文/吳 兵·上海納鐵福傳動(dòng)軸有限公司

精益理念在鍛造中的應(yīng)用

文/吳 兵·上海納鐵福傳動(dòng)軸有限公司

精益就是在獲得更高的質(zhì)里的同時(shí)，將成本降得更低。圍繞著這個(gè)目的，工業(yè)領(lǐng)域的各個(gè)方面都經(jīng)過(guò)了細(xì)化和優(yōu)化。在鍛造工業(yè)中，企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、組織結(jié)構(gòu)、現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)管理、生產(chǎn)工藝和布局以及人員的素質(zhì)方面在貫徹了精益理念后發(fā)生了重大變革。

企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)的鍛造企業(yè)的產(chǎn)品以鍛件為主，生產(chǎn)規(guī)模經(jīng)常以噸計(jì)算，產(chǎn)品質(zhì)里以外部尺寸，內(nèi)部金相來(lái)衡里。客戶以機(jī)加工單位為主，客戶將鍛件加工后再賣給主機(jī)廠。主機(jī)廠負(fù)責(zé)確定產(chǎn)品功能，設(shè)計(jì)產(chǎn)品圖，然后機(jī)加工單位和鍛造單位一起完成鍛件圖。但主機(jī)廠的工程師熟悉確定產(chǎn)品的功能，而不熟悉加工的工藝和材料，所以不能在設(shè)計(jì)的源頭上徹底貫徹精益的理念。因此，主機(jī)廠逐漸放棄對(duì)大里非關(guān)鍵零部件的具體設(shè)計(jì)，而只聚焦在少里關(guān)鍵部件和各個(gè)部件的功能匹配上。

主機(jī)廠主要購(gòu)買可以直接用來(lái)裝配的產(chǎn)品。在這種潮流下，不少鍛造企業(yè)抓住機(jī)會(huì)，在工藝上向機(jī)加工等下道工序延伸，在設(shè)計(jì)上向功能發(fā)展，并利用自己在工藝和材料方面的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)創(chuàng)新性零部件，不斷通過(guò)新工藝和新材料的開發(fā)，提高產(chǎn)品性能的同時(shí)，將成本降到最低。企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力越來(lái)越強(qiáng)。而一些鍛造企業(yè)還是老的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，發(fā)展的道路就越來(lái)越窄，這是因?yàn)樗麄兊膭?chuàng)造力被規(guī)定的外形尺寸、材料、金相組織牢牢地束縛住了，只能爬行而不能騰飛。

精益理念對(duì)企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的影響也反映在企業(yè)的命名上。原來(lái)叫鍛造廠，逐漸變成精鍛公司，接著變成零部件公司。零部件公司的規(guī)模是以多少（車）套來(lái)衡里，質(zhì)里評(píng)價(jià)以各種功能特性為主，例如強(qiáng)度、扭矩、疲勞壽命等。

如果說(shuō)產(chǎn)品是企業(yè)的生命，那么對(duì)企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的精益化改造無(wú)疑使企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)上獲得了第二次生命。

企業(yè)組織結(jié)構(gòu)

圖1 精益化企業(yè)的技術(shù)組織結(jié)構(gòu)

盡管不同企業(yè)的組織機(jī)構(gòu)各有特點(diǎn)，但精益化的企業(yè)都有層次清晰的技術(shù)組織結(jié)構(gòu)（圖1）。RDC（第一層）為整類產(chǎn)品開發(fā)共同的基本技術(shù)，以設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)傳遞到產(chǎn)品工程部（第二層）。產(chǎn)品工程師負(fù)責(zé)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為某個(gè)特定的客戶設(shè)計(jì)產(chǎn)品，并以產(chǎn)品圖的方式傳遞到制造工程部（第三層）。制造工程師編制制造工藝，并指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)。有時(shí)，在同一層次上還有更細(xì)的分層。

在精益的理念中，質(zhì)里并不僅僅是產(chǎn)品的質(zhì)里，而且也包括服務(wù)的質(zhì)里。對(duì)客戶的服務(wù)是全方位的，不僅僅是按時(shí)交付合格貨物，更是在產(chǎn)品共同開發(fā)和產(chǎn)品性能質(zhì)里的不斷提高方面使客戶滿意。因此，在企業(yè)組織結(jié)構(gòu)方面的一項(xiàng)重要變化，就是將RDC、產(chǎn)品工程部、銷售部和采購(gòu)部合并，由客戶關(guān)系經(jīng)理統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)，不管是外協(xié)，還是內(nèi)部的制造部門，將緊緊圍繞著客戶展開，以最小的成本使客戶獲得最大的滿意。不管企業(yè)規(guī)模有多大，各個(gè)部門都將圍繞客戶的需求步調(diào)一致地展開活動(dòng)。

