王汝宏 郭立宇 孟慶國(guó) 景曉寶

摘要：本課題以某廠(chǎng)機(jī)械加工車(chē)間數(shù)控刀具管理業(yè)務(wù)現(xiàn)狀為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)研發(fā)數(shù)字化刀具管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具借用、刀具報(bào)廢、刀具丟失等業(yè)務(wù)進(jìn)行精細(xì)化和全生命周期管理，建立涵蓋刀具流轉(zhuǎn)審批、刀具基礎(chǔ)信息的刀具實(shí)物管理體系，通過(guò)規(guī)范化管理提升車(chē)間數(shù)控刀具管理效能，降低生產(chǎn)成本。

隨著機(jī)械加工車(chē)間數(shù)控設(shè)備數(shù)量的不斷增多，數(shù)控加工在整個(gè)機(jī)械制造過(guò)程中扮演著越來(lái)越重要的角色[1]。數(shù)控刀具作為參與制造活動(dòng)的重要輔助工具，對(duì)數(shù)控設(shè)備的生產(chǎn)率、產(chǎn)品制造成本控制以及產(chǎn)品制造精度起著至關(guān)重要的作用。企業(yè)對(duì)刀具能否進(jìn)行科學(xué)管控，是提高機(jī)床的使用效率和生產(chǎn)效率的前提，是降低產(chǎn)品加工成本的關(guān)鍵[2]。人工記錄刀具借用、消耗，流轉(zhuǎn)情況的傳統(tǒng)刀具管理模式，存在諸多弊端，在現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展中已經(jīng)面臨淘汰，隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，刀具信息的管理與信息技術(shù)的結(jié)合將成為未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，為規(guī)范刀具管理，追蹤刀具狀態(tài)，解決成本，減少庫(kù)存有著重要的意義。

1.現(xiàn)狀分析

在生產(chǎn)過(guò)程中尤其是現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)中，數(shù)控刀具的有效管理直接影響到數(shù)控加工的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量[3]，車(chē)間目前刀具管理機(jī)制相對(duì)滯后，工具庫(kù)采用紙質(zhì)臺(tái)賬記錄刀具入庫(kù)、刀具借用、歸還、報(bào)廢信息，易造成刀具丟失，無(wú)法準(zhǔn)確掌握車(chē)間內(nèi)部刀具具體信息和庫(kù)存情況，經(jīng)常發(fā)生所選刀具不適用或者找不到所需刀具情況，出現(xiàn)生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、生產(chǎn)成本增加的情況，這就為車(chē)間在數(shù)控刀具管理上帶來(lái)了新的急需解決的問(wèn)題：

1.種類(lèi)繁多、形式各異的數(shù)控刀具如何根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工藝選擇的需要，對(duì)現(xiàn)有刀具進(jìn)行快速查詢(xún)檢索、及時(shí)計(jì)劃采購(gòu)，實(shí)現(xiàn)刀具需求鏈的無(wú)縫銜接，快速響應(yīng)，最大程度縮短刀具準(zhǔn)備時(shí)間;

2.如何對(duì)刀具的借用、庫(kù)存、報(bào)廢、丟失等信息進(jìn)行有效管理和統(tǒng)計(jì)，及時(shí)了解刀具的庫(kù)存及使用信息，在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)所需刀具做出快速響應(yīng)的同時(shí)，最大程度減小庫(kù)存，降低成本。

