基于提高機(jī)械制造質(zhì)量的基本原理及途徑分析

曹明月，范東川，章凱云，郭一嬌

（重慶交通大學(xué)，重慶 400074）

0 引言

就目前國內(nèi)機(jī)械制造質(zhì)量來看，產(chǎn)品質(zhì)量問題的出現(xiàn)主要是集中在生產(chǎn)過程，而我國在這一方面始終是一個(gè)相對(duì)弱勢的地位，也有很大一部分企業(yè)的測量系統(tǒng)、測量能力、加工系統(tǒng)工序能力等方面存在不足，為機(jī)械制造質(zhì)量的提高帶來較大困難。如果在今后生產(chǎn)與發(fā)展的過程中不加以有效控制，將會(huì)直接影響到國內(nèi)的機(jī)械制造企業(yè)發(fā)展，也會(huì)阻礙社會(huì)經(jīng)濟(jì)的提升。因此，從實(shí)際角度出發(fā)，對(duì)提高機(jī)械制造質(zhì)量的基本原理，以及機(jī)械制造質(zhì)量的影響因素、具體提高途徑進(jìn)行詳細(xì)分析十分必要。

1 提高機(jī)械制造質(zhì)量的基本原理

機(jī)械產(chǎn)品本身是由多個(gè)構(gòu)件組成的，各個(gè)構(gòu)成零件的質(zhì)量、裝配質(zhì)量，都將成為機(jī)械產(chǎn)品自身質(zhì)量的影響因素。因此，就目前國內(nèi)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展情況來看，如何生產(chǎn)出高質(zhì)量的單個(gè)零件，已經(jīng)成為其今后發(fā)展的一個(gè)重要目標(biāo)，也是各個(gè)生產(chǎn)制造企業(yè)在實(shí)際發(fā)展的過程中所需要注意的。在新時(shí)期下，越來越多的機(jī)械制造企業(yè)開始重視提高機(jī)械制造質(zhì)量，而根據(jù)現(xiàn)如今產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況，提高機(jī)械制造質(zhì)量的原理主要是有兩個(gè)方面。

第一，提高加工設(shè)備的精準(zhǔn)度。加工設(shè)備的精密度也是影響零件生產(chǎn)質(zhì)量的最直接因素。目前，大部分企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)的過程中，通常都是采用模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、高可靠性傳感器檢測機(jī)構(gòu)，以便于及時(shí)對(duì)機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)等進(jìn)行檢測，對(duì)加工誤差進(jìn)行修正、補(bǔ)償，通過這種方式來提高生產(chǎn)精度。然而，這種生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用，往往會(huì)消耗大量的投資，增加成本支出且操作復(fù)雜，一時(shí)間難以在生產(chǎn)制造企業(yè)中普及。

第二，對(duì)機(jī)械制造過程加以有效控制。這一質(zhì)量控制原理，是基于我國現(xiàn)代加工設(shè)備、技術(shù)水平發(fā)展起來的，根據(jù)機(jī)械制造生產(chǎn)加工的特點(diǎn)，結(jié)合統(tǒng)計(jì)控制方法、工程控制方法等，充分掌握產(chǎn)品尺寸分布特性，并對(duì)機(jī)床所處于的實(shí)際加工狀態(tài)進(jìn)行分析，然后對(duì)其進(jìn)行控制、調(diào)整，而測量則是整個(gè)控制過程的關(guān)鍵，是維系產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的紐帶。由于在實(shí)際施工的過程中，這種方法不需要消耗較大的成本，比較適合當(dāng)前我國現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，因此在企業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。

2 機(jī)械制造質(zhì)量的主要影響因素

2.1 加工精度

產(chǎn)品機(jī)械加工本身就是多種成分的混合物，若是從實(shí)際角度出發(fā)來進(jìn)行分析，影響產(chǎn)品質(zhì)量的云因還包括零部件之間的加工精度差異，這也是影響產(chǎn)品質(zhì)量的直接因素，會(huì)降低產(chǎn)品自身的性能。產(chǎn)生這一情況的主要原因在于，高精度零件會(huì)在一定程度上提高產(chǎn)品本身的質(zhì)量，而若是要滿足這一點(diǎn)，必然要投入更多的成本，然而大部分企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)過程中所投入的整體資產(chǎn)并不會(huì)發(fā)生變化，最終導(dǎo)致產(chǎn)品生產(chǎn)效率有所下降。

2.2 人員素質(zhì)

