淺談成組技術(shù)在水輪發(fā)電機(jī)制造中的應(yīng)用

摘 要:在水輪發(fā)電機(jī)制造領(lǐng)域中，由于電站水頭及各種條件的多樣化，使其機(jī)組多樣化，機(jī)組各類零部件在工藝制造生產(chǎn)中多品種，小批量是其主要特點(diǎn)。而單件小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)率低、成本高，制造周期長，管理復(fù)雜，若能改變這種多品種小批量的落后狀態(tài)為少品種中(大)批量的生產(chǎn)狀況，對于充分利用設(shè)備，提高生產(chǎn)率，縮短制造周期，降低生產(chǎn)成本及提升企業(yè)的競爭力有著巨大的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞:水輪發(fā)電機(jī) 成組技術(shù)

中圖分類號:TK7文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2011)10(c)-0122-01

1 背景

水輪發(fā)電機(jī)制造中由于其機(jī)組工件的特殊性即品種繁多，批量少(多于10件的零件少之又少)造成制造系統(tǒng)的管理復(fù)雜，設(shè)備利用率低，加工工序多，工件轉(zhuǎn)運(yùn)頻繁，生產(chǎn)準(zhǔn)備時間較長，實(shí)際的加工調(diào)整時間占整個制造的時間較多，使得整個生產(chǎn)系統(tǒng)的管理十分復(fù)雜，甚至?xí)斐缮a(chǎn)的管理混亂，大大降低企業(yè)效益。但是水輪機(jī)產(chǎn)品中的零件相似性是客觀存在的，且遵循一定的規(guī)律。統(tǒng)計(jì)資料表明水輪發(fā)電機(jī)相似件(各類主軸軸、法蘭盤、導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)輪體等)約占零件總數(shù)的60%~80%，這些相似鍵之間存在的結(jié)構(gòu)形狀和加工制造方面的相似性可以大量應(yīng)用成組技術(shù)。

2 成組技術(shù)在東芝水電的應(yīng)用及發(fā)展

東芝水電是一家生產(chǎn)大中型水輪發(fā)電機(jī)組的廠家，近年來產(chǎn)品遍布全國各地，產(chǎn)品種類包括燈泡貫流機(jī)、混流機(jī)、軸流機(jī)及抽水蓄能機(jī)組。下面淺談成組技術(shù)在水輪發(fā)電機(jī)制造流程中的應(yīng)用。

成組技術(shù):其基礎(chǔ)是相似性。相似性是指不同類型、不同層次的系統(tǒng)之間存在的一些共同的物理、幾何及功能等方面的具體屬性及特征，指的是屬性及特征相似但數(shù)值上有差別的現(xiàn)象。具體到水輪發(fā)電機(jī)生產(chǎn)中而言，就是將水輪發(fā)電機(jī)生產(chǎn)制造中的多種產(chǎn)品、部件或零件，按照一定的相似準(zhǔn)則，分類編組并以這些組為基礎(chǔ)，組織生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)多品種小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造和管理的合理化。從而克服傳統(tǒng)小批量生產(chǎn)方式的缺點(diǎn)，使小批量生產(chǎn)能獲得接近中大批量生產(chǎn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

對于水輪發(fā)電機(jī)各零件而言，筆者用十余年的水輪發(fā)電制造領(lǐng)域的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行淺要的歸類、整理。分析與讀者共勉。對于水輪發(fā)電機(jī)制造工藝而言，成組技術(shù)的應(yīng)用在提高生產(chǎn)效率縮短技術(shù)準(zhǔn)備及制造周期，節(jié)約成本方面，顯得比零件的設(shè)計(jì)有過之而無不及。對于機(jī)組結(jié)構(gòu)特征相似的零件進(jìn)行歸類或結(jié)構(gòu)不同但是工藝流程相思也可以進(jìn)行歸類由此出發(fā)工藝過程工作便可以得到簡化，生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備及安排同樣可以得到簡化，使生產(chǎn)計(jì)劃、工藝工裝夾具準(zhǔn)備、生產(chǎn)組織、設(shè)備利用等項(xiàng)工作水平得以提高。

2.1 生產(chǎn)流程成組分析法

水輪發(fā)電機(jī)應(yīng)用最簡單、方便且有效的成組技術(shù)應(yīng)用便是生產(chǎn)流程分析法。即按照機(jī)組中生產(chǎn)工件的工藝特征相似性分類，根據(jù)每種零件的特征，例如在貫流機(jī)組中的外導(dǎo)環(huán)、內(nèi)導(dǎo)環(huán)與混流機(jī)中的頂蓋、底環(huán)。雖然工件的結(jié)構(gòu)相差很大，但工藝路線可以統(tǒng)一為:鉗→銑(鏜)→車→鏜，每道工序設(shè)備的選擇也可以統(tǒng)一，所以在生產(chǎn)的適時安排合理的條件下，可以有效縮短、縮短刀具、工裝、夾具的重復(fù)裝夾及機(jī)床的重復(fù)調(diào)整，大大縮短輔助時間。

