標準化在機械零部件生產(chǎn)中的應用與效益分析

摘 要：本研究從標準化基本理論出發(fā)，在機械零部件生產(chǎn)中引入標準化技術(shù)體系，并詳細剖析其在機械零部件生產(chǎn)中的實際作用。從設計階段標準化、生產(chǎn)工藝標準化、質(zhì)量控制與檢驗標準三方面出發(fā)，介紹了標準化在零部件生產(chǎn)中的實際應用方案。通過具體案例，分析了機械零部件生產(chǎn)中標準化的應用效益。經(jīng)研究，標準化技術(shù)體系可有效減少零部件生產(chǎn)設計變更，亦可顯著提升機械零部件產(chǎn)品質(zhì)量、合格率，能夠為行業(yè)內(nèi)企業(yè)標準化應用提供參考。

關(guān)鍵詞：標準化，機械零部件，成本，效率，競爭力

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2025.04.018

0 引 言

目前，先進技術(shù)更新迭代不斷加快，機械零部件市場需求發(fā)生了顯著變化，這就要求零部件生產(chǎn)企業(yè)尋求新方法，以提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)降本增效。標準化是一種有效的管理工具，其在機械零部件生產(chǎn)中的重要作用愈發(fā)凸顯。本研究旨在深入剖析標準化體系在機械零部件生產(chǎn)中的應用效益，以期推動機械零部件制造生產(chǎn)標準化進程。

1 標準化在機械零部件生產(chǎn)中的實際應用

1.1 設計階段的標準化

在機械零部件生產(chǎn)過程中，標準化設計圖紙基于統(tǒng)一符號、尺寸標注、格式要求等，可使設計文件更加清晰易懂。這種一致性設計可極大地方便設計人員間溝通協(xié)作，也使不同部門如采購、生產(chǎn)和質(zhì)量控制等，在理解圖紙時減少誤差。若某項目采用標準化設計圖紙后，設計團隊可快速實現(xiàn)信息共享，減少因圖紙解釋不當而導致的返工現(xiàn)象[1]。

模塊化設計作為標準化設計的延伸發(fā)展，實現(xiàn)了將復雜機械產(chǎn)品分解為若干標準化模塊，分解后的各標準化模塊均可獨立設計、生產(chǎn)、測試。目前，模塊化設計方法在機械零部件生產(chǎn)中的應用愈發(fā)廣泛，尤其是汽車、機電設備等領(lǐng)域。具體參照汽車零部件制造產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代汽車由多個模塊組成，廣泛涵蓋發(fā)動機模塊、底盤模塊、電子模塊等。各模塊均按照標準化接口、尺寸進行設計，可實現(xiàn)不同車型間零部件通用性。

1.2 生產(chǎn)工藝的標準化

針對機械零部件的生產(chǎn)，生產(chǎn)流程標準化包括對各環(huán)節(jié)作業(yè)程序、工作順序、操作規(guī)范進行統(tǒng)一規(guī)定。在此過程中，針對機械零部件生產(chǎn)作業(yè)，需為每個生產(chǎn)步驟制定詳細作業(yè)指導書，明確操作步驟、工具要求、安全規(guī)范等各方面內(nèi)容。機械零部件生產(chǎn)過程中，還需設定具體工藝參數(shù)，如切削速度、進給量、刀具選擇等。這些參數(shù)依據(jù)歷史數(shù)據(jù)、最佳實踐動態(tài)優(yōu)化分析，并在相應作業(yè)指導書中加以記錄。可嘗試將相互關(guān)聯(lián)零部件生產(chǎn)工序按照順序合理布局，以縮短物料傳輸距離、提升生產(chǎn)效率。最后，建立標準化質(zhì)量控制流程，這一過程主要涉及原材料檢驗、過程檢驗、成品檢驗標準等多方面內(nèi)容。結(jié)合這些標準，要求在機械零部件生產(chǎn)各階段檢測產(chǎn)品質(zhì)量，確保最終產(chǎn)品符合設計要求。例如，引入“六西格瑪”管理方法，機械制造企業(yè)可系統(tǒng)地分析并優(yōu)化生產(chǎn)過程質(zhì)量控制，減少缺陷產(chǎn)品生成。

1.3 質(zhì)量控制與檢驗標準

在生產(chǎn)初始階段，常見標準化內(nèi)容包括材料規(guī)格標準，即依據(jù)國際或國家標準如ISO、GB等，對所生產(chǎn)的機械零部件原材料化學成分、物理性、尺寸進行嚴格規(guī)定。例如，針對鋁合金零部件機械性能，企業(yè)可采用GB/T 3190—2020標準進行檢驗，確保所生產(chǎn)機械零部件材料于強度、硬度方面滿足實際應用需求。同時，建立嚴格入庫檢驗流程，規(guī)定每批原材料須經(jīng)過抽樣檢驗[2]。

生產(chǎn)過程中也可實施過程檢驗，以實時監(jiān)控機械零部件生產(chǎn)工藝穩(wěn)定性。具體實踐包括引入自動化檢測設備如激光測量儀、三坐標測量機等，借助這些自動化設備儀器可實時監(jiān)測生產(chǎn)過程中機械零部件尺寸、形狀。這類設備在加工過程中的應用可實現(xiàn)連續(xù)測量，及時發(fā)現(xiàn)零部件生產(chǎn)偏差并靈活調(diào)整。成品檢驗標準化內(nèi)容涉及檢驗項目與方法，即針對不同類型零部件制定詳細檢驗項目及方法。對于精密軸類零部件而言，其標準主要涵蓋零部件生產(chǎn)尺寸精度、形位公差、表面粗糙度等，分別按照相關(guān)標準（如GB/T 1184—1996）進行檢測。

