標(biāo)準(zhǔn)化在機(jī)械零部件生產(chǎn)中的應(yīng)用與效益分析

摘 要：本研究從標(biāo)準(zhǔn)化基本理論出發(fā)，在機(jī)械零部件生產(chǎn)中引入標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)體系，并詳細(xì)剖析其在機(jī)械零部件生產(chǎn)中的實(shí)際作用。從設(shè)計(jì)階段標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)化、質(zhì)量控制與檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)三方面出發(fā)，介紹了標(biāo)準(zhǔn)化在零部件生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用方案。通過具體案例，分析了機(jī)械零部件生產(chǎn)中標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用效益。經(jīng)研究，標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)體系可有效減少零部件生產(chǎn)設(shè)計(jì)變更，亦可顯著提升機(jī)械零部件產(chǎn)品質(zhì)量、合格率，能夠?yàn)樾袠I(yè)內(nèi)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：標(biāo)準(zhǔn)化，機(jī)械零部件，成本，效率，競爭力

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2025.04.018

0 引 言

目前，先進(jìn)技術(shù)更新迭代不斷加快，機(jī)械零部件市場需求發(fā)生了顯著變化，這就要求零部件生產(chǎn)企業(yè)尋求新方法，以提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)降本增效。標(biāo)準(zhǔn)化是一種有效的管理工具，其在機(jī)械零部件生產(chǎn)中的重要作用愈發(fā)凸顯。本研究旨在深入剖析標(biāo)準(zhǔn)化體系在機(jī)械零部件生產(chǎn)中的應(yīng)用效益，以期推動(dòng)機(jī)械零部件制造生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。

1 標(biāo)準(zhǔn)化在機(jī)械零部件生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用

1.1 設(shè)計(jì)階段的標(biāo)準(zhǔn)化

在機(jī)械零部件生產(chǎn)過程中，標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)圖紙基于統(tǒng)一符號(hào)、尺寸標(biāo)注、格式要求等，可使設(shè)計(jì)文件更加清晰易懂。這種一致性設(shè)計(jì)可極大地方便設(shè)計(jì)人員間溝通協(xié)作，也使不同部門如采購、生產(chǎn)和質(zhì)量控制等，在理解圖紙時(shí)減少誤差。若某項(xiàng)目采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)圖紙后，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可快速實(shí)現(xiàn)信息共享，減少因圖紙解釋不當(dāng)而導(dǎo)致的返工現(xiàn)象[1]。

模塊化設(shè)計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的延伸發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了將復(fù)雜機(jī)械產(chǎn)品分解為若干標(biāo)準(zhǔn)化模塊，分解后的各標(biāo)準(zhǔn)化模塊均可獨(dú)立設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、測試。目前，模塊化設(shè)計(jì)方法在機(jī)械零部件生產(chǎn)中的應(yīng)用愈發(fā)廣泛，尤其是汽車、機(jī)電設(shè)備等領(lǐng)域。具體參照汽車零部件制造產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代汽車由多個(gè)模塊組成，廣泛涵蓋發(fā)動(dòng)機(jī)模塊、底盤模塊、電子模塊等。各模塊均按照標(biāo)準(zhǔn)化接口、尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)不同車型間零部件通用性。

1.2 生產(chǎn)工藝的標(biāo)準(zhǔn)化

針對(duì)機(jī)械零部件的生產(chǎn)，生產(chǎn)流程標(biāo)準(zhǔn)化包括對(duì)各環(huán)節(jié)作業(yè)程序、工作順序、操作規(guī)范進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定。在此過程中，針對(duì)機(jī)械零部件生產(chǎn)作業(yè)，需為每個(gè)生產(chǎn)步驟制定詳細(xì)作業(yè)指導(dǎo)書，明確操作步驟、工具要求、安全規(guī)范等各方面內(nèi)容。機(jī)械零部件生產(chǎn)過程中，還需設(shè)定具體工藝參數(shù)，如切削速度、進(jìn)給量、刀具選擇等。這些參數(shù)依據(jù)歷史數(shù)據(jù)、最佳實(shí)踐動(dòng)態(tài)優(yōu)化分析，并在相應(yīng)作業(yè)指導(dǎo)書中加以記錄?？蓢L試將相互關(guān)聯(lián)零部件生產(chǎn)工序按照順序合理布局，以縮短物料傳輸距離、提升生產(chǎn)效率。最后，建立標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量控制流程，這一過程主要涉及原材料檢驗(yàn)、過程檢驗(yàn)、成品檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)等多方面內(nèi)容。結(jié)合這些標(biāo)準(zhǔn)，要求在機(jī)械零部件生產(chǎn)各階段檢測產(chǎn)品質(zhì)量，確保最終產(chǎn)品符合設(shè)計(jì)要求。例如，引入“六西格瑪”管理方法，機(jī)械制造企業(yè)可系統(tǒng)地分析并優(yōu)化生產(chǎn)過程質(zhì)量控制，減少缺陷產(chǎn)品生成。

