刀具的一体化管理

一般来说,刀具费用在总的制造成本中所占比例约为3%～5%。在规模较大的制造企业中,刀具费用的水平可能还不足以引起企业高层管理者的重视。但是,基于整个生产活动的成本分析表明,与刀具采购、供应、管理、使用等流程相关的间接成本可能远远超过刀具本身的购置费用。这一认识促使许多制造商开始采用刀具全面服务供货(full-servicesupply)方式。此外,另一个令人棘手的问题是:即便刀具本身的价值只有5万美元,但却可能影响到企业的每一条生产线或每一个柔性制造单元,刀具备货不全是制造企业经常碰到的老问题。许多企业指望通过车间刀具管理(shopfloortoolmanagement)来解决这些问题。

但是,仅仅在车间管理层面上解决问题的努力其效果十分有限。显然,指望通过车间刀具管理来解决问题的观念将刀具管理与工艺设计(processengineering)割裂开来,理所当然地将刀具管理问题仅仅当作后勤供应问题来处理。考察一下车间经常面临的生产效率低下的原因,就可以发现上述观念的错误。影响车间生产效率的主要因素包括:

车间必须管理大量不同类型的刀具组件；

车间所用刀具来自多种供货渠道,刀具的品种规格存在明显的重复冗余；

刀具配置方案不一致；

将刀具数据输入车间管理系统的方式极易出错。

由此可见,造成车间刀具管理困难的许多因素早在刀具进入车间使用阶段之前即已存在。事实上,将近70%的车间刀具管理问题均源于工艺设计。由于刀具配置方案、刀具供货商、刀具技术规格等均在工艺设计阶段即已确定,因此刀具整个寿命周期成本的70%取决于前期的工艺设计。

基于制造企业将刀具应用(包括刀具寿命周期的全过程)从工艺设计问题变为了后勤供应问题这一现实,提出了一种全新的概念——刀具一体化管理(integratedtoolmanagement)。在工艺设计阶段,刀具应用属于工艺创新的范畴。而在加工制造阶段,刀具应用则变为提高机床加工效率的驱动力。

设计和制造分属两个相对独立的领域,虽然可对它们各自的信息流进行优化,但一般来说,这两个领域彼此之间并不将对方视为自己的消费对象。设计环节难以为制造环节提供附加价值服务；反之,制造环节也缺乏将其经验与需求反馈回设计环节的渠道。刀具一体化管理的任务就是要为这两个相互分离的环节提供沟通手段,使其实现集成化,从而实现刀具的最优化配置。

一、刀具一体化管理的内容

刀具配置方案通常是以工艺文件的形式从设计部门移交到生产车间。刀具配置方案是以工程语言(包括图纸、材料清单、参数表等)来表达刀具信息的。一份特定的刀具配置方案要针对某一特定机床的某一特定主轴给出完成某一特定加工操作所需的配套刀具,还需要详细说明组装刀具所用的各种组件(包括备用件)。在发动机制造行业,平均一台加工机床需要配置30～50套刀具,每一套刀具中又包括了约230～350个组件。为如此多的刀具组件编制工艺文件,刀具工程师需要付出大量的劳动,而这些付出对于下游生产活动常常并无太大价值。

机床操作人员和刀具采购人员(或刀具全面服务供应商)需要从刀具配置方案中为他们各自的下游系统提取出相关的刀具信息。由于这些系统所需的大部分信息都是以非数字化形式提供的,因此信息的获取及录入只能在各种不同的操作平台上进行。下面是某些操作步骤实例:采购部门编制刀具采购包(toolpackages)——即用于生成采购订单的刀具材料清单。

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