生產(chǎn)工藝多方案并行與快速轉(zhuǎn)換方法研究

□ 李 強 □ 吳文斌 □ 張貴虎

重慶紅江機械有限責任公司 重慶 402162

1 生產(chǎn)過程變化因素

生產(chǎn)系統(tǒng)是一個龐大而復雜的體系,需要實現(xiàn)穩(wěn)定、高效、可控。影響生產(chǎn)過程的因素非常多，這些因素包括生產(chǎn)制造過程中的[1],也包括生產(chǎn)過程之外的，涉及需求、設備、人員、技術、質(zhì)量、管理、工裝等。

生產(chǎn)過程變化因素如圖1所示。影響生產(chǎn)過程的因素會導致生產(chǎn)過程不斷變化,而生產(chǎn)過程的多變性又決定了加工工藝方案的多樣性。因此，要保證生產(chǎn)系統(tǒng)快速生產(chǎn)、質(zhì)量可控,工藝設計和管理就必須對多變性的生產(chǎn)過程有較強的適應能力,既要快速靈活變化,又要規(guī)范可靠[2]。

在實際生產(chǎn)中,大批量生產(chǎn)方法一般能夠較好地實現(xiàn)加工工藝方案的穩(wěn)定性,干擾因素能夠得到很好的控制。多品種、少批量生產(chǎn)方法內(nèi)外部影響因素控制難度較大,很難做到工藝路線固定,常常會出現(xiàn)多方案并行,而且往往在生產(chǎn)過程中需要進行多種加工工藝方案的轉(zhuǎn)換[3-4]。

筆者研究的生產(chǎn)工藝多方案并行與快速轉(zhuǎn)換方法,指一個零件在加工工藝路線中,某一道或多道工序可以被一種或幾種加工工藝方案所替代,與原加工工藝方案采用的設備不同,工裝不同,加工參數(shù)不同,工藝的表達內(nèi)容不完全相同,但最終零件加工后的質(zhì)量狀態(tài)是一致的[5]。

對于加工工藝多方案轉(zhuǎn)換的情況,原有的處理方式是出具臨時性工藝文件,根據(jù)影響因素出現(xiàn)的具體情況,通過臨時調(diào)整工藝路線來解決。但是,由于公司產(chǎn)品采用多品種、少批量的生產(chǎn)方法,在車間生產(chǎn)過程中時常會出現(xiàn)臨時性的變化因素,導致每年臨時工藝文件的數(shù)量達到數(shù)千份，這不僅導致技術服務的工作量巨大,而且嚴重影響生產(chǎn)效率和質(zhì)量控制的穩(wěn)定性。另一方面,由于臨時工藝需要一些工裝、夾具,這些工藝裝備并沒有提前準備,只能緊急制造,這也給生產(chǎn)進度造成了嚴重影響。

針對產(chǎn)生中的臨時工藝文件進行分析,發(fā)現(xiàn)其中一部分臨時工藝文件是重復出現(xiàn)的,占20%～30%。這些重復出現(xiàn)的臨時工藝文件是生產(chǎn)過程中一些問題在一段時期內(nèi)反復出現(xiàn)所導致的。對于車間生產(chǎn)的瓶頸設備,由于生產(chǎn)需求的變化,往往會導致零件加工工藝過程臨時變更,而且在一定時期內(nèi)又得不到新設備的補充。這類反復出現(xiàn)的臨時工藝文件,希望能在工藝編制時提前預判,在工藝設計中提前做好多種加工工藝方案,以避免因臨時調(diào)整加工工藝而造成生產(chǎn)準備不足和生產(chǎn)計劃安排混亂。

對此，筆者提出主工藝+子工藝的生產(chǎn)工藝方案并行與快速轉(zhuǎn)換方法，以有效解決上述問題。

2 主工藝+子工藝方法思路

主工藝+子工藝的概念與計算機語言編程中的主程序和子程序概念類似[6]。在計算機語言編程中,主程序中通過條件判斷,可以轉(zhuǎn)到子程序、子程序運行完成后,再回到主程序。計算機語言編程思路如圖2所示。