1.3 質(zhì)量控制與檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

在生產(chǎn)初始階段，常見標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)容包括材料規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)，即依據(jù)國際或國家標(biāo)準(zhǔn)如ISO、GB等，對(duì)所生產(chǎn)的機(jī)械零部件原材料化學(xué)成分、物理性、尺寸進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)定。例如，針對(duì)鋁合金零部件機(jī)械性能，企業(yè)可采用GB/T 3190—2020標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)，確保所生產(chǎn)機(jī)械零部件材料于強(qiáng)度、硬度方面滿足實(shí)際應(yīng)用需求。同時(shí)，建立嚴(yán)格入庫檢驗(yàn)流程，規(guī)定每批原材料須經(jīng)過抽樣檢驗(yàn)[2]。

生產(chǎn)過程中也可實(shí)施過程檢驗(yàn)，以實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)械零部件生產(chǎn)工藝穩(wěn)定性。具體實(shí)踐包括引入自動(dòng)化檢測設(shè)備如激光測量儀、三坐標(biāo)測量機(jī)等，借助這些自動(dòng)化設(shè)備儀器可實(shí)時(shí)監(jiān)測生產(chǎn)過程中機(jī)械零部件尺寸、形狀。這類設(shè)備在加工過程中的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)連續(xù)測量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)零部件生產(chǎn)偏差并靈活調(diào)整。成品檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)容涉及檢驗(yàn)項(xiàng)目與方法，即針對(duì)不同類型零部件制定詳細(xì)檢驗(yàn)項(xiàng)目及方法。對(duì)于精密軸類零部件而言，其標(biāo)準(zhǔn)主要涵蓋零部件生產(chǎn)尺寸精度、形位公差、表面粗糙度等，分別按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（如GB/T 1184—1996）進(jìn)行檢測。

2 機(jī)械零部件生產(chǎn)中標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用效益分析

2.1 案例背景及實(shí)驗(yàn)條件

某汽車制造商在生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸過程中，長期面臨生產(chǎn)效率低下、成本高昂等諸多問題。為有效解決這些零部件生產(chǎn)問題，該制造商決定引入ISO2768：2005尺寸及形位通用公差標(biāo)準(zhǔn)等標(biāo)準(zhǔn)化體系規(guī)范生產(chǎn)過程，以期優(yōu)化機(jī)械零部件生產(chǎn)過程。

具體而言，實(shí)驗(yàn)組采用ISO 2768：2005尺寸及形位通用公差標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)線，計(jì)劃月產(chǎn)量為5000件。對(duì)照組未采用任何標(biāo)準(zhǔn)化措施傳統(tǒng)生產(chǎn)線，計(jì)劃月產(chǎn)量5000件。兩組實(shí)驗(yàn)均在同一工廠內(nèi)進(jìn)行，確保生產(chǎn)環(huán)境、設(shè)備條件等均保持一致。使用相同原材料、機(jī)械設(shè)備、工藝流程進(jìn)行機(jī)械零部件的生產(chǎn)，每組實(shí)驗(yàn)持續(xù)一個(gè)月，以確保最終數(shù)據(jù)結(jié)果的可靠性、穩(wěn)定性。整個(gè)生產(chǎn)過程中詳細(xì)記錄兩組實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)成本（包括人力、物料和時(shí)間）、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品合格率等一系列關(guān)鍵性指標(biāo)[3]。

2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)

在實(shí)驗(yàn)開始前，需對(duì)兩組機(jī)械零部件生產(chǎn)線進(jìn)行徹底清潔、維護(hù)工作，確保機(jī)械零部件生產(chǎn)設(shè)備處于最佳狀態(tài)。對(duì)參與實(shí)驗(yàn)的工人開展標(biāo)準(zhǔn)化操作流程培訓(xùn)，確保其熟悉最新生產(chǎn)流程。

