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1、332009. 06. 第3期| Defense Manufacturing Technology面向企业低成本制造的工艺 问题研究颜菡，李建军，刘玉平，李守川，贾建国（北京航星机器制造公司，北京 100013）摘 要：低成本制造目前已经成为制造型企业的发展方向，本文通过对本企业产品研制生产过程中材料消耗工艺定额、工艺优化、技术创新、工艺信息化管理、工艺标准化等方面进行实例分析，提出企业低成本制造的思路和方向。关键词：低成本制造；工艺优化；生产成本控制；材料定额Process research oriented to enterprise low cost manufacturingYAN H
2、an，LI Jian-jun，LIU Yu-ping，LI Shou-chuan，JIA Jian-guo（Beijing Hangxing Machinery Manufacturing Company，Beijing 100013，China）Abstract: Low cost manufacturing is the development trend of all manufacturing enterprises. The paper analyzed the actual cases during product devlopment and manufacturing in t
3、erms of process quota of raw material consumption，process optimization，technology innovation，informational management of process and process standardization which can reduce the manufacturing cost，and proposed the future direction of enterprise low cost manufacturing.Keywords: low cost manufacturing
4、; process optimization; production cost control; material quota目前，随着企业与市场的日益接轨，低成本制造的概念已经越来越深入到企业当中，降低成本、提高利润将成为一个企业在市场打拼的核心所在。传统的成本管理概念主要是指财务会计的成本概念，它是面向过去的，主要关注产品成本，而在企业面临的环境发生巨大变化的今天，许多与企业相关的成本， 如作业成本、 质量成本、 设计成本、机会成本等成本概念更与企业的决策相关。因此，顺应当前形势，根据企业未来发展的趋势，提出低成本制造的思路和建设性意见对于今后企业节约成本、提高利润有着很强的现实意义。产品
5、生产成本，按照成本习性分为可变成本和固定成本。所谓可变成本，即与产量成比例变化的成本，主要指直接材料和直接人工成本（如果工人工资不随产量变动，则应看作固定成本） ； 固定成本是不随产量变化的成本，主要是制造费用，尤其是其中的折旧费、修理费、管理人员工资等。本文主要从工艺的角度谈低成本制造的问题，因此考虑的是如何节约可变成本部分。比如，在军工产品研制过程中，由于技术状态更改带来的产品关重件的重复使用，在机械加工和装配等方面由于工艺路线更改带来成本的减少、效率的提高，材料定额和材料选择方面的作者简介 ： 颜菡（1981） ，女，山东郓城人，清华大学精仪系机械制造自动化专业博士毕业，现任北京航星机器
