生产与运作管理生产技术准备

第六章 生产技术准备任何产品生产过程都包含着准备和生产两个阶段，生产技术准备是为试制和生产创造一切必要条件的工作。没有生产技术准备，即使一般的生产也难以顺利进行，更难取得较好的经济效益。本章主要阐述生产技术准备的任务和内容，工艺准备内容，工艺方案的制定和经济评价，工艺文件的准备，工艺装备的设计和制造，生产技术准备计划的种类等。第一节生产技术准备的任务和内容一、 生产技术准备的任务生产技术准备工作是指企业开发新产品，改进老产品，采用新技术和改进生产组织方法时所进行的一系列生产技术上的准备工作。它是提高生产技术、生产效率，充分挖掘潜力，提高产品质量和工作质量，节约开支，降低成本，争取较好经济效益的重要管理环节。工业企业生产技术准备的任务主要有：以最快的速度、最低的费用开发适销对路的产品；做好企业产品、技术和生产方式新旧交替的准备工作，实现有条不紊的转变；保证产品设计、制造和使用的经济性；提高企业的生产技术水平和经济效益。二、 生产技术准备的内容为了完成生产技术准备的任务，需要进行大量复杂细致的工作。具体工作内容取决于生产技术准备的对象。开发新产品、改造老产品、采用新技术及改变生产组织方法，它们所需要进行的生产技术准备工作的具体内容有很大差别，以新产品开发为例，生产技术准备可以划分为三个阶段。1、 开发研究阶段这个阶段也叫做机能研究阶段。在开发新产品时，如本企业已经有类似产品的制造经验或成熟的应用技术，可以直接进入设计试制阶段。如采用了新原理、新结构，就需要进行研究和实验，解决新产品研制中的理论问题和技术问题，为新产品的正式设计提供科学的依据。2、 设计试制阶段设计试制阶段的任务，主要是开发研究基础上，设计试制出样机(或样品)，进行各种试验，根据试验结果再改进设计，直至符合原定的技术与经济目标为止。3、 生产准备阶段生产准备阶段的工作主要是完成从样机(或样品)试制向正式生产的过渡。包括对样机(或样品)设计的工艺性分析，编制工艺规程和工艺方案，制定检验规范和工时定额，材料消耗定额等工艺文件，并按照工艺规程进行工艺装备设计和创造，做好批量生产所需要的原材料、外购配套件和外协件等的准备，保证供应。4、 生产技术准备的组织与计划生产组织准备包括选择新产品的生产方式，制定期量标准，改进作业计划体制和调整车间设备布置等。生产技术准备计划，包括编制综合生产技术准备计划、科室生产技术准备计划和分产品生产技术准备计划，并确定各种准备工作劳动量、各阶段工作周期。第二节工艺准备一、 工艺准备的内容工艺准备的任务是设计出能保证优质、高产和低消耗地制造出产品的工艺过程，制定出试制和正式生产的全部工艺文件，设计制造和调整好各种工艺装备。在生产技术准备工作中，工艺准备工作占很大的比重，但不同产品结构和生产类型企业，这个比重也有所不同，以机械产品为例，单件小批生产其工艺准备工作量占全部生产技术准备工作量的比重为20〜25%；成批生产为50〜55%；大量生产为60〜60%。工艺准备的内容主要有：产品图纸的工艺性分析和审查，制定工艺方案，编制工艺规程，工艺准备的设计和制造。二、 产品图纸的工艺分析和审查产品图纸是指导产品加工和装备的依据。对产品设计进行工艺性分析和审查，指的是从工艺角度检查产品结构的合理性、可加工性，以便使所设计的产品符合本企业的制造条件，并力求达到最好的经济效益。因此，在设计过程中，要考虑生产过程中的工艺性。工艺分析和审查的目的是为了提高产品结构的工艺性，其主要内容有：图纸标示的精度、光洁度及技术要求的经济合理性；产品结构的标准化、规格化程度；选用材料的加工性和经济性；工艺基准面的选择；产品是否便于制造和装配；现有设备和生产条件可否利用。三、 工艺方案的制定和经济评价工艺方案是工艺准备的指导文件，其目的是在保证符合设计质量和达到最佳经济效益的前提下，解决如何进行制造和确定工艺装备工作量的问题。它的基本内容有：新产品试制中的技术关键及其解决方法，主要零件的加工方法，工艺路线的安排，编制工艺规程，以及工艺装备系数的确定。(一)工艺方案的制定工艺方案的制定一般由参加审查新产品设计任务书的主管工艺员负责。