機加工車間力求以效率的方式交付滿足客戶質量要求的零件。傳統上,制造企業以投資的回報率來衡量效率。衡量成功的標準是持續不斷地加工成千上萬的零件,并且保持一臺或多臺機床的穩定產量。如果滿足這些條件,那么制造零件的機床被認為是效率較高的。
如今,制造商越來越多地執行多品種/小批量的生產方案來滿足各種不同的客戶需求。批次大小可能從數百件到數件不等。然而,即使車間的所有機床日夜不停地運轉,客戶仍可能需要排起長龍,翹首以待他們訂購的零件。大批量生產策略與小批量生產方案的靈活性和復雜計劃要求相矛盾。
在當前的制造環境中,生產效率意味著在以下兩方面之間實現靈活的平衡:提高產量與按時履行各種不同的個體客戶訂單。理想結果為:按時交貨,客戶滿意。
質量控制
在平衡產量和需求的同時,制造商必須確保產品質量。處理質量不合格的零件將會打亂生產計劃,耗費時間和金錢,并且造成交貨延期。無序的生產計劃會導致生產停工,機床閑置,同時為了處理停工所造成的不可預見的問題,車間的勞動力成本也會成倍增加。
制造業的工件質量一般是指滿足零件尺寸和表面粗糙度要求。質量的另一種衡量標準,即按時交貨,可以稱為“流程質量”。制造商必須嚴格控制生產流程,確保計劃的生產時間足以完成工作,并在承諾的期限內將產品交付給客戶。
效率的核心
如果用基本生物學術語來描述制造效率,那么任何生產作業的核心(心臟)都是加工流程。
在制造業,如果說“心臟”是加工技術,那么“身體”就是包括工程、業務計劃和管理在內的整個制造組織。組織的“大腦”是負責協調系統所有要素的人員。然而,大腦不能簡單地讓心臟加速跳動,就像一個人不能僅僅通過認為心跳會加快來控制自己的心跳一樣。同樣,從理性的角度來看,加工流程并非總是可控的。
在當今的數字技術和工業物聯網 (IIoT) 領域,人們(特別是年輕人)希望掌握有關控制加工流程的答案和明確規則。然而事實是,在許多情況下,并沒有合理的規則,人們必須接受、應對和解決加工中出現的意外問題。
意外問題和技術不熟練的工人
在理想狀況下,車間工人擁有豐富的知識、技能和經驗來處理加工流程中出現的意外問題。然而,許多車間管理人員表示很難去培養一支技術精湛的員工隊伍。盡管培訓可以彌補技術工人的知識短缺,但員工缺乏學習新技能的積心態,因此這類培訓常常徒勞無功。車間管理人員反映,員工往往認為自己掌握的技能足以應對工作,不需要額外的培訓。
總制造時間
分析車間的效率并消除浪費通??梢垣@得額外的加工時間,從而更靈活、更快地響應客戶的需求。制造一個零件所需的總時間是許多環節的總和,包括實際加工時間、刀具裝卸、工件操控、質量檢查、計劃外問題、等待過程、管理任務等等。
有些環節是必不可少的,例如換刀和工件操控。除了必要的流程外,車間還需要花時間處理不可預見的情況,例如生產計劃變更、質量問題和等待缺少的刀具或工件材料。
備用產能選項
有效提高車間效率和靈活性的一種方法是增加備用加工產能。備用產能的概念對于大多數車間來說是陌生的,車間的財務部門可能會支持投資新的加工產能,但要求新的設備不能閑置。他們把機床視為一兩百萬歐元(或美元)的投資,無法容忍斥巨資采購的設備只是作為備用產能,并且這些設備可能會閑置不用,只是偶爾投入生產。但實際上,備用產能確實起到了一些重要的作用:確保讓客戶滿意。這是一種有用的備份,可以提高車間的靈活性,并且便于車間處理一些不可預見的問題。
某些情況下,車間會使用自身的設備,而不是購買備用機床,直到車間因不堪重負而求助于分包商。但是,如果該分包商同樣面臨工作量過大、人員不足的問題,那么責任就會轉移到另一方。由于購買的設備較多就是偶爾使用一下,因此很難說服車間建立備用產能。
長交貨期 VS 按時交貨
按時交貨的壓力可能會增加實際生產時間。如果在正常條件下完成一份制造訂單需要一周的時間,但客戶希望得到按時交貨的保證,那么車間可能規定提前兩周交貨,以提供時間緩沖。另一種情況是,如果客戶要求車間在某個日期之前提供一個成品工件,車間可能會啟動兩個工件的生產,以備在工件出現意外情況時使用第二個工件。這些臨時做法無謂地消耗了生產時間且增加了費用,并且導致實際交貨時間越出了正常交貨時間。
要提升當今制造業的效率,除了尋求佳的零件加工方法外,還應高度重視客戶滿意度。制造商必須始終致力于在按時交貨與盈利需求之間取得良好的平衡。除了優化加工操作外,制造商還應注意零件和工藝質量等問題,從整個制造企業的角度進行生產規劃,并持續分析消耗加工時間的因素,從而大幅度增加零件的加工時間,提高靈活性和效率。