筆者提出的主工藝+子工藝方法借鑒了計算機語言編程主程序和子程序思路,將一份正式零件加工工藝文件作為主工藝,當生產(chǎn)過程中出現(xiàn)異常問題時,需要調(diào)整零件加工工藝路線,經(jīng)過條件判斷,工藝路線轉(zhuǎn)入子工藝。由于條件判斷的結果不同,可以存在多個等效子工藝方案。在子工藝執(zhí)行后，再回到指定的主工藝中繼續(xù)執(zhí)行。

零件在加工工藝上實現(xiàn)主工藝+子工藝方案的形式,如圖3所示。

由圖3可知，這一零件的正式加工工藝文件只有一份,包括主工藝和三個子工藝。子工藝是正式工藝的一部分。主工藝在執(zhí)行到30工序時,允許根據(jù)生產(chǎn)實際情況,選擇執(zhí)行子工藝A-01、A-02、A-03。三個子工藝等效,執(zhí)行其中一個子工藝后,其它兩個子工藝自動失效。待選擇的子工藝完成加工后，將回到原來的主工藝中繼續(xù)執(zhí)行35工序加工生產(chǎn)。

生產(chǎn)車間調(diào)度人員可以根據(jù)零件加工工藝文件給定的判斷條件,對子工藝進行判斷選擇,可以是在生產(chǎn)過程中遇到緊急情況時調(diào)用不同的子工藝,也可以是在零件剛投入生產(chǎn)時就確定采用哪個子工藝進行加工生產(chǎn)。

3 實施實例

要在工藝文件中實現(xiàn)主工藝+子工藝方法,需要在工藝卡片中設置一些特定的字段、符號或代碼。某零件的加工工藝見表1，包括主工藝和子工藝。

由表1可知，某零件加工工藝的主工藝在執(zhí)行到5工序時,工藝內(nèi)容及要求欄注明子工藝,同時子工藝編號為A-01、A-02,表示主工藝在5工序有兩個子工藝可以選擇,這兩個子工藝是等效的。然后按子工藝編號欄標注的子工藝A-01 100工序或子工藝A-02 105工序執(zhí)行。在標記欄中標有S、E和S-E三個標記，S代表子工藝開始工序,E代表子工藝結束工序,S-E代表本道工序子工藝開始和結束,即子工藝的開始和結束均在一道工序中執(zhí)行。選擇子工藝A-01或A-02由生產(chǎn)車間管理人員根據(jù)設備生產(chǎn)能力等具體情況確定,一旦選擇其中一個子工藝,另一個就不再執(zhí)行。在子工藝執(zhí)行完成后，生產(chǎn)過程將回到主工藝10工序，繼續(xù)執(zhí)行加工生產(chǎn)。

表1 零件加工工藝

主工藝在執(zhí)行到20工序時,又有子工藝需要選擇,編號為A-03或A-04。若選擇子工藝A-03,則執(zhí)行110工序和115工序,若選擇子工藝A-04,則執(zhí)行120工序至145工序。子工藝執(zhí)行完成后，回到主工藝25工序，繼續(xù)執(zhí)行加工生產(chǎn)。當執(zhí)行到35工序時,在標記欄出現(xiàn)END標記,說明主工藝全部執(zhí)行完成,即零件加工生產(chǎn)全部完工。這一零件的生產(chǎn)流程如圖4所示。

以企業(yè)資源計劃信息化系統(tǒng)、生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)等為平臺[7-10],將主工藝+子工藝文件輸入管理系統(tǒng)。同時，在子工藝各自的工序卡片中,需要將多種加工工藝方案所需的工具、夾具和加工參數(shù)等分別導入信息化系統(tǒng)平臺,并提前進行生產(chǎn)物料準備。平臺二次開發(fā)的系統(tǒng)將自動識別并切換對應的子工藝,可實現(xiàn)零件生產(chǎn)工藝多方案的并行與快速轉(zhuǎn)換。

4 結束語

筆者提出主工藝+子工藝的生產(chǎn)工藝多方案并行與快速轉(zhuǎn)換方法，減少了大量的臨時工藝文件,降低了零件加工工藝出錯的概率,提高了車間的生產(chǎn)效率,在工藝多方案并行的同時,實現(xiàn)了多方案的快速轉(zhuǎn)換。