員工是所有機(jī)械設(shè)備的直接操作者，雖然現(xiàn)如今我國已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)，但是部分技術(shù)仍然是設(shè)備無法代替的，仍然需要人來操作完成。若是在生產(chǎn)過程中，員工個(gè)人操作出現(xiàn)問題，就會(huì)直接導(dǎo)致產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量問題。在改革開放以后，我國機(jī)械制造得到了較為快速的發(fā)展，然而由于我國在這一方面起步較晚，與其他先進(jìn)國家之前存在較大的差距，尤其是在人員操作方面，精準(zhǔn)度無法完全得到保障，在一定程度上影響到了產(chǎn)品質(zhì)量。與此同時(shí)，現(xiàn)代化技術(shù)的引進(jìn)，也為員工的技術(shù)操作帶來更大挑戰(zhàn)，為了適應(yīng)時(shí)代發(fā)展，員工不得不學(xué)習(xí)如何使用先進(jìn)設(shè)備，而事實(shí)上大部分企業(yè)并沒有根據(jù)設(shè)備、機(jī)械、技術(shù)更新狀況來為員工開展針對(duì)性、專門的培訓(xùn)，導(dǎo)致員工的質(zhì)量意識(shí)、綜合素質(zhì)都無法達(dá)到企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與要求，影響制造生產(chǎn)。

2.3 加工誤差

機(jī)械制造的整個(gè)過程，包括了夾具、機(jī)床、工件等多個(gè)部分，而這些生產(chǎn)環(huán)節(jié)的任何部分出現(xiàn)加工誤差，都會(huì)影響到最終產(chǎn)品的自身質(zhì)量。這些加工誤差產(chǎn)生的原因可能來自于多個(gè)方面，如材料問題、加工流程問題、機(jī)械設(shè)備問題、人為因素等。對(duì)于這一情況，機(jī)械制造企業(yè)在今后不僅是需要對(duì)整個(gè)生產(chǎn)、控制系統(tǒng)予以嚴(yán)格控制，同時(shí)也需要重視各部分生產(chǎn)，只有這樣才能盡可能減少每一個(gè)部分所產(chǎn)生的誤差。從根本上實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械制造質(zhì)量的有效控制。

3 提高機(jī)械制造質(zhì)量的有效途徑

基于上述分析，機(jī)械制造質(zhì)量的主要影響因素主要是來自于外部因素、人員因素兩個(gè)方面，而隨著時(shí)代的發(fā)展，社會(huì)生產(chǎn)對(duì)于機(jī)械制造的質(zhì)量要求不斷提升，為了獲得更大的市場競爭優(yōu)勢，就必須要采取有效途徑，提高機(jī)械制造質(zhì)量，以重新?lián)屨际袌觥?/p>

3.1 統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制

一般情況下，在機(jī)械制造中統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制，主要是對(duì)數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)加以有效應(yīng)用，然后針對(duì)實(shí)際問題，對(duì)被控制對(duì)象的質(zhì)量特性數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析與研究，獲得基本的統(tǒng)計(jì)特性，這些數(shù)據(jù)將會(huì)被用于判斷機(jī)械生產(chǎn)過程中的穩(wěn)定狀態(tài)，以確保整個(gè)制造生產(chǎn)過程中毫無缺陷，且生產(chǎn)精度能夠達(dá)到預(yù)期要求。目前，統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制已經(jīng)形成了一個(gè)規(guī)模相對(duì)龐大的學(xué)科，控制技術(shù)方式達(dá)到上百種，但是其遵循的原理卻是統(tǒng)一的，即在觀察中，一旦發(fā)生小概率事件便會(huì)被認(rèn)定為是系統(tǒng)出現(xiàn)問題，然后就需要進(jìn)行針對(duì)性調(diào)整，以確保各種零部件生產(chǎn)都不會(huì)出現(xiàn)任何的質(zhì)量問題。在根據(jù)這一原理產(chǎn)生各種統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制技術(shù)以后，會(huì)將某一零部件質(zhì)量參數(shù)圖作為最具有奠定特征的圖紙，并根據(jù)圖中所標(biāo)記的各種數(shù)據(jù)、參數(shù)、時(shí)間順序等各個(gè)樣本的計(jì)量數(shù)值，為后續(xù)的優(yōu)化、控制工作提供參考。

3.2 對(duì)建模進(jìn)行控制

建模質(zhì)量控制主要是指，針對(duì)被控制對(duì)象的加工過程進(jìn)行建模，根據(jù)模型的特點(diǎn)，來對(duì)整個(gè)加工過程中予以科學(xué)、合理的控制，提高產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量。這也就需要有關(guān)技術(shù)人員，必須要保證模型本身具有極高的可靠性、有效性，才能夠?yàn)闄C(jī)械制造質(zhì)量控制提供參考。目前，制造模型方面的有關(guān)研究正在不斷深化，而經(jīng)驗(yàn)累積也不斷豐富，從整體上來看，現(xiàn)階段的制造模型大致可以分為基礎(chǔ)模型和應(yīng)用模型。為了保證建模的精準(zhǔn)度，在操作過程中通常都是利用一些已經(jīng)確定好的方程，來對(duì)制造過程穩(wěn)定狀態(tài)加以針對(duì)性描述，若是應(yīng)用一些隨機(jī)公式，則有可能出現(xiàn)參數(shù)與實(shí)際相互偏離的情況，增加了模型建立的不確定性因素。隨著時(shí)代發(fā)展，一些人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、模糊模型等相繼出現(xiàn)，只是沒有達(dá)到普及狀態(tài)，相信在今后發(fā)展的過程中建模方式將會(huì)更加先進(jìn)、精準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)機(jī)械制造過程的高精準(zhǔn)度控制。

