基于提高機械制造質量的基本原理及途徑分析

曹明月，范東川，章凱云，郭一嬌

（重慶交通大學，重慶 400074）

0 引言

就目前國內機械制造質量來看，產品質量問題的出現主要是集中在生產過程，而我國在這一方面始終是一個相對弱勢的地位，也有很大一部分企業的測量系統、測量能力、加工系統工序能力等方面存在不足，為機械制造質量的提高帶來較大困難。如果在今后生產與發展的過程中不加以有效控制，將會直接影響到國內的機械制造企業發展，也會阻礙社會經濟的提升。因此，從實際角度出發，對提高機械制造質量的基本原理，以及機械制造質量的影響因素、具體提高途徑進行詳細分析十分必要。

1 提高機械制造質量的基本原理

機械產品本身是由多個構件組成的，各個構成零件的質量、裝配質量，都將成為機械產品自身質量的影響因素。因此，就目前國內機械制造業發展情況來看，如何生產出高質量的單個零件，已經成為其今后發展的一個重要目標，也是各個生產制造企業在實際發展的過程中所需要注意的。在新時期下，越來越多的機械制造企業開始重視提高機械制造質量，而根據現如今產業發展情況，提高機械制造質量的原理主要是有兩個方面。

第一，提高加工設備的精準度。加工設備的精密度也是影響零件生產質量的最直接因素。目前，大部分企業在實際生產的過程中，通常都是采用模糊控制、神經網絡控制、高可靠性傳感器檢測機構，以便于及時對機床的運行狀態、運行參數等進行檢測，對加工誤差進行修正、補償，通過這種方式來提高生產精度。然而，這種生產技術的應用，往往會消耗大量的投資，增加成本支出且操作復雜，一時間難以在生產制造企業中普及。

第二，對機械制造過程加以有效控制。這一質量控制原理，是基于我國現代加工設備、技術水平發展起來的，根據機械制造生產加工的特點，結合統計控制方法、工程控制方法等，充分掌握產品尺寸分布特性，并對機床所處于的實際加工狀態進行分析，然后對其進行控制、調整，而測量則是整個控制過程的關鍵，是維系產品生產質量的紐帶。由于在實際施工的過程中，這種方法不需要消耗較大的成本，比較適合當前我國現代機械制造業的發展狀態，因此在企業中得到了廣泛應用。

2 機械制造質量的主要影響因素

2.1 加工精度

產品機械加工本身就是多種成分的混合物，若是從實際角度出發來進行分析，影響產品質量的云因還包括零部件之間的加工精度差異，這也是影響產品質量的直接因素，會降低產品自身的性能。產生這一情況的主要原因在于，高精度零件會在一定程度上提高產品本身的質量，而若是要滿足這一點，必然要投入更多的成本，然而大部分企業在實際生產過程中所投入的整體資產并不會發生變化，最終導致產品生產效率有所下降。

2.2 人員素質

員工是所有機械設備的直接操作者，雖然現如今我國已經實現了機械自動化生產，但是部分技術仍然是設備無法代替的，仍然需要人來操作完成。若是在生產過程中，員工個人操作出現問題，就會直接導致產品生產質量問題。在改革開放以后，我國機械制造得到了較為快速的發展，然而由于我國在這一方面起步較晚，與其他先進國家之前存在較大的差距，尤其是在人員操作方面，精準度無法完全得到保障，在一定程度上影響到了產品質量。與此同時，現代化技術的引進，也為員工的技術操作帶來更大挑戰，為了適應時代發展，員工不得不學習如何使用先進設備，而事實上大部分企業并沒有根據設備、機械、技術更新狀況來為員工開展針對性、專門的培訓，導致員工的質量意識、綜合素質都無法達到企業標準與要求，影響制造生產。

2.3 加工誤差

機械制造的整個過程，包括了夾具、機床、工件等多個部分，而這些生產環節的任何部分出現加工誤差，都會影響到最終產品的自身質量。這些加工誤差產生的原因可能來自于多個方面，如材料問題、加工流程問題、機械設備問題、人為因素等。對于這一情況，機械制造企業在今后不僅是需要對整個生產、控制系統予以嚴格控制，同時也需要重視各部分生產，只有這樣才能盡可能減少每一個部分所產生的誤差。從根本上實現對機械制造質量的有效控制。

3 提高機械制造質量的有效途徑

基于上述分析，機械制造質量的主要影響因素主要是來自于外部因素、人員因素兩個方面，而隨著時代的發展，社會生產對于機械制造的質量要求不斷提升，為了獲得更大的市場競爭優勢，就必須要采取有效途徑，提高機械制造質量，以重新搶占市場。

