單件小批產(chǎn)品工藝標準化及其應用的探討

何宇清 盧登第

【摘要】本文就工藝標準化及其在勞動定額方面的應用進行了探討，分析了工藝標準化對工藝工作過程的作用，探討了工藝標準化的實現(xiàn)過程，以及在勞動定額標準方面的運用。

【關鍵詞】標準化；勞動定額；模塊化

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.04.057

Discussion on Process Standardization and Application of Single and Small Batch Products

HE Yuqing， LU Dengdi

（ShaanxiAerospace Power High Technology Co.， Ltd.， Xian 710100， China）

Abstract： This article discusses process standardization and its application in labor quota standards， analyzes the role of process standardization in process work， discusses the realization process of process standardization， and discusses its application in labor quota standards.

Key words： standardization； labor quota； modularization

產(chǎn)品工藝設計是連接產(chǎn)品設計和產(chǎn)品制造的橋梁，是制造系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。公司主要生產(chǎn)消防泵、加油泵、輸油化工泵等產(chǎn)品，屬于定制化的單件小批量生產(chǎn)。當前，買方市場情況下，大規(guī)模批量生產(chǎn)模式需求逐漸減少，工藝技術人員應設計出最優(yōu)的工藝路線，制造出合格的產(chǎn)品，以適應交貨周期緊、產(chǎn)品多樣化的市場需求。

工藝工作包括產(chǎn)品系統(tǒng)的工藝管理工作和工藝技術工作，其貫穿于產(chǎn)品研究、試制、生產(chǎn)、試驗、運輸、安裝、調(diào)試，達到設計的預期目標的全過程。鉆研國內(nèi)外先進技術，統(tǒng)籌規(guī)劃，合理利用資源，貫徹標準化、系列化、通用化、組合化，力求以高效適用的工藝布局、工藝方法、工藝設備及條件，研制生產(chǎn)出符合設計要求，質(zhì)量穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品。主要環(huán)節(jié)為：審簽設計圖紙—分析設計圖紙、確定工藝方案—編制材料定額—編制勞動定額標準等。其中，“編制零件加工工藝、裝配工藝、檢驗規(guī)范、設計工裝”環(huán)節(jié)是決定工藝設計質(zhì)量的關鍵，同時也是影響生產(chǎn)質(zhì)量、加工效率、制造成本的重要環(huán)節(jié)。在企業(yè)信息化建設前期，研究如何在工藝設計過程中貫徹標準化，提高工藝設計質(zhì)量和工作效率是非常有價值的。

1工藝標準化的意義

工藝標準化，是在企業(yè)研制生產(chǎn)過程中，工藝技術人員貫徹工藝技術工作原則，降低材料消耗和制造成本，科學化管理的重要途徑，它對工藝技術水平迭代提高，保證產(chǎn)品質(zhì)量一致性，提高綜合收益有著至關重要的作用。

將人工閱讀的規(guī)范文檔，轉化成為結構化、參數(shù)化的表達方式，便于建立數(shù)字模型，為用計算機剛性控制、減少人為執(zhí)行差錯的數(shù)字化設備制作奠定基礎。

分析各類產(chǎn)品在工藝方法和描述上的相似性，轉變工藝的表格化表達方式為結構化的表達方式，實現(xiàn)工藝內(nèi)容不變部分與變化部分的分離，實現(xiàn)工藝內(nèi)容的模塊化表達。

細化標準規(guī)范粒度加強工藝的針對性，將部分工藝轉變成為標準化工藝，在每次新工藝設計過程中，充分復用標準化工藝的不變量，提升工藝設計的標準化程度和效率。同時將工藝的形式化內(nèi)容，比如：格式固化到信息系統(tǒng)中，提升工藝形式的標準化能力。

企業(yè)建立起以大量標準化工藝為堅實基礎的快速響應、敏捷制造系統(tǒng)，使生產(chǎn)管理過程不受或少受人為因素的影響，就能一次穩(wěn)定合格產(chǎn)出，成本低、周期短的趨勢必定能呈現(xiàn)。

2工藝標準化的主要內(nèi)容

工藝標準化包括工藝文件規(guī)范化（統(tǒng)一化）、工藝要素標準化、典型化工藝和模塊化劃分。

工藝文件規(guī)范化，指各類工藝文件（工藝規(guī)程、更改單、關鍵工藝文件等）格式及填寫的統(tǒng)一、規(guī)范，正確傳遞工藝要求，為企業(yè)PLM、ERP、MES信息化系統(tǒng)建設打好基礎。

