【传统的机加工行业普遍存在的问题】

传统的机加行业行业大多是以工序大批量的方式生产，这种生产方式造成下列问题：

产品生产周期短则三到五天，长则1个月甚至更长。

(资料图)

工序间存在大量的在制品，导致库存量居高不下，占用大量的流动资金，使企业资金周转率降低，同时也是降低企业的抗风险能力。

由于是批量生产，一旦出现不良，很容易造成批量不良。

在制品保管过程中容易导致不良，比如产品锈蚀、运转过程中划伤、碰伤等不必要的损失。

没有标准作业及标准工时，企业对产能控制不佳，不能准确的确定交期。

没有系统的设备维护保养，造成OEE低下。

现场环境脏、乱、差，影响员工士气和客户对企业的认可度。

没有快速切换的概念，每次换型都需要很长的时间，导致机床综合效率及人员作业效率低下。

【实施方法】

机加工产品分类：

大批量，一条产线或机床一直生产一种零件，或者一种零件生产10天以上才会换型，

中等批量，一种零件生产1-10天换型一次。

小批量和单件，每天都要进行一次或多次换型。

根据零件大小可以分为小型零件、中型零件、大型零件，超大型零件。实施精益生产根据零件的大小类型、生产批量，针对性的设计精益生产的实施方式，不是所有批量、所有类型的零件都使用相关的工具与方法。

产品同样可以按加工艺类型划分产品族，相似工艺流程的产品，可以放到同一条生产线进行混线生产。

大批量生产：

重点推行单件流，实施产线自働化，精益布局，设计并实施U型生产线、单元生产线，生产线各工序平衡及改善，标准作业，TPM全员维护及TQM全面质量管理。

中等批量生产：

在实施与大批量相同的项目同时，也要考虑产线的柔性，开展快速换型。

小批量和单件生产：

重点实施项目：生产计划及物料管控，SMED快速换型，问题快速反馈及解决，首件试制及质量快速检测与反馈体系，产能平衡与管理等。

重点关注，工艺技术前期管理与准备流程，程序提前准备并检查确认无误，所有的新程序都需要做模拟仿真检查。刀具提前根据工艺及程序要求准备好，确保刀具的几何参数的准确，并确认刀具的损耗及可用状态。

案例分享 Case Sharing

案例一：某装备智能工厂机加工车间模式研究与应用

机加工生产的现状和背景

在市场形势反复变化、客户需求不断压缩和现代工业快速升级等因素的影响下，传统制造企业面临着激烈的市场竞争，需不断地提高自身竞争力来适应市场要求。工程机械的减速器等小型配套件产品的机加工，长期以来采用传统方式进行，存在生产效率低、质量问题多、过程浪费严重等状况，迫切需要进行整体能力的提升，高质量、高效率、低成本地产出，使企业能够快速的适应市场变化，整体提高企业的核心竞争力。

二、生产布局优化

1.固化工艺路径

在原有的生产模式下，机加工设备是按照加工种类进行集群式布置管理，因此在生产环节中会出现多次跨区域转运的情况，从而导致了产品生产周期较长、现场在制品过多、转运距离较长等问题。按照工艺流程，对主要零件的工艺路径进行统计分析，找出更高效率的作业方法和作业流程。

产品工艺路径统计

2.优化区域布局

针对主要产品路径，统计该产品各工序的加工时间，优化整合后确定所需设备的数量，平衡生产节拍。将每个工艺路径的加工设备进行优化调整，形成若干个相对独立的小单元区域，从而组合形成机加工生产区域的整体布局，使其能够高效率、高质量的产出。

生产区域布局

三、产品物流优化

1.单件快速流动

流动是精益生产中五大原则之一，目的是使价值不间断地流动起来，使价值更高化。针对齿轴精加工单元，通过确定生产节拍，平衡跟工序作业时间，同时对设备进行改造，在工序间增加自动链板线、无动力排辊线两种输送线，使得齿轴能够连续生产，实行单件流动，有效的缩短了零件的产出周期。

单件流动模式

2.小批量自动转运

在小单元物料流动的基础上，为实现工段内产品的小批量快速流转，制定相应的AGV自动转运系统方案来实现单元间的物料转运，通过无线网络与中控系统的对接，将各工位的中转命令通过中央控制系统传输给AGV小车执行，从而实现自动化物料快速流转。

四、质量管控提升

1.检验模式转变

结合快速流动的生产情况推行首检与终检组合的“工段制检验”模式，在一段连续工序的首道工序设置首检，做好事前质量控制，防止批量质量问题，在末道工序设置终检，集中力量把好最终输出的关口。这样，产品质量便能够得到切实保障，可减少单工序报验的等待浪费，有效的实现产品“快速流动”。

