還要進行從零件組裝到組件到部件……最后裝配成產品的逐級裝配,才能成為用戶的需求。在這一復雜的制造過程中,要能按“需求”的方式組織生產,首先必需弄清楚裝配過程中的“需求”,即什么時間?需要什么物料?數量是多少?才能進一步推導什么時間加工,什么時間制造毛坯……等等。而裝配過程中的物料需求正是裝配工藝設計的內容,一個復雜的產品的裝配不但有嚴格的工藝要求,而且與企業的生產組織、裝配工藝裝備、工人的技術水平有關,否則不能保證裝配的質量與按期完成產品的裝配。從裝配周期分析,簡單的產品裝配在一天或幾天內完成,最復雜的產品裝配從一個月到幾個月甚至1年~1年半。所以其裝配過程的物料(零件等)的需求也是陸續的,應按裝配工藝的要求提供,如果不按這一要求提供物料,不是停工待料,就是物料積壓。根據國外統計,在不良的生產過程中,零件從加工到裝配其中有95%的時間處于等待狀態,只有5%的時間進行加工或裝配,因而造成生產過程庫存與在制品的增加、資金的積壓,惡化了生產過程。所以MRP提出從裝配開始安排生產計劃,從下道工序向上道工序發出需求指令(看板管理的形式),形成“拉動”的生產方式。分析這一“拉動”的過程,就是研究生產過程中的物料需求,這一需求正是由裝配工藝設計首先確定的,這就是MRP軟件中所提到的物料清單(BOM)。為了最大限度的優化生產,提出零庫存與準時生產,計劃時間要求縮短到天,所以其BOM 必需提供裝配工藝決定的順序要求,否則不可能準確到這種程度,愈是復雜、大型的產品,裝配周期長的產品,BOM 要求愈細。從以上分析可知要使MRP、JIT運行有良好的效益,首先必需解決工藝設計的適應性,如果不按工藝設計的要求提供BOM,只按傳統的設計BOM(設計物料明細表)來組織生產,使用任何一種MRP為核心的軟件(MRP–Ⅱ、JIT、EMS、ERP等)都將不可能獲得應有的效果。這也是我國近十年來應用MRP/ERP效果不理想的原因之一。
二、先進生產方式需要相適應的工藝技術文件
根據國外介紹,在產品生命周期內將產生不同的BOM,在概要設計階段、技術設計階段、工藝設計階段,雖然是同一種產品,由于時間不同、目的不同所以其BOM的內容也不相同,安排產品全面計劃MRP/ERP所需的是裝配BOM,必須反映整個產品的裝配結構、層次、順序及所需物料的數量,只有這樣才能做為提供裝配過程中所需物料的依據。
根據我國現行的設計、工藝文件分析,JB/T 5054.1~5054.6-2000“產品圖樣及設計文件格式”其中明細表、匯總表只表達了產品設計結構、組成及所需物料數量,并沒有反映出裝配過程中的結構、組成與數量,更沒有裝配的順序。現行的工藝設計技術文件JB/T 9165.1~9165.4-1998規定了裝配工藝卡與裝配工序卡,前者反映了裝配工藝與工序的技術要求、方法等。雖然也提到了可用工藝附圖、裝配系統圖來描述裝配過程,但無詳細說明。沒有提出要求提供具有裝配順序的物料明細表概念。所以現行的設計、工藝技術文件不能達到MRP/ERP、JIT所要求的BOM。在1997年8 月原機械部科技與質量監督司召開的裝配工藝編制與裝配CAPP研討會上,根據到會的汽車、機床、通用、重型、農機、輕工、紡織、電機、汽機等行業企業介紹,只有汽車等大批量生產的企業裝配工藝非常仔細,能達到MRP的要求,輕工行業的許昌煙草機械廠, 使用裝配系統圖指導裝配與全廠生產計劃的安排。其余均根據設計物料明細表作為計劃的依據,即使用MRP軟件也使用設計物料明細表。
因此改進現行的裝配工藝文件與設計的內容成了細化計劃管理,使企業由粗放型發展到集約型的一個重要環節。也是使MRP /ERP軟件運行能發揮作用獲得應有經濟效益的關鍵。
三、適應MRP/ERP、JIT需求的裝配工藝設計方案
1.名詞、術語定義
為了對裝配工藝設計過程中有關名詞、術語有統一的理解,下面對有關名詞、術語進行定義。
構件:組成機械產品的物料在裝配過程中獨立存在的如零件(自制或外購外協),分件、合件、組件、部件、總成(大部件或一級部件)、整機等統稱為構件。
零件:不經裝配而構成的構件。
分件:用永久性結合方法(焊、鉚、澆鑄、粘結)組成的構件。
合件:用永久性結合方法將二個以上分件組成的構件。
組件:用非永久性結合方法,將二個以上零件、合件組成的構件。
部件:用非永久性結合方法,將一個以上組件與其它零件、合件組成的構件。
總成:用非永久性結合方法,將一個以上部件與其它零件、合件、組件組成的構件,但本身無獨立的整機功能。