3.3 加強(qiáng)人員培訓(xùn)

除了機(jī)械、系統(tǒng)本身生產(chǎn)過程中，可能會(huì)對(duì)機(jī)械制造質(zhì)量產(chǎn)生影響以外，人員往往也會(huì)對(duì)整個(gè)制造過程造成影響。因此，在今后機(jī)械制造企業(yè)還需要加強(qiáng)對(duì)各部分員工的綜合培訓(xùn)，而員工的質(zhì)量意識(shí)、控制意識(shí)等也需要有所提升。要遵循“不接受有缺陷產(chǎn)品”的原則，使得有缺陷產(chǎn)品無法進(jìn)入倉庫，保證入庫所有零部件質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)都能夠達(dá)到預(yù)期需求。一方面，機(jī)械制造企業(yè)必須對(duì)全體員工進(jìn)行定向培養(yǎng)，尤其是在自身操作技能方面，隨著時(shí)代的發(fā)展，各部分生產(chǎn)都已經(jīng)朝著機(jī)械化、自動(dòng)化方向發(fā)展，然而受到技術(shù)層次因素的影響，在關(guān)鍵環(huán)節(jié)仍然需要由專門的工作人員來完成，因此制造企業(yè)就需要保證每一位操作人員都具有極高的專業(yè)水平，并且不會(huì)出現(xiàn)人為失誤而影響整體運(yùn)行。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)員工的有效約束，企業(yè)可以通過落實(shí)責(zé)任制度、完善績效考核機(jī)制等方式，來調(diào)動(dòng)員工的工作積極性，也是為了更進(jìn)一步提高工作質(zhì)量。另一方面，在整個(gè)生產(chǎn)制造過程中，技術(shù)人員必須要對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)、機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀況、材料、技術(shù)參數(shù)等進(jìn)行全面監(jiān)測，并做好有關(guān)記錄，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，可以在第一時(shí)間采取有效措施，將可能會(huì)造成的質(zhì)量損失控制在最低。

3.4 增強(qiáng)預(yù)報(bào)補(bǔ)償控制

由于機(jī)械制造是一個(gè)較為復(fù)雜的過程中，且容易受到多方面因素的影響而出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題，若是在產(chǎn)品質(zhì)量特性值服從中心極限定理、微小概率原理等，且制造過程處于平穩(wěn)狀態(tài)、系統(tǒng)處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，在這樣的情況下就可以充分利用傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制方法。若是在整個(gè)制造過程中，出現(xiàn)系統(tǒng)受到隨機(jī)性、系統(tǒng)新因素干擾程度較大時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量特性值出現(xiàn)波動(dòng)的情況，且質(zhì)量形成過程，會(huì)變得相對(duì)不穩(wěn)定，制造系統(tǒng)也基本上會(huì)處于一種脫離整體控制的狀態(tài)，一旦出現(xiàn)這種情況，則傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制方式已經(jīng)無法有效應(yīng)用，必須要借助預(yù)報(bào)補(bǔ)償控制才能夠?qū)崿F(xiàn)。預(yù)報(bào)補(bǔ)償控制是對(duì)現(xiàn)代科技的一種有效利用，在實(shí)際應(yīng)用過程中，主要是根據(jù)現(xiàn)代信號(hào)來對(duì)機(jī)械制造運(yùn)行中的各種參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，然后制造成一個(gè)預(yù)測模型，利用這一模型來實(shí)現(xiàn)對(duì)未來可能會(huì)出現(xiàn)的產(chǎn)品質(zhì)量偏離量進(jìn)行預(yù)測，并根據(jù)預(yù)測的結(jié)果，采取必要補(bǔ)償措施，來減少產(chǎn)品生產(chǎn)過程所出現(xiàn)的各種誤差值，提高機(jī)械制造質(zhì)量。

4 結(jié)束語

綜上所述，提高機(jī)械制造質(zhì)量的基本原理在于，要從機(jī)械加工設(shè)備、制造過程質(zhì)量兩個(gè)方面加以有效控制。在今后發(fā)展的過程中，機(jī)械制造企業(yè)應(yīng)該綜合考慮機(jī)械制造質(zhì)量提高原理，然后根據(jù)日常生產(chǎn)情況，通過統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制、對(duì)建模進(jìn)行控制、加強(qiáng)人員培訓(xùn)、增強(qiáng)預(yù)報(bào)補(bǔ)償控制等方式，來控制機(jī)械制造質(zhì)量，使得企業(yè)整體生產(chǎn)質(zhì)量能夠有所提升，以適應(yīng)時(shí)代發(fā)展需求，并推動(dòng)我國機(jī)械制造朝著國際化方向發(fā)展，獲得更大的市場競爭優(yōu)勢。