2.产品信息跟踪

为实现工件的信息化跟踪，优化产品质量管理，在两个工序间设置激光打码机，在每个轴的端面刻录一个二维码，包含该零件唯一的基本信息，为产品的后续数字化跟踪提供有效基础。

激光刻录二维码信息

3.工件防护升级

工件在加工和转运过程中容易产生磕碰等质量问题，经过现场调查分析，针对不同的环节和工件，相应的进行工装防护的升级。在打码工序中制作专用夹具，将齿轴物料框设计成定容量的形式，在齿轮物料框中增加配套隔离板，对行星轮制作专用可调整料框，系统提升现有工装的整体防护性能，有效提高产品转运过程中的质量保障水平。

工件防护

五、管理模式变革

1.组织架构调整

现行的组织机构是围绕各个单工序建立的，通过分析发现，目前的管理组织架构会阻碍工序间快速流动的有效实施。经研究后，将现场管理组织调整为以产品为核心、各连贯工序为基础的工段制架构，并实行工段现场办公管理，打破管理壁垒，高效处理现场各类生产情况。

2.班组人文建设

加强精益班组建设，在班组建设中关注质量、安全、效率等环节，做到“大事有人管，小事有落实”。推行“月度之星”评选制度，每月评选工段内的明星员工，充分调动员工的主动性和积极性。

在机加工行业中，工件的上下料工序占据了很大一部分的工作量，此工序属于典型的繁重、重复性高的工作，且对精度有一定的要求，对于工人的整体素质要求较高。随着企业的用工成本越来越高，招工越来越难，机械加工行业对自动化的需求也越来越迫切。近期，集萃智造为一家汽车零部件企业定制了一套机床上下料的自动化生产线。

机器人搭配滑轨在机床前按工艺卡要求顺序重复上下料的工作，直到每个产品全部依次完成形成循环。因为产品是柔性化生产，通过夹持指头的设计，可以使手抓在更换指头的情况下完成多种产品的适应抓取。指头表面覆盖软性材质，避免划伤工件表面，机器人手腕部分带有浮动装置，保证工件被机床夹持时受到的反作用力能够被缓冲。上/下料输送单元设计快速换模的方式，工件放在链板线上的定位模块上，十分适合形状类似的产品工件进行摆放。模具带有机械防错的功能，不用担心人工拿错类似的工件。

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此案例中，有效解决了传统上下料方式的不足，减少人工介入，提高设备利用率，保障了产品生产的一致性。