6、制造公司计划发展处副处长，负责企业 发展规划、技术创新等工作。E-mail:ARTICLES学 术 论 文34Defense Manufacturing Technology | 2009. 06. 第3期适量，以及由于材料和加工路线的更改带来工人操作工时的减少，都是降低产品生产成本的具体体现，这些方式已经逐渐反映到实际生产中。作为企业的成本管控而言，选择最重要的关键环节是创造最大的成本节余效益的最佳途径。本文通过企业研制的产品为实例，从对成本节约贡献较大的几个方面着手，通过具体调研和分析、比较和计算，从工艺角度提出低成本制造的思路和方向。1 节约原材料消耗是目前企业降低产品生产成本的首要环节
7、降低产品生产成本的首要环节就是节约原材料消耗，因为企业成本体系中原材料（包含主材、成件、辅材等）在单位产品成本中约占60%70%的比重。1.1 规范材料消耗工艺定额材料消耗工艺定额是在一定的生产、技术、组织条件下，制造单位产品（或零件）必须消耗的材料数量。其中，零件的主要材料消耗工艺定额是零件净质量及其制造过程中主要材料的各种工艺性损耗之和。一旦产品设计定型，开始批量加工生产，产品的材料消耗就相对固定并形成定额。材料消耗工艺定额作为材料消耗的第一个关口，对材料利用率具有至关重要的影响。定额人员在制定材料消耗定额表的时候要额外增加一项指标，那就是每一项的材料利用率，这项指标很好的为管理人员提供了
8、材料利用的提示。物料部门在投料之前充分了解车间的加工情况、材料的消耗情况，根据实际需要本着节约成本的原则制定或者修改材料定额消耗明细表。1.2 科学规范产品辅助材料消耗工艺定额产品辅助材料消耗工艺定额是指以单位产品编制的产品辅助材料消耗工艺定额。辅助材料是指服务于产品及其工艺过程所需的材料。分为产品辅助材料、 工艺辅助材料和消耗性材料。产品（设计）辅助材料是指在产品设计图样或技术条件中明确规定的直接附于产品或有助于产品形成的辅助材料，没有专用的零件图号，难以用理论计算的方法制定的材料消耗工艺定额。比如灌封用的一些材料、焊料、漆料、涂料等。目前企业辅料的浪费也占据了原材料浪费的一部分。比如辅料一
9、次投料太多用不完，时间长了面临失效而只能丢弃 ；有些辅料投料剩余，但是由于缺乏应有的管理而在下次使用的时候找不到，还得重新补投，很大程度上造成了浪费。由于辅料的投料不像主料，可以根据现成图纸中零件的尺寸进行有根据的投料，辅料的投入大部分源于车间工人的需求，因此这项工作需要的不仅是工艺部门负责定额的人员的科学概算，更需要工艺人员熟悉车间辅料消耗数量等实际情况，以及生产部门在辅料库存保管方面承担必要的责任，做好现有辅料的清理，列好清单，及时与工艺人员、工人保持沟通，工人在向工艺人员提需求前与库房保管人员做好及时沟通，有足够的资料清单可以查阅。2 提高工艺水平、优化现有工艺是降低制造成本的重要因素工
10、艺优化取得的主要成果表现为提高生产效率，提高产品合格率，降低工人劳动强度，改善工作环境，降低生产成本等。2.1 工艺优化工艺优化对生产成本降低所带来的效果是非常显著的， 比如设计的工艺性优化、 工艺路线优化、 工艺方法优化、检验优化、数控程序优化、综合保障能力优化等。某产品整体油箱通过调整走刀路线、优化部分加工区域的有效进刀量和进给比率等，使单个油箱的加工时间由20个小时缩短为12个小时左右，提高效率40%。企业协同制造的概念已趋于流行，但由于技术难度障碍造成的外协加工会带来昂贵的成本费用。企业随着制造技术水平的提高，过去由外协进行零部件加工，转为企业自己生产，可以在很大程度上节省开支。如某产
11、品外壳体过去是由外协厂家精密铸造加工而成，费用相当高，现在改为企业自己砂铸而成，设备虽然不如外协厂家先进，但是同样可以满足产品精度要求，大大降低了研制成本。另外很多需要进行表面处理防锈蚀的工件，过去采用外协镀锌，价格昂贵，研制期间改为企业内部发蓝或钝化处理，既能起到工件防锈蚀的作用，又能节省外协费用。产品采用外协加工还是企业内部加工也要根据企业自身条件，对不同的工艺进行经济性分析做出选择。选用合适的工艺方法是降低成本的有效途径之一。同样的工件有着不同的加工方法，工艺路线的更改带来的是工时、成本的改变。选用合适的工艺方法是降低成本的有效途径之一。某产品支架本身为一薄钢板支撑结构，用来支撑配重，外