工艺方案的选择必须在保证产品质量的前提下，考虑到生产类型、产品设计性质(是创制还是仿制，是系列基型还是变型，是专用还是通用)，以及年产量和批量等因素。工艺方案的主要内容有：1、规定设计产品试制及过渡到批量生产或大量生产的质量标准；2、规定工艺规程的编制原则及形式;（1） 制定关键性工艺的解决方案；（2） 规定工艺装备的设计原则和工艺装备系数；（3） 确定生产组织形式和工艺路线；（4） 分析工艺方案的经济效益；（5） 工艺准备工作量的计算；（6） 规定工艺工作计划。（二）工艺方案的经济评价一种工艺方法只能适用于一定的生产类型、年产量和批量。生产某一产品往往有几种不同的工艺方案，对这些方案需要进行经济分析，选出最优方案。如高效率的工艺装备，一般通用化程度低，调整时间长、价格贵，只有对大批大量生产的零件才适用。可以运用盈亏平衡方法进行工艺成本的分析比较。如图6-1所示，F1、F2分别为1、11两方案的固定成本；VI、V2为两方案的单位变动成本；S1、S2为两方案的工艺成本。S1=Q0XV1+F1S2=V2XQ0+F2盈亏平衡点时S1=S2贝Q0XV1+F1=V2XQ0+F2Q0=（F2-F1）/（V1-V2）由此可知当Q<Q0时，则采用第二方案； 当Q>Q0时，则采用第一方案。图6-1两方案成本与产量的关系四、工艺文件的准备工艺文件是指导产品加工和工人操作的技术文件，不同企业其种类不尽相同。如机器制造业，包括：工艺规程、检验规程、主要材料一览表、外购外协一览表、劳动定额表及消耗定额表等。1、工艺规程的编制工艺规程是一个总称，它是反映工艺过程的文件，其主要形式有工艺卡、工艺路线卡和工序卡等。工艺路线卡（工艺过程卡）是按产品的每个零部件编制的，具体规定这一零件在整个加工过程中所要经过的路线，列出这种零件经过的车间、小组、各道工序的名称，使用的设备和工艺、装备等。它是编制其它的工艺规程、进行车间分工以及生产调度的重要依据。工艺卡是按零部件的每一个工艺阶段编制的。它规定着加工对象在制造过程中，一个工艺阶段内所要经过的各道工序，以及各道工序所有的设备、工艺装备、切削用量、工时定额和所用材料的材质规格等。工艺卡主要用于指导车间的生产活动。工序卡（或称操作卡），是按零部件的每道工序编制的。它是规定着每道工序的操作方法和要求，对工人的操作进行具体指导，以保证加工的产品达到预定要求。工序卡适用于大量生产的全部零件和成批生产的重要零件。在单件小批生产中，一些特别重要的工序也需要编制工序卡片。工艺规程的形式和内容与生产类型有关，但不是所有企业及各种生产类型都需详编以上形式的工艺文件。工艺规程的主要内容是：产品及其各部分的制造方法和顺序、设备的选择、切削规范的选择、工艺装备的确定、劳动量及工作物等级的确定、设备调整方法和产品装配与零件加工的技术条件等。在单件小批量生产条件下，工艺规程较粗略，一般只编制工艺过程卡，个别关键零部件编制工艺卡片。在成批生产条件下，一般零部件编制工艺卡片，关键零部件编制工序卡片。在大量生产条件下，大部分零部件都编制工序卡片。2、工艺规程典型化典型工艺就是为同类零件编制的工艺过程，这种方法主要用于大量大批生产的零部件。编制典型工艺的基本方法是：首先按零部件的几何形状、尺寸、精度和材料等因素将零件划分为外形相同并具有类似工艺路线的零件组，然后给每一个组编制一个典型工艺。典型工艺可分为标准件典型工艺和专用件典型工艺两种。编制标准的典型工艺比较简单，通常把零件系列尺寸大小分成工序相同的若干区段，然后为每一区段编制一个典型工艺规程。通用件和专用件的典型工艺一般用典型工序法编制，就是从各组零件选出能代表本组大部分零件的代表零件（或设计一个包括本组零件特点的假想零件），编制具有先进工艺水平的典型工序卡，并按规定的工艺卡编号制度统一编号。编制工艺规程时只要按零件的所属组型，选出所需要工序卡片，作必要的补充和修改即可。成组工艺与典型工艺不同，不受零件几何形状的约束，只要求工序内容相似，即所谓结构工艺相似。借助于采用可快速调整的成组工装可以在同一台（或一组）设备上加工的零件集合，编制统一的成组工序和成组工艺过程。