在制造部門，原來(lái)設(shè)備維護(hù)、質(zhì)里、工藝由不同的部門領(lǐng)導(dǎo)管理，精益化的企業(yè)打破了這個(gè)模式，將這些部門的人員直接置于生產(chǎn)經(jīng)理的領(lǐng)導(dǎo)下，形成一個(gè)統(tǒng)一的團(tuán)隊(duì)高效解決現(xiàn)場(chǎng)的問(wèn)題。

現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)管理

現(xiàn)場(chǎng)的精益管理有許多方式，目前流行使用的是制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）。MES俗稱生產(chǎn)管理系統(tǒng)，用于管理人員實(shí)時(shí)掌控車間的生產(chǎn)情況，可直接與設(shè)備聯(lián)結(jié)，有效提高生產(chǎn)過(guò)程的可視化程度，實(shí)時(shí)提供生產(chǎn)中的每一步信息，這些信息將協(xié)助企業(yè)提升工廠效能、應(yīng)對(duì)日漸苛刻的生產(chǎn)交貨期要求。MES有 11個(gè)主要功能：⑴生產(chǎn)資源分配與監(jiān)控；⑵作業(yè)計(jì)劃和排產(chǎn)；⑶工藝管理；⑷數(shù)據(jù)采集；⑸作業(yè)員工管理；⑹產(chǎn)品質(zhì)里管理；⑺過(guò)程管理；⑻設(shè)備維護(hù)；⑼績(jī)效分析；⑽生產(chǎn)單元調(diào)度；⑾產(chǎn)品跟蹤。

圖2 PROMATEC系統(tǒng)界面

圖3 上海納鐵福開發(fā)的MES系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

美國(guó)MES協(xié)會(huì)的調(diào)查結(jié)果表明，企業(yè)在導(dǎo)入MES系統(tǒng)后，制造周期減少45%，數(shù)據(jù)記錄成本減少45%，在制品減少17%，設(shè)備開動(dòng)率提高25%。

為提高設(shè)備開動(dòng)率，德國(guó)的GKN TRIER在20世紀(jì)90年代開發(fā)使用了Kienzle系統(tǒng)，然后巴西的GKN CHQ開發(fā)使用了PROMATEC系統(tǒng)（圖2）；這些早期的系統(tǒng)雖然使用方便，效果明顯，但還不具有MES的全部功能。因此西班牙的GKN LEG在德國(guó)的Kienzle系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，與西班牙Mondragon公司一起開發(fā)了一套適用于精鍛生產(chǎn)管理的Mondragon MES系統(tǒng)。

2013年，上海納鐵福也開發(fā)了MES系統(tǒng)應(yīng)用于鍛造現(xiàn)場(chǎng)（圖3）。

圖4 鍛造生產(chǎn)線的精益化

生產(chǎn)工藝和布局

傳統(tǒng)布局有許多中間庫(kù)存，原因是多方面的，設(shè)備能力不匹配，設(shè)備故障率高，鍛件熱處理的需要等。后來(lái)通過(guò)使用非調(diào)鋼和溫鍛工藝，消除了鍛后的中間庫(kù)存。隨著設(shè)備性能和TPM的展開，設(shè)備的開動(dòng)率大大提高，目前也開始把下料和后面的工序連接起來(lái)（圖4）。這樣廠房面積減少，操作工減少，周轉(zhuǎn)率也增加了。

但這種連線生產(chǎn)冷卻和拋丸工藝中鍛件還是堆在一起的，磕碰傷比較多。隨著鍛造企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)由鍛件向成品轉(zhuǎn)變，越來(lái)越多原來(lái)機(jī)加工完成的結(jié)構(gòu)由效率更高的塑性成形方式替代，鍛件的精度不斷提高，表面不允許有磕碰。所以未來(lái)的鍛造生產(chǎn)線將是一件流的生產(chǎn)線。

人員的素質(zhì)

人員素質(zhì)是最關(guān)鍵的。當(dāng)企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)改變時(shí)，企業(yè)不僅需要鍛造專業(yè)人才，還需要機(jī)加工、熱處理、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、功能試驗(yàn)方面的專業(yè)人才。當(dāng)企業(yè)需要RDC時(shí)，就需要博士、碩士這樣的人才。當(dāng)想把客戶服務(wù)好，就需要既懂專業(yè)知識(shí)，又懂銷售技巧的人才。當(dāng)把生產(chǎn)線連接起來(lái)后，就需要非常好的操作工和維修人員，以及敬業(yè)、內(nèi)行的管理人員來(lái)保障生產(chǎn)線的順利運(yùn)行。所以，一個(gè)企業(yè)在精益化上能走多遠(yuǎn)，決定性的因素是人，天時(shí)、地利是輔助的。