工藝要素標準化，是與工藝過程有關的主要因素的標準化，涉及范圍很廣，在初始階段只進行工藝參數(shù)、工藝尺寸和工藝余量方面的標準化研究。

典型化工藝指的是將典型零件，比如葉輪、誘導輪、殼體、軸、底座等的加工工藝定為典型工藝，并標準化。

模塊化劃分指的是對產(chǎn)品進行模塊化劃分，分解出典型化模塊，并標準化典型模塊的裝配工藝。

3工藝標準化的實現(xiàn)過程

本文以公司系列化程度比較高的消防泵產(chǎn)品為例進行工藝標準化的實現(xiàn)過程的研究。

3.1工藝文件統(tǒng)一化

工藝文件的統(tǒng)一化就是制定標準的工藝文件格式模板、填寫要求，將要求固化在模板中。我們采用CAXA工藝圖表編制工藝文件，它支持將格式模板固化，編制工藝文件時只需在對應的文件模板中填寫即可，固化部分為不可編輯狀態(tài)，保證了工藝文件統(tǒng)一性；定義需要匯總提取的單元格，工藝輸出時自動完成匯總提取，保證工藝輸出的一致性。

3.2工藝要素的標準化

我們研究的工藝要素主要包括工藝參數(shù)、工藝尺寸以及工藝余量。

工藝參數(shù)是指為了達到預期的技術指標，在工藝過程中需要選用、控制的有關量，分兩類，一類是有明確數(shù)值的，比如切削進給量、焊接電流、熱處理溫度、保溫時間、打壓時間的確定等；另一類是具有限選擇區(qū)間的非數(shù)值要求的，如刀具材料、刀具類型，設備工裝型號，需要通過參數(shù)選擇的方式納入工藝文件描述。

工藝參數(shù)的確定要通過產(chǎn)品驗證來證實其正確性、適宜性，也應與企業(yè)當前生產(chǎn)條件、設備條件、加工對象和作業(yè)條件相適應。比如，用棒料立銑加工誘導輪時，不但要確定分度頭及頂尖仰角，還要總結以往經(jīng)驗并通過計算確定銑床主軸角度、加工掛輪、包角起始位置、進口減薄掛輪的選擇，整個方法及步驟都可以用數(shù)學模型方式固化下來，輸入不同參數(shù)立即得到結果，方便快捷并準確。工藝參數(shù)的標準化積累是工藝技術積累的關鍵所在。

工藝尺寸是指工件由毛坯到成品加工過程中各工序間的加工尺寸。工藝過程中，各工藝技術人員工作經(jīng)驗不同，理念不同，或工藝編制依據(jù)不統(tǒng)一，選擇的工藝方法、工藝路徑會有所不同，類似零件的半成品狀態(tài)同一工序工藝尺寸也會不同，這樣工序中所需配置的工裝、量具將難以重復利用，比如鑄件腔體打壓，通過工藝尺寸標準化，可以減少打壓工裝的配置和管理，可以減少生產(chǎn)準備時間，也可減少量具的品種和規(guī)格，經(jīng)濟效益明顯。

工藝余量是為保證下道工序加工的尺寸裕度，根據(jù)各道加工工序的需要確定的，是毛坯余量和工序余量的總稱，比如不同材料、不同加工方法、不同尺寸精度，各自企業(yè)給出的工藝余量是不同的。余量過大，材料消耗大，工時延長；余量小，增加后工序難度，選擇企業(yè)當前最經(jīng)濟的余量是非常重要的。

3.3典型工藝標準化

產(chǎn)品工藝包括零件加工工藝和裝配工藝，對于零件加工工藝的標準化首先需要確定典型零件，再對典型零件確定標準的加工工藝。裝配工藝的標準化首先需要對產(chǎn)品進行模塊化劃分，再根據(jù)劃分的模塊分別制定標準的裝配工藝。

3.3.1典型零件工藝標準化

對于消防泵產(chǎn)品典型零件很多，主要是工藝過程相同，工藝基準一致的零件，比如葉輪、殼體、密封座、進出口管、箱體、法蘭等零件，大都屬于結構、大小類似，整個工藝過程及加工方法可以提取出通用部分，采用總結提取—編制—評審的方法，固化形成某類零件的標準化工藝。

比如，不同鑄鋁葉輪工藝過程為：鑄造—車—劃線（鉆孔）—插槽—打磨進口邊—動平衡—檢，工序過程、方法與基準的選擇都一樣，變動的只有尺寸參數(shù)和不平衡量要求。除去尺寸參數(shù)等變動部分形成標準化的葉輪加工工藝，這樣，在葉輪標準化工藝中添加葉輪尺寸參數(shù)和不平衡量要求，一份高質(zhì)量的葉輪加工工藝就能很快完成編制。

