文／姚文博，姬明月，李會聰·一拖福萊格車身有限公司

作為專業(yè)的駕駛室生產(chǎn)廠家，我司業(yè)務(wù)范圍覆蓋農(nóng)機、工程機械、掃地機等各個行業(yè)。隨著新工廠的順利驗收投產(chǎn)，駕駛室業(yè)務(wù)也得到了較大的擴張，目前已經(jīng)實現(xiàn)徐工、柳工、廈工、宇通等國內(nèi)重大企業(yè)的產(chǎn)品配套，后續(xù)業(yè)務(wù)也在逐步開展。

駕駛室業(yè)務(wù)的逐步壯大最直接的影響就是型材類零件品種和生產(chǎn)量的增加，與板材相比，型材類零件的生產(chǎn)效率相對較低，再加上品種多，這就對相關(guān)零部件的交付提出了考驗。

過程探討

結(jié)合我司實際運行方式和現(xiàn)場改善案例，以下將從工藝流程優(yōu)化、現(xiàn)場定制、MES系統(tǒng)引用幾方面，對提高型材類零件的生產(chǎn)效率的方式進行探討。

工藝流程優(yōu)化

針對型材類零件，我司主要的零件種類及其對應(yīng)的生產(chǎn)流程有如下幾種。

⑴直接下料成品，工藝流程為備料成品，如圖1 所示。

圖1 直接下料成品示意圖

⑵在直接下料成品的基礎(chǔ)上增加孔；即下料后需要鉆孔或者鉆孔攻絲，工藝流程為備料→鉆孔或者備料→鉆孔→攻絲，如圖2 所示。

圖2 直接下料后鉆孔產(chǎn)品示意圖

⑶具有一定形狀，無法采用下料的方式進行加工，需要采用模具壓彎或者數(shù)控彎管的零件，由于成形過程中需要工藝余料，因此成形后需將該工藝余料去除，其工藝流程為：備料→彎管→鋸切端頭，如圖3 所示。

圖3 彎管類產(chǎn)品示意圖

⑷在彎管類產(chǎn)品的基礎(chǔ)上增加規(guī)則圓孔，在零件外形加工完成后，需要額外增加鉆孔工序，其工藝流程為：備料→彎管→鋸切端頭→鉆孔，如圖4所示。

圖4 彎管后鉆圓孔類產(chǎn)品示意圖

⑸在彎管類產(chǎn)品的基礎(chǔ)上增加不規(guī)則孔，無法使用鉆床進行加工的，需要增加三維激光切割工序，其工藝流程為：備料→彎管→鋸切→三維激光（端頭豁口），如圖5 所示。

圖5 彎管后增加不規(guī)則孔類產(chǎn)品示意圖

上述5 種零件是我司目前常見的零件類型，除直接下料成品類型零件外，其余幾種均需要進行轉(zhuǎn)序，零件轉(zhuǎn)序就會涉及工序件儲存、轉(zhuǎn)運，工裝更換，設(shè)備更換等因素，這些因素最直接的影響就是零件加工流程延長，從而使成品件的出件時間延長。

針對此類問題，結(jié)合我司現(xiàn)有設(shè)備能力，利用通快激光設(shè)備，對流程進行優(yōu)化，以減少零件轉(zhuǎn)序和工序件的產(chǎn)生，具體舉例如下。

針對下料后鉆孔類型零件，直接使用激光進行生產(chǎn)，通快激光作為專業(yè)的直管下料類激光設(shè)備，具有生產(chǎn)速度快，尺寸穩(wěn)定性高等特點，適用于生產(chǎn)直管類異型材、型材零件的外形加工。下料后鉆孔類型的零件可以在一序中實現(xiàn)從原材料到成品零件。

針對彎管后加工孔的零件，對零件展開尺寸進行計算，使用通快激光進行下料，之后將下料的半成品進行彎管，實現(xiàn)兩序出成品，大大減少生產(chǎn)過程中的物流轉(zhuǎn)運和等待時間，以我司生產(chǎn)的某駕駛室用輪罩加強梁為例，零件圖見圖6。

圖6 某駕駛室用輪罩加強梁

優(yōu)化前工藝流程為：備料→彎管→鋸切→三維激光（端頭豁口）。整個工藝過程需要4 序，流程較為繁瑣，需要更換3 次加工設(shè)備，各工序間均可能出現(xiàn)等待的情況，勢必會影響成品件的出件時間。

借助通快加工設(shè)備對上述流程進行優(yōu)化后，流程為：下料→彎管。僅需兩序即可完成零件的加工，具體過程如下。

工序1：下料。將零件展開后所需長度和端頭異形面通過通快設(shè)備加工出來，與三維管件激光設(shè)備相比，通快激光下料由于是在直管上進行加工，其激光加工效率和基準確定均要大幅快于傳統(tǒng)的三維管件激光設(shè)備，如圖7 所示。

圖7 下料

工序2：彎管。使用數(shù)控彎管機對下料后的毛坯進行加工，直接出成品，如圖8 所示。

圖8 下料后彎管

從上述可以看出，優(yōu)化后工藝流程大幅縮短，僅需2 序即可完成零件的加工，說明借助現(xiàn)有資源對工藝流程進行優(yōu)化，可以對零件的快速實現(xiàn)起到促進作用。

現(xiàn)場定制

在制造類企業(yè)中，加工費中的30%左右是搬運費，工程時間中80%是搬運和停滯產(chǎn)生的，因此減少搬運所耗費的時間，將對零件生產(chǎn)效率的提升起到重要作用，而搬運時間的減少就要求科學(xué)進行最初的工藝和設(shè)備布局，不能一蹴而就。