2.2 機(jī)組零件的成組生產(chǎn)的組織形式

(1)成組單機(jī):針對一些工序相同的或工裝夾具應(yīng)用相同的零件族集中在一臺機(jī)床上。例如公司的大型立車MSKJ80-160，在加工大型回轉(zhuǎn)類工件時需要在花盤上組裝重軌以擴(kuò)大機(jī)床的加工范圍，若工件較小則不需組裝。組裝一次重軌需要花費(fèi)2人一個臺班的時間，同時機(jī)床也就需要停機(jī)一個臺班。若生產(chǎn)安排不當(dāng)，工件大小交錯生產(chǎn)的會大大延長待機(jī)時間，且增加操作人員的勞動強(qiáng)度，若安排得當(dāng)如把定子機(jī)座、外導(dǎo)環(huán)、頂蓋、底環(huán)、座環(huán)、轉(zhuǎn)子支架、內(nèi)外殼體等需要重軌的工件有機(jī)連續(xù)的安排生產(chǎn)則可以大大提高機(jī)床的的利用效率，降低輔助時間，減輕員工的勞動強(qiáng)度，同時就節(jié)約成本。

(2)成組生產(chǎn)單元:針對一組或機(jī)組相似零件的全部工藝過程，用相應(yīng)的一組機(jī)床完成，既制造的工序集中。針對公司燈泡貫流機(jī)的活動導(dǎo)葉生產(chǎn)特點(diǎn)進(jìn)行分析，引進(jìn)了導(dǎo)葉加工機(jī)床BF130.下面介紹燈泡貫流機(jī)的工藝流程:鉗工劃線→鏜軸頭及內(nèi)側(cè)軸孔→粗車軸頭及內(nèi)外球面→粗銑導(dǎo)葉翼形→精車軸頭→精車軸頭及內(nèi)外球面→精銑翼型及嚙合面。針對活動導(dǎo)葉的加工流程長，倒運(yùn)次數(shù)多輔助時間長，引進(jìn)數(shù)控導(dǎo)葉加工專機(jī)(BF130)合并了除鉗工外的所有工序，工件只需倒運(yùn)一次即可完成加工。以黃豐電站的活動導(dǎo)葉為例，每只活動導(dǎo)葉加工縮短約5小時加工時間，4臺機(jī)組共64只活動導(dǎo)葉，縮短256小時，效益是可觀的，同時減少行車吊裝倒運(yùn)，簡化了生產(chǎn)管理。

現(xiàn)在機(jī)械制造領(lǐng)域，大批量的生產(chǎn)可以采用各類自動機(jī)床和自動生產(chǎn)線來提高生產(chǎn)率，單件小批量生產(chǎn)可采用各種數(shù)控機(jī)床來解決。但是單件小批量生產(chǎn)即時采用數(shù)控機(jī)床只是可以解決，但伴隨著調(diào)整及其它為輔助時間的增加也會降低生產(chǎn)效率及經(jīng)濟(jì)效益。成組技術(shù)就是將各類結(jié)構(gòu)或加工工藝類似的零件集中在一起，使重大批量生產(chǎn)中行之有效的高效率工藝方法及設(shè)備可以應(yīng)用到制造加工中去，以達(dá)到降低輔助時間提高生產(chǎn)效率的目的。

3 結(jié)論

成組技術(shù)不僅應(yīng)用于水輪機(jī)制造工藝方面。若能在水輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，工藝設(shè)計(jì)，機(jī)械制圖、勞動定額測定、生產(chǎn)管理各方面推廣應(yīng)用，則可以大大降低從機(jī)組產(chǎn)品設(shè)計(jì)到電站發(fā)電運(yùn)行各個環(huán)節(jié)的輔助時間，即可以大大降低生產(chǎn)成本及費(fèi)用。成組技術(shù)在水輪發(fā)電機(jī)制造中的應(yīng)用有著十分廣泛的潛力及基礎(chǔ)，它是一個系統(tǒng)工程，把水輪發(fā)電機(jī)中小批量生產(chǎn)的制造管理做為一個生產(chǎn)系統(tǒng)整體，統(tǒng)一協(xié)調(diào)生產(chǎn)活動的各個方面，全面實(shí)施成組技術(shù)，提高綜合經(jīng)濟(jì)效益，避免設(shè)計(jì)、制造、管理的重復(fù)性勞動，減少工藝工裝夾具準(zhǔn)備工作和降低由于設(shè)備或人員頻繁更換所需要的機(jī)床調(diào)整時間。隨著生產(chǎn)的進(jìn)一步優(yōu)化和成組技術(shù)在水輪發(fā)電機(jī)組制造中的不斷深入應(yīng)用，水輪發(fā)電機(jī)制造系統(tǒng)的生產(chǎn)組織管理、降低成本及提升公司的制造技術(shù)和行業(yè)水平將發(fā)揮重要作用。