所以成组工艺主要用于中、小批量生产。成组技术对工艺规程典型化作用的一个重要方面，就是把产品零部件分类编号和分组。分类的依据是零部件的相似性。相似性存在于各个方面，识别零部件的相似性，是一项工作量很大而且复杂的工作，具体见成组技术。五、工艺装备的设计和制造工艺装备简称工装，是加工产品所必须的劳动工具。如机械企业的刀具、模具和工装夹具等。工艺装备对保证产品质量、提高劳动生产率、改善劳动条件及贯彻工艺规程都有重要作用。工艺装备是制造产品所用的各种刀具、量具、模具、夹具和辅助工具的总称。使用工艺装备的程度，对保证产品质量、提高劳动生产率和改善劳动条件具有重要作用。工艺装备按其使用范围，可分为标准、通用和专用三种类型。标准工装和通用工装可应用于范围广泛的产品零部件的加工制造。它们一般由专业厂家制造；生产企业根据需要进行购买与配置。专用工装则都是根据具体产品的专门需要，由生产企业自行设计制造。工艺装备的设计制造的工作量很大。在成批和大量大批生产条件下，往往占工艺装备总工作量的50%--80%；而且花费的成本也很高，在机器制造业中，工艺装备的费用平均占产品成本的10%--15%。因此，在设计和制造专用工装时，应处理好保证质量、提高生产效率和降低产品成本三者之间的关系。为解决这个问题，通常是通过工艺装备系数来控制工艺装备的合理数量。所谓工艺装备系数，就是专用工装种数与专用零件种数的比值。它代表了工艺装备水平的高低。工艺装备系数过大，将使工艺装备准备工作量过大，准备周期延长，成本增高；如果太小，则不能满足生产的需要，无法保证加工质量和提高生产效率。因此需合理确定工艺装备。一般地，产品越精密、越复杂、产量越大，则工艺装备系数也越大；反之，可以小些。工艺装备系数=专用工艺装备种数/专用零件种数工艺部门人员要根据生产类型、产品复杂程度等因素来确定工艺装备系数的数值。以机械工业企业的机床制造业为例；其工装系数参考值如表6-1。表6-1工装系数参考值专用工装名称专用工装系数单件生产小批生产中批生产大量大批生产年产量（台）1~10年产量（台）11~150年产量（台）151~400年产量（台）401~1200年产量（台）1201~3600年产量（台）3600以上夹具刀具量具辅助工具模具0.080.04~0.080.08~0.200.02—0.20~0.300.15~0.250.20~0.350.05~0.100.40〜0.800.250.400.150.10 1.00〜1.400.30〜0.500.40〜0.800.20〜0.400.20 1.30〜2.000.50〜0.601.00〜1.200.50〜0.600.30〜0.401.60〜2.20M0.9M1.5M0.80M0.5总工装系数0.20〜0.38 0.60〜1.0 1.30〜1.702.10〜3.303.60〜4.90 M5.3第三节生产技术准备计划一、生产技术准备计划的种类生产技术准备计划主要包括：年度生产准备综合计划、科室生产技术准备工作计划与分产品生产技术准备计划。年度生产技术准备计划包括企业在计划年度内发展新产品、改进老产品的全部生产技术准备工作的综合性概略计划。它规定了工业企业在计划年度内发展新产品，改进老产品生产技术准备的阶段与工作量、有关部门的分工关系与大致的工作进度。这一计划的目的主要是全面安排新产品试制与老产品改进的技术准备工作，规定有关科室、车间的工作任务，平衡各技术准备部门的能力负荷，防止忙闲不均和彼此脱节。这一计划一般只列入按产品分的主要准备工作项目，执行单位及概略的工作进度，如表6-2所示。表6-2企业年度生产准备综合计划产品名称准备工作项目执行部门 进度（月份）1234 567 89 101112产品产品设计设计科样品试制工艺准备工艺科等样品试制试制车间小批试制工艺准备工艺科制造工艺装备工具车间小批试制加工装配车间小批鉴定鉴定委员会成批生产准备已产品…科室生产技术准备工作计划是在上述计划的基础上由各有关科室的准备计划员编制的。它规定着各科室担负的全部生产技术准备工作项目、执行人员以及工作进度等。