由于總結了以往同類零件加工工藝的經(jīng)驗，這樣的工藝準確性、適用性、先進性等各方面都有明顯的優(yōu)勢。通過PDCA的方法不斷優(yōu)化改進，工藝文件不再因為個人技術水平的參差不齊而導致質(zhì)量差異，對于技術人員流動相對頻繁的企業(yè)保證工藝設計質(zhì)量尤為重要。

3.3.2結構模塊化和裝配工藝的標準化

依據(jù)設計裝配圖和明細表，劃分部件、組件，將產(chǎn)品裝配過程劃分為相對獨立的裝配單元。獨立的裝配單元一般應滿足兩個條件：一是裝配單元中各零件的裝配特性相同或者相似，裝配過程中有關聯(lián)性，能夠成為獨立子結構；二是裝配單元可整體參與工藝流程規(guī)劃而不受其他裝配單元影響。典型裝配單元確定后編制標準化工藝，標準化工藝通過專家組評審后可加入標準化工藝庫，建立裝配工藝的標準化工藝知識庫。

比如將齒輪箱作為一個裝配單元，可作為獨立的子結構存在，整體參與泵的裝配，不受其他裝配單元的影響。確定了獨立的裝配單元后，編制齒輪箱的裝配工藝，經(jīng)過專家組評審后納入工藝知識庫，供后期檢索使用。企業(yè)知識庫是個長期積累的過程，當知識達到一定規(guī)模時，其價值才能得到更好的體現(xiàn)。

4標準化工藝的組成

標準化工藝由兩部分要素組成，一是固定要素，二是可變要素，固定要素作為標準工藝的識別要素，要易于識別，通過提取共有工藝過程特征建立，不可替代。可變要素作為標準工藝具體運用中工藝人員賦值的部分，不作為典型裝配單元的識別依據(jù)。

此外，要建立標準化工藝命名規(guī)則，根據(jù)固定要素提取出便于識別檢索的關鍵詞，對標準化工藝進行命名，這樣才能在使用過程中，通過高的檢索成功率和簡便的操作使標準化工藝得到更好的推廣使用，而使用頻次的增加又進一步使得標準工藝知識庫的質(zhì)量進一步提升。

5工藝標準化在勞動定額中的運用

當交付進度成為主要矛盾，提高勞動生產(chǎn)效能是我們必須追求的目標，在此過程中，勞動定額標準化也是我們必經(jīng)之路。開展勞動定額標準化工作，建立勞動環(huán)境公平，可以消除無效勞動、降低人工成本、提高勞動效率，促進企業(yè)勞動定額管理技術創(chuàng)新和綜合管理能力提升。

工藝標準化過程為勞動定額編制提供了良好的技術基礎，建立符合企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)經(jīng)營特色的分工序、分產(chǎn)品的勞動定額標準，有利于提高企業(yè)科學管理水平，提高市場競爭能力。在工藝標準化的基礎上，注重提取工藝參數(shù)、工藝尺寸以及工藝余量數(shù)據(jù)，識別固定要素和可變要素，建立數(shù)學模型，以基礎（操作工序為單元）→綜合（以工步、工序為單元）→典型（以零組件為單元）的三層構型的勞動定額標準編制技術，能夠有效解勞動定額標準編制的難題，滿足企業(yè)不同層次的工時需求。

將工藝標準化成果運用在勞動定額標準編制過程中，全面、科學地測定勞動定額，使勞動定額工作由經(jīng)驗管理向科學管理轉變，進一步走向智能管理的道路。

6結束語

不斷改進完善的技術系統(tǒng)，對企業(yè)發(fā)展有著非常重要的意義，標準化工藝知識庫就是這樣的系統(tǒng)，標準化工藝是企業(yè)工藝信息化建設的基礎。本文通過對標準化工藝應用的研究探討，提出了標準化工藝的內(nèi)容組成、標準化工藝知識庫的組建方式。通過工藝標準化，工藝技術人員實踐總結形成企業(yè)知識，經(jīng)驗知識能夠得到有效傳承和利用，保證了產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；通過對標準化知識直接提取采用，能有效地縮短工藝編制時間，快速核定勞動定額；使高水平工藝人員有精力投入創(chuàng)新改進中，保證企業(yè)在快速變化的市場環(huán)境中持續(xù)發(fā)展。

【參考文獻】

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[3]郭燕紅.多品種小批量生產(chǎn)與成組技術[J].航天制造技術，2002（3）：38-41.

【作者簡介】

何宇清，女，1972年出生，高級工程師，研究方向為機械制造工藝與設備質(zhì)量、標準化、生產(chǎn)管理。

盧登第，男，1985年出生，高級工程師，研究方向為泵制造工藝技術及工藝標準化、信息化。

（編輯：謝飛燕）