與板件類零件不同，大多數(shù)型材類零件均需要三序或者四序才能實現(xiàn)原材料到成品的轉(zhuǎn)變，現(xiàn)場定制是否合理，設(shè)備與設(shè)備之間的配置是否適用，對零件的生產(chǎn)同樣有著直接影響。

借助多年現(xiàn)場經(jīng)驗，工藝布局和設(shè)備定制需遵循以下基本原則：最短距離原則、物流順暢原則、統(tǒng)一原則、安全滿意原則；接下來作逐一說明。

⑴最短距離原則：減少物料在現(xiàn)場的搬運距離，從而減少物料轉(zhuǎn)移所花費的時間。

⑵物流順暢原則：現(xiàn)場物料或者工序件，實現(xiàn)一個流的生產(chǎn)，避免不同物料或者工序件間的物流交叉，從而減少物料或者工序件的轉(zhuǎn)運時間。

⑶統(tǒng)一原則：就是“人、機、料、法、環(huán)、測”幾大要素要有機統(tǒng)一起來，各個要素之間互相平衡協(xié)調(diào)，最終實現(xiàn)作業(yè)內(nèi)容的有序進行，沒有割裂。

⑷安全滿意原則：在進行工藝和設(shè)備布局時，要以人機工程為基礎(chǔ)，充分考慮作業(yè)人員的作業(yè)強度和作業(yè)步驟是否合理以及作業(yè)人員的人身安全。

在滿足上述原則的基礎(chǔ)上，依據(jù)實際需求對作業(yè)現(xiàn)場進行工藝、設(shè)備布局，最終目的是減少搬運和物流轉(zhuǎn)運時間，在保證作業(yè)人員權(quán)益的前提下，從硬件層面縮短零件從原材料到成品的時間。

圖9 所示為生產(chǎn)現(xiàn)場布局，從圖中可以看出，整個生產(chǎn)車間依據(jù)材料存放→下料→彎管→鋸切→鉆孔的流程進行排布，不存在物流交叉，彎管加工后經(jīng)過檢驗進行端頭鋸切，之后再進行檢驗，然后進行鉆孔，加工工位依據(jù)“一個流”的理念進行布置，盡可能的減少零件工序間的等待、轉(zhuǎn)儲和物流轉(zhuǎn)運時間。

MES 系統(tǒng)引用

MES 系統(tǒng)是一套面向制造企業(yè)車間執(zhí)行層的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)，包含制造數(shù)據(jù)管理、計劃排程管理、生產(chǎn)調(diào)度管理、庫存管理、質(zhì)量管理、人力資源管理、工作中心/設(shè)備管理、工具工裝管理、采購管理、成本管理、項目看板管理、生產(chǎn)過程控制、底層數(shù)據(jù)集成分析、上層數(shù)據(jù)集成分解等管理模塊，實現(xiàn)從訂單下達到產(chǎn)品完成的整個生產(chǎn)過程的優(yōu)化管理。針對我司型材類零件生產(chǎn)，設(shè)計用到的MES功能模塊如圖10 所示。

圖10 針對我司型材類零件生產(chǎn)的MES 功能模塊

目前我司已經(jīng)實現(xiàn)MES 與PLM、ERP系統(tǒng)的對接，可以將ERP、PLM 中的信息在MES 系統(tǒng)中直接調(diào)用整合，并且實現(xiàn)了與后序使用單位的MES 接口對接和與后序總成隊列主機號進行綁定。

⑴與后序使用單位接口對接：通過系統(tǒng)操作、在后續(xù)總裝隊列基礎(chǔ)上，生產(chǎn)送貨條碼，與總成隊列主機綁定，可以實現(xiàn)物料的一對一，避免出錯，提高交付及時率，如圖11 所示。

圖11 系統(tǒng)與后序使用單位接口對接

⑵MES 與PLM 系統(tǒng)對接：通過接口實現(xiàn)MES 系統(tǒng)（下料材料投入、下料完工產(chǎn)出）工藝文件在線瀏覽，在PLM 系統(tǒng)通過接口操作，將PLM 系統(tǒng)工藝文件提取、自動上傳至PLM／MES 文件柜下，默認生成的是PDF 文件，文件名為物料編碼，如圖12 所示。

圖12 MES 與PLM 系統(tǒng)對接

⑶MES 與ERP 系統(tǒng)對接：通過實現(xiàn)物料主數(shù)據(jù)、生產(chǎn)訂單抬頭、組件、工序等接口連接，最終實現(xiàn)物料主數(shù)據(jù)、BOM 接口、生產(chǎn)訂單接口、AVI 系統(tǒng)接口的統(tǒng)一調(diào)配和信息發(fā)布，整個生產(chǎn)鏈中管中間、物料數(shù)據(jù)、BOM 信息、計劃獲取及拆分、相關(guān)報表修改、報工等實現(xiàn)自動處理或者少量的人工干預(yù)，在大量減少人工操作量的同時，實現(xiàn)制造鏈信息的統(tǒng)一自動調(diào)配，對最大化利用現(xiàn)有資源，提高資源利用率有著重要作用。

目前MES 系統(tǒng)正在我司內(nèi)部逐步深化應(yīng)用，仍有許多功能模塊正在進行開發(fā)調(diào)試，但是目前已經(jīng)實現(xiàn)的模塊已經(jīng)對我司生產(chǎn)產(chǎn)生了積極影響。

結(jié)束語

型材零件由于其本身的特殊性，相對于板件來說，加工效率相對較低，但是通過對流程進行優(yōu)化、合理的進行生產(chǎn)布局以及引入適宜的管理工具，對型材零件生產(chǎn)效率的提升起到了積極作用。