2.業(yè)務(wù)需求分析

通過(guò)查閱資料和市場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，數(shù)控刀具管理的概念自上世紀(jì)八十年代被提出來(lái)到現(xiàn)在，刀具管理系統(tǒng)的研究得到了長(zhǎng)足的發(fā)展[4]。目前，在機(jī)械加工行業(yè)，刀具管理系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用，這些刀具管理軟件或管理系統(tǒng)在刀具的庫(kù)存管理、刀具監(jiān)視與跟蹤管理、刀具的壽命規(guī)劃與采購(gòu)信息管理等方面的強(qiáng)大功能，大大提高了生產(chǎn)的可靠性，在各個(gè)管理階段優(yōu)化刀具管理有關(guān)因素，進(jìn)而縮短準(zhǔn)備、加工時(shí)間，減少刀具存儲(chǔ)量，降低成本。因此，為了有效解決當(dāng)前車(chē)間在數(shù)控刀具管理方面的問(wèn)題，項(xiàng)目組將課題確定為開(kāi)發(fā)一款刀具管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)刀具規(guī)范化管理。并根據(jù)車(chē)間實(shí)際情況，進(jìn)行了需求分析，刀具系統(tǒng)應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：

1.系統(tǒng)應(yīng)具備庫(kù)存管理能力，管理各種刀具的臺(tái)賬和出入庫(kù)流程等;

2.具備多種信息查詢(xún)功能，操作者根據(jù)需要準(zhǔn)確查詢(xún)刀具庫(kù)存、流轉(zhuǎn)情況;

3.具備刀具全生命周期跟蹤管理能力，監(jiān)控刀具的丟失、報(bào)廢全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)問(wèn)題歸零。

4.刀具管理系統(tǒng)既是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，同時(shí)又要與生產(chǎn)環(huán)境下的其它系統(tǒng)建立關(guān)系，主要是實(shí)現(xiàn)各個(gè)系統(tǒng)之間的信息傳遞[5]。

3.系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1基礎(chǔ)信息管理

該模塊主要涵蓋刀具基礎(chǔ)信息、架位管理、報(bào)廢清單管理、借出刀具管理等幾個(gè)方面。

3.1.1刀具基礎(chǔ)信息

建立刀具信息總臺(tái)賬，內(nèi)容包括刀具名稱(chēng)、規(guī)格型號(hào)、警報(bào)值、入庫(kù)情況、出庫(kù)情況等信息，實(shí)現(xiàn)刀具信息數(shù)字化管控。

3.1.2架位管理

根據(jù)架位信息了解刀具庫(kù)存信息。

3.1.3報(bào)廢清單管理

建立報(bào)廢清單管理機(jī)制，統(tǒng)計(jì)刀具報(bào)廢信息，針對(duì)不同型號(hào)、不同借用人等因素進(jìn)行智能刪選，為分析刀具報(bào)廢原因和各類(lèi)刀具使用、報(bào)廢規(guī)律，建立合理的刀具庫(kù)存量提供科學(xué)依據(jù)。

3.1.4借出刀具情況

統(tǒng)計(jì)當(dāng)前刀具借出情況，一方面便于跟蹤各類(lèi)刀具流轉(zhuǎn)情況，減少刀具丟失，同時(shí)顯示申請(qǐng)人、審批人員等流轉(zhuǎn)信息，便于刀具追溯;另一方面便于直觀了解當(dāng)前剩余刀具情況，及時(shí)更新庫(kù)存數(shù)量，通過(guò)警報(bào)值判斷是否需要及時(shí)補(bǔ)充庫(kù)存，保證正常生產(chǎn)需求。

3.2刀具管理

3.2.1刀具入庫(kù)

刀具入庫(kù)登記分為兩種情況：

（1）補(bǔ)充庫(kù)存刀具。對(duì)系統(tǒng)內(nèi)已有的刀具補(bǔ)充庫(kù)存，輸入刀具規(guī)格型號(hào)后，存放位置、警報(bào)值、刀具名稱(chēng)等基本信息將自動(dòng)填充，完成快速入庫(kù)的同時(shí)避免同一種刀具被存放到不同位置，造成架位資源的浪費(fèi)，規(guī)避刀具混亂存放的問(wèn)題。

（2）首次入庫(kù)的刀具。對(duì)于首次錄入系統(tǒng)的刀具，需要入庫(kù)人員手動(dòng)輸入刀具信息。

3.2.2刀具申請(qǐng)