3.1 統計質量控制

一般情況下，在機械制造中統計質量控制，主要是對數理統計學加以有效應用，然后針對實際問題，對被控制對象的質量特性數據進行采集、分析與研究，獲得基本的統計特性，這些數據將會被用于判斷機械生產過程中的穩定狀態，以確保整個制造生產過程中毫無缺陷，且生產精度能夠達到預期要求。目前，統計質量控制已經形成了一個規模相對龐大的學科，控制技術方式達到上百種，但是其遵循的原理卻是統一的，即在觀察中，一旦發生小概率事件便會被認定為是系統出現問題，然后就需要進行針對性調整，以確保各種零部件生產都不會出現任何的質量問題。在根據這一原理產生各種統計質量控制技術以后，會將某一零部件質量參數圖作為最具有奠定特征的圖紙，并根據圖中所標記的各種數據、參數、時間順序等各個樣本的計量數值，為后續的優化、控制工作提供參考。

3.2 對建模進行控制

建模質量控制主要是指，針對被控制對象的加工過程進行建模，根據模型的特點，來對整個加工過程中予以科學、合理的控制，提高產品生產質量。這也就需要有關技術人員，必須要保證模型本身具有極高的可靠性、有效性，才能夠為機械制造質量控制提供參考。目前，制造模型方面的有關研究正在不斷深化，而經驗累積也不斷豐富，從整體上來看，現階段的制造模型大致可以分為基礎模型和應用模型。為了保證建模的精準度，在操作過程中通常都是利用一些已經確定好的方程，來對制造過程穩定狀態加以針對性描述，若是應用一些隨機公式，則有可能出現參數與實際相互偏離的情況，增加了模型建立的不確定性因素。隨著時代發展，一些人工神經網絡模型、模糊模型等相繼出現，只是沒有達到普及狀態，相信在今后發展的過程中建模方式將會更加先進、精準，從而實現對整個機械制造過程的高精準度控制。

3.3 加強人員培訓

除了機械、系統本身生產過程中，可能會對機械制造質量產生影響以外，人員往往也會對整個制造過程造成影響。因此，在今后機械制造企業還需要加強對各部分員工的綜合培訓，而員工的質量意識、控制意識等也需要有所提升。要遵循“不接受有缺陷產品”的原則，使得有缺陷產品無法進入倉庫，保證入庫所有零部件質量、標準都能夠達到預期需求。一方面，機械制造企業必須對全體員工進行定向培養，尤其是在自身操作技能方面，隨著時代的發展，各部分生產都已經朝著機械化、自動化方向發展，然而受到技術層次因素的影響，在關鍵環節仍然需要由專門的工作人員來完成，因此制造企業就需要保證每一位操作人員都具有極高的專業水平，并且不會出現人為失誤而影響整體運行。為了實現對員工的有效約束，企業可以通過落實責任制度、完善績效考核機制等方式，來調動員工的工作積極性，也是為了更進一步提高工作質量。另一方面，在整個生產制造過程中，技術人員必須要對系統運行參數、機械設備運行狀況、材料、技術參數等進行全面監測，并做好有關記錄，一旦發現異常情況，可以在第一時間采取有效措施，將可能會造成的質量損失控制在最低。

3.4 增強預報補償控制

由于機械制造是一個較為復雜的過程中，且容易受到多方面因素的影響而出現產品質量問題，若是在產品質量特性值服從中心極限定理、微小概率原理等，且制造過程處于平穩狀態、系統處于統計控制狀態，在這樣的情況下就可以充分利用傳統的統計質量控制方法。若是在整個制造過程中，出現系統受到隨機性、系統新因素干擾程度較大時，則會出現產品質量特性值出現波動的情況，且質量形成過程，會變得相對不穩定，制造系統也基本上會處于一種脫離整體控制的狀態，一旦出現這種情況，則傳統的統計質量控制方式已經無法有效應用，必須要借助預報補償控制才能夠實現。預報補償控制是對現代科技的一種有效利用，在實際應用過程中，主要是根據現代信號來對機械制造運行中的各種參數進行實時監測，然后制造成一個預測模型，利用這一模型來實現對未來可能會出現的產品質量偏離量進行預測，并根據預測的結果，采取必要補償措施，來減少產品生產過程所出現的各種誤差值，提高機械制造質量。

4 結束語

綜上所述，提高機械制造質量的基本原理在于，要從機械加工設備、制造過程質量兩個方面加以有效控制。在今后發展的過程中，機械制造企業應該綜合考慮機械制造質量提高原理，然后根據日常生產情況，通過統計質量控制、對建模進行控制、加強人員培訓、增強預報補償控制等方式，來控制機械制造質量，使得企業整體生產質量能夠有所提升，以適應時代發展需求，并推動我國機械制造朝著國際化方向發展，獲得更大的市場競爭優勢。