實(shí)際生產(chǎn)過程中，每天記錄生產(chǎn)過程關(guān)鍵數(shù)據(jù)，主要涉及機(jī)械零部件生產(chǎn)數(shù)量、不合格品數(shù)量、設(shè)備故障次數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)信息。將所收集的機(jī)械零部件生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，比較實(shí)驗(yàn)組、對(duì)照組在生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品合格率、設(shè)備利用率等方面的具體差異[4]。

2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

經(jīng)過一個(gè)月的實(shí)驗(yàn)周期，收集并分析了兩組生產(chǎn)線關(guān)鍵性能指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)如表1所示，展示了采用ISO 2768：2005尺寸及形位通用公差標(biāo)準(zhǔn)與傳統(tǒng)生產(chǎn)方式間的對(duì)比情況。

在生產(chǎn)成本方面，實(shí)驗(yàn)組采用ISO 2768：2005標(biāo)準(zhǔn)后，生產(chǎn)成本顯著降低，即由1，500，000.00元降低至1，050，000.00元，成本節(jié)省約30.0%。深入剖析可知，標(biāo)準(zhǔn)化在機(jī)械零部件生產(chǎn)中的應(yīng)用取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，主要得益于標(biāo)準(zhǔn)化體系的引入有效減少了機(jī)械零部件生產(chǎn)過程中的錯(cuò)誤、返工問題。在生產(chǎn)效率方面，基于標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)施，實(shí)驗(yàn)組機(jī)械零部件生產(chǎn)效率提高至498.7件/天，傳統(tǒng)生產(chǎn)模式下402.5件/天。這一數(shù)據(jù)顯示，ISO 2768：2005標(biāo)準(zhǔn)的引入可有效簡化機(jī)械零部件生產(chǎn)工藝流程，優(yōu)化生產(chǎn)流程的同時(shí)也提高零部件生產(chǎn)效率。就產(chǎn)品合格率而言，實(shí)驗(yàn)組引入標(biāo)準(zhǔn)化體系后，機(jī)械零部件生產(chǎn)產(chǎn)品合格率達(dá)98.2%，而對(duì)照組僅為90.5%。深入分析可知，提高機(jī)械零部件產(chǎn)品合格率意味著可有效降低不合格品數(shù)量，這大幅降低了零部件生產(chǎn)廢品處理成本，亦可提升客戶滿意度和企業(yè)聲譽(yù)。引入標(biāo)準(zhǔn)化模式的機(jī)械零部件生產(chǎn)中，設(shè)備利用率為86.7%，較傳統(tǒng)生產(chǎn)模式71.4%高21.4%。表明ISO2768：2005標(biāo)準(zhǔn)的廣泛應(yīng)用有助于維護(hù)設(shè)備狀態(tài)，減少故障停機(jī)時(shí)間，以提高設(shè)備利用率。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用ISO 2768：2005標(biāo)準(zhǔn)能顯著降低機(jī)械零部件的生產(chǎn)成本，同時(shí)，可提高零部件生產(chǎn)效率、產(chǎn)品合格率。經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)量、質(zhì)量等方面的綜合效益，可為機(jī)械零部件生產(chǎn)過程標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施提供科學(xué)依據(jù)。

3 結(jié) 語

綜上所述，目前，在機(jī)械零部件生產(chǎn)過程中引入標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)體系，可有效減少零部件生產(chǎn)設(shè)計(jì)變更，亦可顯著提升機(jī)械零部件產(chǎn)品質(zhì)量、合格率。結(jié)合實(shí)驗(yàn)研究可知，采用ISO 2768：2005標(biāo)準(zhǔn)能顯著優(yōu)化零部件的生產(chǎn)流程，在節(jié)省成本的同時(shí)，也可提升設(shè)備利用率。

參考文獻(xiàn)

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[3]馬清如.基于平衡設(shè)計(jì)的木家具異形零部件加工生產(chǎn)線優(yōu)化研究[D].南京：南京林業(yè)大學(xué)，2022.

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作者簡介

梁玉橋，本科，工程師，研究方向?yàn)闄C(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

（責(zé)任編輯；劉憲銀）