2 機械零部件生產(chǎn)中標準化的應用效益分析

2.1 案例背景及實驗條件

某汽車制造商在生產(chǎn)發(fā)動機曲軸過程中，長期面臨生產(chǎn)效率低下、成本高昂等諸多問題。為有效解決這些零部件生產(chǎn)問題，該制造商決定引入ISO2768：2005尺寸及形位通用公差標準等標準化體系規(guī)范生產(chǎn)過程，以期優(yōu)化機械零部件生產(chǎn)過程。

具體而言，實驗組采用ISO 2768：2005尺寸及形位通用公差標準生產(chǎn)線，計劃月產(chǎn)量為5000件。對照組未采用任何標準化措施傳統(tǒng)生產(chǎn)線，計劃月產(chǎn)量5000件。兩組實驗均在同一工廠內(nèi)進行，確保生產(chǎn)環(huán)境、設備條件等均保持一致。使用相同原材料、機械設備、工藝流程進行機械零部件的生產(chǎn)，每組實驗持續(xù)一個月，以確保最終數(shù)據(jù)結(jié)果的可靠性、穩(wěn)定性。整個生產(chǎn)過程中詳細記錄兩組實驗生產(chǎn)成本（包括人力、物料和時間）、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品合格率等一系列關(guān)鍵性指標[3]。

2.2 實驗設計細節(jié)

在實驗開始前，需對兩組機械零部件生產(chǎn)線進行徹底清潔、維護工作，確保機械零部件生產(chǎn)設備處于最佳狀態(tài)。對參與實驗的工人開展標準化操作流程培訓，確保其熟悉最新生產(chǎn)流程。

實際生產(chǎn)過程中，每天記錄生產(chǎn)過程關(guān)鍵數(shù)據(jù)，主要涉及機械零部件生產(chǎn)數(shù)量、不合格品數(shù)量、設備故障次數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)信息。將所收集的機械零部件生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，比較實驗組、對照組在生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品合格率、設備利用率等方面的具體差異[4]。

2.3 實驗結(jié)果分析

經(jīng)過一個月的實驗周期，收集并分析了兩組生產(chǎn)線關(guān)鍵性能指標。實驗結(jié)果數(shù)據(jù)如表1所示，展示了采用ISO 2768：2005尺寸及形位通用公差標準與傳統(tǒng)生產(chǎn)方式間的對比情況。

在生產(chǎn)成本方面，實驗組采用ISO 2768：2005標準后，生產(chǎn)成本顯著降低，即由1，500，000.00元降低至1，050，000.00元，成本節(jié)省約30.0%。深入剖析可知，標準化在機械零部件生產(chǎn)中的應用取得了顯著的經(jīng)濟效益，主要得益于標準化體系的引入有效減少了機械零部件生產(chǎn)過程中的錯誤、返工問題。在生產(chǎn)效率方面，基于標準化的實施，實驗組機械零部件生產(chǎn)效率提高至498.7件/天，傳統(tǒng)生產(chǎn)模式下402.5件/天。這一數(shù)據(jù)顯示，ISO 2768：2005標準的引入可有效簡化機械零部件生產(chǎn)工藝流程，優(yōu)化生產(chǎn)流程的同時也提高零部件生產(chǎn)效率。就產(chǎn)品合格率而言，實驗組引入標準化體系后，機械零部件生產(chǎn)產(chǎn)品合格率達98.2%，而對照組僅為90.5%。深入分析可知，提高機械零部件產(chǎn)品合格率意味著可有效降低不合格品數(shù)量，這大幅降低了零部件生產(chǎn)廢品處理成本，亦可提升客戶滿意度和企業(yè)聲譽。引入標準化模式的機械零部件生產(chǎn)中，設備利用率為86.7%，較傳統(tǒng)生產(chǎn)模式71.4%高21.4%。表明ISO2768：2005標準的廣泛應用有助于維護設備狀態(tài)，減少故障停機時間，以提高設備利用率。

實驗結(jié)果表明，采用ISO 2768：2005標準能顯著降低機械零部件的生產(chǎn)成本，同時，可提高零部件生產(chǎn)效率、產(chǎn)品合格率。經(jīng)濟、產(chǎn)量、質(zhì)量等方面的綜合效益，可為機械零部件生產(chǎn)過程標準化實施提供科學依據(jù)。

3 結(jié) 語

綜上所述，目前，在機械零部件生產(chǎn)過程中引入標準化技術(shù)體系，可有效減少零部件生產(chǎn)設計變更，亦可顯著提升機械零部件產(chǎn)品質(zhì)量、合格率。結(jié)合實驗研究可知，采用ISO 2768：2005標準能顯著優(yōu)化零部件的生產(chǎn)流程，在節(jié)省成本的同時，也可提升設備利用率。

參考文獻

[1]戴銘豐.基于模塊化設計的機械生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化研究[J].時代汽車，2024（16）：144-146.

[2]蘇敏.加油機零部件標準化還有多遠[J].中國石油石化，2022（23）：71-72.

[3]馬清如.基于平衡設計的木家具異形零部件加工生產(chǎn)線優(yōu)化研究[D].南京：南京林業(yè)大學，2022.

[4]秦欣桐.FA汽車零部件公司生產(chǎn)管理優(yōu)化研究[D].長春：吉林大學，2022.

作者簡介

梁玉橋，本科，工程師，研究方向為機械產(chǎn)品設計。

（責任編輯；劉憲銀）