12、形尺寸为405425205mm，板厚仅有5mm。如果采用下方料加工的方式，将要铣掉一半以上的材料，并且耗费相当大的工时。经过工艺人员和工人的现场摸索，改为投10mm厚的板料，切割后采用焊接的方法完成加工，大大减少了材料的消耗，节约了成本。352009. 06. 第3期| Defense Manufacturing Technology2.2 提高对产品成本起决定性作用的工艺技术水平能够大幅度降低生产成本对产品成本起决定性作用的技术包括机加、焊接、铸造、热表等。比如企业作为产品制造源头的铸造车间，目前主要承担的是以铝合金件的低压铸造，现有的水平仅能满足精度不高的军品研制要求和民用产品需求，而且材
13、料局限于铝合金，对于精度高的铸件一般采用外协加工，费用昂贵，对于未来军品和民品发展也并不能满足要求。因此，需要通过改进铸造方法、提高铸造工艺水平、增加先进设备等来提升企业铸造水平，从而提高产品精度和质量，降低外协成本和质量成本。同时，专业技术人才的引进也是提高工艺技术水平的有效途径。2.3 工艺技术创新工艺技术创新在企业低成本制造战略目标的实施过程中发挥着举足轻重的作用。作为对国防高技术和武器装备有着极高应用价值的钛合金材料加工来说，其加工成本较高，钛材加工利用率低（棒料一般为5%，板材约为50%） 。为更有效的利用钛合金材料，需要从多方面考虑成本的降低，而钛合金加工工艺技术创新可以在节约成本
14、方面发挥很大的作用。比如发展不含或少含贵重金属元素、可利用低价母合金原料的钛合金，能充分利用残料的钛合金和易加工成型、易切削加工的钛合金以及发展钛合金的连铸连轧技术，这些都是推进钛合金加工企业低成本制造的有效途径。2.4 工艺信息化管理现代化制造企业的生产与管理都以计算机技术的应用为基础，生产过程自动化、工具装配、检测仪表广泛应用计算机数控、加工中心和机器人，保证物流、能源流和信息流的自动化，应用先进的管理系统实现产品生命周期管理，达到成本最低、质量最高的优化目标。据统计，企业采用产品数字化定义（DPD） 、数字化预装配（DPA）和并行工程（CE） ，可以使设计更改和返工减少50%、研制周期缩
15、短50%，成本也相应降低了25%。企业建立工艺信息化数据中心，将工艺PDM系统、MRPII系统和数控加工车间的MES系统中的相关数据即时汇总，将技术数据、生产指令、辅助技术措施准备情况等及与总装测试MES系统动态沟通，可以有效的提高生产现场进度的调整效率，从而节约管理成本。对于工艺信息化管理而言，产品数据管理（PDM）系统的应用让工艺管理迈上了更高的台阶。产品数据管理系统是系统支持软件与应用软件的框架，是企业实施产品数据管理技术的基础平台。在产品开发、制造过程中灵活运用PDM技术可以实现产品信息的有效管理并提高产品研制效率，比如现有PDM系统让企业各部门会签工作变得更加便捷迅速，统计、检索等常
16、用功能也不再占用太多的人力成本，这些都是降低生产工艺管理成本的具体体现。2.5 工艺标准化“不标准是最浪费的” 。制定标准的目的是“获得最佳秩序” 、 “促进最佳社会效益” 。这里所说的最佳效益，就是要发挥出标准的最佳系统效应，产生理想的效果 ； 这里所说的最佳秩序，则是指通过实施标准使标准化对象的有序化程度提高，发挥出最好的功能。对于一个制造企业来说，工艺标准化是稳定和提高产品质量的保证。在工艺编制中，如果能直接引用工艺标准，可避免大量的重复劳动，从而大大缩短工艺编制周期。将产品生产的整个过程中相关的加工方法和事项制定成典型工艺标准，不仅缩短了工艺编制时间，同时通过实施典型工艺标准达到生产过程的统一，使生产有秩序地进行，可稳定和提高产品质量。从工艺信息化的角度来考虑，通过对工艺术语、符号、代码、文件格式和工艺设计内容等进行标准化，利用计算机可以建立工艺数据库，逐渐实现工艺管理的现代化，这也是企业未来工艺技术发展的趋势。这种工艺标准化的工作带来的是人工成本、质量成本、产品生产成本的降低。比如某产品在喷漆前的总检工艺中，明