為避免操作人員申請(qǐng)刀具過(guò)多，造成資源浪費(fèi)，系統(tǒng)按申請(qǐng)的刀具總價(jià)實(shí)行階梯審批機(jī)制：

申請(qǐng)刀具總價(jià)≤200元，由庫(kù)房保管員審批后出庫(kù);

200元<申請(qǐng)刀具總價(jià)<1000元，經(jīng)由庫(kù)房保管員審核，刀具管理員審批后出庫(kù);

申請(qǐng)刀具總價(jià)≥1000元，經(jīng)由庫(kù)房保管員、刀具管理員審核，由車(chē)間領(lǐng)導(dǎo)審批后出庫(kù)。

3.2.3刀具交舊

建立刀具交舊流程，實(shí)現(xiàn)刀具流轉(zhuǎn)的數(shù)字化控制，便于刀具管理。

3.3刀具丟失管理

3.3.1丟失申請(qǐng)

在車(chē)間當(dāng)前刀具管理機(jī)制的基礎(chǔ)上，建立刀具丟失申請(qǐng)流程，約束刀具非正常損壞、丟失情況，以此達(dá)到刀具自入庫(kù)、出庫(kù)、丟失全過(guò)程監(jiān)控的目的。

3.2.2丟失審核

操作人發(fā)起丟失申請(qǐng)，填寫(xiě)刀具相關(guān)信息，并如實(shí)匯報(bào)刀具丟失原因，經(jīng)庫(kù)房保管員審核后，由刀具管理員審批，確保刀具丟失問(wèn)題閉環(huán)。

4、研究結(jié)論

該項(xiàng)目在分析了刀具管理系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，結(jié)合某廠(chǎng)機(jī)械加工車(chē)間刀具管理現(xiàn)狀和需求，研究開(kāi)發(fā)了一款數(shù)控刀具管理系統(tǒng)，本文主要介紹了該系統(tǒng)各模塊的用途和組成，所完成的主要工作和研究成果包括：

（一）結(jié)合數(shù)控刀具特點(diǎn)，制定刀具信息總臺(tái)帳，實(shí)現(xiàn)刀具庫(kù)存信息查詢(xún)、刀具全生命周期監(jiān)控等功能;

（二）建立刀具申請(qǐng)階梯審批機(jī)制，根據(jù)申請(qǐng)刀具總價(jià)實(shí)行分級(jí)審批的方式減少刀具過(guò)多借用造成的資源浪費(fèi);

（三）建立刀具丟失申請(qǐng)流程，刀具丟失后由操作人員如實(shí)填寫(xiě)刀具丟失原因，由刀具管理員調(diào)查核實(shí)后，將問(wèn)題閉環(huán)，規(guī)范刀具管理，減少非正常損耗;

（四）建立報(bào)廢刀具信息庫(kù)。刀具報(bào)廢審批流程完成后，由刀具管理員匯總并建立刀具報(bào)廢數(shù)據(jù)庫(kù)，用于分析刀具損耗規(guī)律，追溯非正常損耗原因;

通過(guò)系統(tǒng)功能的運(yùn)行驗(yàn)證了系統(tǒng)的功能性以及開(kāi)發(fā)維護(hù)成本低、使用靈活簡(jiǎn)單、功能操作直觀、通用性較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，為規(guī)范車(chē)間數(shù)控刀具管理，降低生產(chǎn)成本提供支持。

參考文獻(xiàn)

[1]龔德平.數(shù)控刀具選擇與刀具系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2013（7）

[2]錢(qián)德成.基于MES的刀具選擇優(yōu)化及管理系統(tǒng)研究與優(yōu)化[D].山東大學(xué)，2016

[3]吳強(qiáng).CAC—CIMS刀具管理系統(tǒng)的研究與應(yīng)用.西北工業(yè)大學(xué)碩士論文，2003：11.

[4]陳小林.刀具信息管理建模技術(shù)研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造.2009.（9）

[5]楊岳.FMS刀具管理理論與方法的研究：[學(xué)位論文]重慶，1991：8.