机加工厂精益产线建设六阶段法：

阶段一：无序（乱流）

阶段二：条件（建线）

阶段三：有序（整流）

阶段四：稳定（4M）

阶段五：高效（着-着）

阶段六：柔性（SMED）

典型的机加工企业20个问题

1.功能型布局：导致紊流与在制品库存高及搬运浪费

搬运浪费：在制品产品周转，导致生产力损失。过程中作业员离线搬运产品，导致产能损失。

生产不同步：产生在制品、影响制造周期，批量性产品搬运，导致工序等待，影响生产同步性，在制品形成堆积。

2. 生产计划：不均衡、批量排产、缺乏细度，导致在制品过多、不齐套，从而影响制造周期。

1.较粗的周计划，未细化到日计划、机台计划层面的均衡化排程

2.未分考虑负荷率，排产导致的效率损失

3.批量生产导致工序能力占用，造成产品加工排队等待

1.后续产品无法进入加工通道，引起前工序大量在制品堆积，后工序等待。导致制造周期长

2.多人集中完成一道工序（如集中焊接、集中打磨），虽然局部效率高，但整体导致很多产品排队等候，无法实现部件同期化

3. 计划体系未基于平准化排程，工单内产品加工批量下达，造成大批量流通各工序

4.生产不同步导致在制品、制造周期长：

1.未按照产品流动模式安排生产线，传统集中生产模式思维。

2.需要等待很长时间部件才能齐套

3.不齐套的都在现场形成在制品，无形中使得制造周期长

5.工位设计不合理：

1.工具、物料、部件、产品摆放混乱，产生搬运浪费与动作浪费

2.作业过程中找寻工具、部件，导致干扰性线外作业，影响效率.现场混乱，5S差，形象不佳。

4.现场很难明确在制品数量

5.物料、部品、工具难以管控，容易丢失

6.摆地摊作业：

1.不合理的作业模式、现场管理弱、布局不合理，位置不合理，导致员工随意选择区域进行加工

2.工位设计不合理，员工作业困难，选择自己的方式

7.动作浪费

1.作业过程中需要走动取件、弯腰拿取产品与放置产品。

2.动作浪费导致作业效率降低

3.动作幅度大，导致疲劳

8.生产模式未形成流动

1.作业未细分、未建立流动生产模式：采用固定包干完成的方式

2.对熟练工要求程度高，当缺乏适当作业指导文件时，工段作业周期时间长

3.导致制造周期长，交付能力不足

4.导致在制品堆积多，多数产品不能及时流动到下工序，且导致上下工序加工能力不均衡

5.由于作业内容多，过程中员工走开加工部件，导致产品长时间等待加工，拉长制造周期

9.最终组装物料不能及时成套

1.生产计划安排、采购安排：未基于产品实际组装的时间节点安排前工序制造和物料、部件采购，导致现场产品等待，造成制造周期长，交付能力低。

2.现场多数产品缺件无法完成最终组装，多数产品停滞等待

3.存在于现场的物料，要么不是需要立即使用的。要么就是存在质量缺陷，无法使用

问题核心：

1.成套性差，导致在制品堆积

2.局部效率高，整体效率低，制造周期长。

10.人机配比

人机配比不合理，导致人员等待，生产力损失。

原因：

1.     产品自动加工时间长，自动加工时人主要是等待机器

2.     布局也不支持1人多机模式

3.     作业组合不合理

4.     生产线不平衡

11.产品切换时间

1.多种少量生产模式下，全部设备的产品切换时间（换模时间）长 

2.导致的浪费：找工具、找行车吊产品、长时间地确定调整位置、长时间的锁紧工装、导致产能损失

12. 未建立标准作业

对于每个具体作业步骤未建立标准作业，未明确作业内容、作业顺序、周期时间

导致的浪费：大量线外作业（找行车吊装产品），导致效率损失。作业顺序随意、加工参数固化程度低、作业时间标准值未知，导致流程不稳定、质量不稳定、无周期时间，无法进行有效过程进度控制、无法准确掌握整体生产效率损失状况。

12.过程质量控制

1.对于加工过程，未明确每个步骤应该达到的的质量标准，未识别关键质量控制点，进行有效质量控制

2.员工加工完成自检缺失或者执行不到位，质量靠QA保障

3.工艺标准过粗：只对基本材料、工艺参数要求，未细化

4.作业标准无：无法明确作业周期时间、作业顺序等要素

5.过程质量控制标准无：无法确定每个步骤质量所需要达到的要求

6. 加工条件缺乏管理

7. 产品标识不充分，导致错、漏、混问题

对产品状态清晰表识：合格品、隔离品、报废品、不良品等可以有效防止混料

1.产品加工过程中都有周转卡非常重要，便于明确不会加工错误，便于目视化管理

2.区域也需要明确划分待加工、已加工，防止漏加工

13.生产计划控制

无法一目了然地获悉具体生产进度，到哪道工序了，完成率是多少，无法支持快速问题解决。无法明确生产损失和改进对象

根本原因：计划通过工单下达生产，生产内部安排生产，无小时生产进度管理、无损失统计与分析

14.作业区域设计：铁屑、切削液

脚踏设计：作业时需要上、下，（由于缺乏油水分离器及切削液滴落）地面湿滑，导致安全隐患

地面铁屑：擦伤地面，需要更多清扫时间

机台布局：机台距离较远（设备非后端排屑、机台一字布局），导致工序间走动且在制品摆放位置不合理导致需要上、下工件，不符合动作经济原则，走动浪费多，作业容易疲劳

15.作业顺序：不合理，工序能力损失

机台等待的状态下清洁产品，导致设备等待，工装清洁难度较大，因为铁屑较长。

参考：正确的设计方式，可以提升一定比例产能

1.自动断屑

2.自动吹气清洁工装或者切削液冲洗方式

3.机台外清洁产品

16.刀具管理混乱

对刀具进行有效保护和管理可以实现以下效果：

1.消除刀具损坏、寻找问题

2.也可以有效控制刀具消耗成本

3.可以减少加工品质风险

参考：正确的设计方式为刀具管理+刀具配送

17.工装与产品装夹

通过自动装夹可以有效缩短装夹时间，提高工装利用率可以有效减少装夹时间损失。

18.刀具损伤/断刀/撞刀、工装损坏

刀具损坏、工装损坏可能导致：不良产品、不良流出、设备损坏

19.设备日常维护保养

1.日常维护保养有记录，但是设备存在脏、污、漏油、沾铁屑现象

2.管道线路连接混乱，不方便点检问题发现及快速维修

3.缺乏几项基本能力‘发现异常能力’、‘改善能力’、‘建立维持基准的能力’，因为在现场看不到。（如清扫工具的开发，如维护保养效率提升课题，设备润滑目视化等）

20.现场管理与目视化缺乏

1.缺乏系统性QCDSM现场管理机制，且过程与结果都不能目视化

2.没有明确管理者标准作业及管理道具

3.很难识别出职级与职能区别，缺乏基本工厂信息

4.没有建立有效机制令所有人都关注指标和问题解决