通过这一计划可以把各项准备工作落实到人，使参与准备的人员心中有数，发挥积极性、主动性，更好地完成任务。分产品的生产技术准备计划是在企业生产技术准备综合计划基础上编制的。它的内容比综合计划较为细致具体，是按年分产品、分月、分旬编制的。它具体规定着每种产品的全部技术准备工作项目、工作量和执行单位和工作进度等。二、生产技术准备计划的编制、执行与检查（一）生产技术准备工作计划的编制企业的生产技术准备计划要根据以下资料：企业发展新品种的长期计划，年度生产计划，新产品试制计划和改进老产品的计划，有订购合同等等。这一计划的准备工作项目及进度都比较粗，是概略性的，在此基础上进一步编制分产品的生产技术准备计划。这两种计划都由生产技术准备工作计划室（组）编制，发给各有关科室作为编制科室生产技术准备工作计划的依据。如各科室根据工作量计算，发现能力负荷上有矛盾经采取措施仍难以解决时，也可对前两种计划提出修改意见，因此，生产技术准备计划采用“两下一上”的工作程序，由生产技术准备计划室（组）先拟定计划草案，发给各有关科室车间，讨论，提出修改意见，再由生产技术准备计划室（组）汇总，整理，提交厂部召开的生产技术准备计划会议落实。于计划年前一季度下达，严肃执行。在编制安排生产技术准备这一环节，除了某些必须在设计方案前准备的科研工作外，设计方案不落实的，就不能往下安排。生产技术准备计划的编制方法最常用的是线条图（甘特图）来编制。其步骤是：（1）将全部准备工作分解为各个阶段和各项活动，并计算出各阶段各项活动的周期；（2）在保证交货期的前提下，按反工艺顺序安排画出工作日历图表。在编制生产技术准备计划时应注意的问题有：（1） 要切实安排工艺装备额制造，要注意工装设计计划按复杂的等级保证必须的制造周期；（2） 按质量等级规划，结合轮番生产的产品，分期分批进行整顿，安排上下场的技术准备工作，分别按不同情况采取不同的措施。（二）生产技术准备计划的执行和检查生产技术准备计划编制完成后，即成为全厂生产计划的组成部分，必须组织有关科室和车间，通力合作，认真地贯彻实施。厂部和各级部门要随时检查计划执行情况，发现问题及时调整，才能保证按计划完成各项工作。检查的方式可采取日常报表、书面汇报及会议检查等形式。对于多专业多工种的任务项目，它们的实施最好采取项目组的形式。即将有关开发项目的各种专业人员组织在一个工作组内，由他们独立地进行工作，承担技术和经济责任。这样既易于保证开发的质量，有能加快开发进度。这是目前组织技术工作的最有效的组织形式之一。对生产技术准备计划执行情况的检查，应由生产技术准备计划室（组）及有关科室的准备计划员负责。检查可采取多种形式：一是建立书面汇报制度，通过书面汇报来检查生产技术准备计划的执行情况；二是深入现场检查生产技术准备计划的执行情况；三是通过生产技术准备工作会议来检查。三、生产技术准备计划工作劳动量与周期的确定在生产技术准备计划的编制工作中，要解决的问题之一，就是对各项准备工作量、劳动量与各阶段准备周期的确定。这些准备工作的数量和劳动定额不易确定，而且往往是要等前一阶段准备工作基本完成后，才能较准确地确定下一阶段准备工作量。（一）生产准备工作劳动量的确定确定生产准备工作劳动量的常用方法有系数换算法和按复杂程度计算法两种。1、系数换算法这种方法是先为同类产品定出一个基准产品，再将新产品按主要规格（重量、尺寸和功率等）与该基准产品相比较，根据该基准产品过去试制的劳动量资料，通过换算系数来计算新产品准备工作的劳动量定额。换算系数可以根据某项规格来规定，也可以根据若干项规格来规定。也就是要按各个规格定出比重，再计算出平均换算系数。按产品结构特点，换算系数可以根据劳动量和某一参数值的相关关系来确定。如：a=式中：a?????——换算系数；t0?????——基准产品的准备工作劳动量；t1——非基准产品中某一些产品的准备工作劳动量；x0?????——基准产品某项参数值；x1?????——老产品某项参数值；xn??????——新产品某项参数的数值。还可以根据劳动量和几个参数值的相关关系来制定。此时要计算每一个参数换算