零件報廢導致高昂成本？根源找到了嗎？

2020年11月20日 15:34:26來源：山高刀具點擊：19777

　　【機床商務網(wǎng)欄目科技動態(tài)】減少報廢和返工

　　產(chǎn)品質(zhì)量是制造業(yè)的一個關鍵績效指標。許多車間認為獲得 ISO、NADCAP 和 API 等質(zhì)量標準認證肯定了他們的工作質(zhì)量。但實際上，這些標準并沒有充分關注如何制造合格的成品工件，而是專注于建立剔除不良零件的程序。

　　要真實了解產(chǎn)品質(zhì)量，可以去觀察車間質(zhì)量控制區(qū)域，尤其是貼有“重新檢查”貼紙或標簽的零件的區(qū)域。如果貼有這類標簽，說明工件由于某種原因被拒絕或必須退回生產(chǎn)進行返工。制造工藝達不到預期時，就會導致報廢和返工。有些工藝，特別是加工，由于許多可變因素的相互作用，某種程度上具有不確定性和不可靠性。制造商必須確認不確定性的來源，并找到解決這些問題的方法。

　　然而，在許多情況下，不穩(wěn)定的工藝被認定為標準做法，其不穩(wěn)定性的來源被忽略了。后，克服不確定性并限制報廢和返工要歸結(jié)于車間員工的認識、知識和動力。

　　不確定性的來源

　　競爭壓力促使制造商進行成本降低分析，包括檢查物料、刀具和加工時間的花費。找出生產(chǎn)運營中浪費時間的環(huán)節(jié)為控制成本提供了重要機會(見圖 1)。成本分析方法包括 OEE 和精益計劃。然而，此類分析往往基于這樣一種觀點，即制造流程是一個獨立的、簡單的盒子。車間將原材料或半成品放入盒內(nèi)，加工流程開始，然后有一定數(shù)量的工件離開盒子，這些工件要么是成品，要么是半成品工件去往另一個盒子。

　　認識加工可變因素

　　分析中經(jīng)常忽略的一點是，在實際生產(chǎn)中，并不能確保每一個離開盒子的產(chǎn)品都是合格的。不合格的產(chǎn)品必須返工或報廢。

　　不合格工件的數(shù)量取決于制造流程中可變因素受到控制的程度。例如，鍛造等工藝并不復雜，也不需要極高的精度。因此，這些工藝相對可控、可靠，并能夠始終如一地提供預期數(shù)量的合格工件。相比之下，其他制造流程涉及多個可變因素，這些可變因素會降低結(jié)果的可預測性。我們無法可靠地預測離開盒子的合格工件的數(shù)量。

　　稱所有加工工藝都不可靠有點兒夸張，但把它們描述為不完全可預測則是相當準確的。加工涉及到許多可變因素。這使刀具和工件材料承受強大的切削力和高溫。力和溫度相結(jié)合會產(chǎn)生復雜多變的情況。刀具的硬度決定了刀具的有效切削能力，而硬度會在室溫和加工過程中產(chǎn)生的 800℃ 溫度之間發(fā)生變化。熱量還會影響工件材料的加工特性。可變因素的影響是不可預測的。即使為特定應用指定了加工參數(shù)，加工期間的確切值也未知。不同的表面質(zhì)量或尺寸結(jié)果可能會導致零件返工或報廢。

　　如果零件不合格，則需要檢查兩個方面。一方面是技術(shù)：制造商需要了解實際發(fā)生的情況，識別導致意外結(jié)果的可變因素，并決定如何解決問題。另一方面是確定生產(chǎn)不合格零件所產(chǎn)生的財務影響。這包括計算工件被拒絕或返工導致的意外成本，并決定公司如何對此進行解釋。

　　批量生產(chǎn)方案通常會將不合格零件的數(shù)量與整體生產(chǎn)的成百成千個零件進行統(tǒng)計比較。在長時間的生產(chǎn)過程中，車間可以分析加工情況，記錄導致不合格零件的因素，并優(yōu)化加工參數(shù)以大限度地減少不確定性和提高可靠性。

　　而多品種小批量生產(chǎn)模式下，車間很少有時間檢查不合格零件并優(yōu)化加工工藝。如果生產(chǎn)運行僅包含一個項目，則挑戰(zhàn)更大。如果車間不熟悉工件材料并且終客戶馬上就需要成品零件，那么情況會更復雜。涉及單個零件的作業(yè)會產(chǎn)生不合格的結(jié)果，這就要求對另一個零件進行加工，從而增加成本并令客戶失望。

　　在大批量生產(chǎn)模式下，消除不合格零件相對簡單。技術(shù)人員審核并修改工藝，試驗并終確認解決方案。在真正的大批量生產(chǎn)情況中，不合格工件的數(shù)量與總產(chǎn)量相比非常少，而且成本可以忽略不計。但是，在多品種小批量甚至單個零件生產(chǎn)的情況下，不合格零件的成本會嚴重降低利潤率，甚至導致運營損失。制造商只能在極其有限的時間內(nèi)一次性生產(chǎn)出合格零件。

　　隱形成本或被忽略的成本

　　計算生產(chǎn)總成本時往往會忽略掉一些隱性成本。例如去毛刺成本。當加工的表面質(zhì)量符合技術(shù)規(guī)格，且其邊緣和幾何形狀符合藍圖要求時，就會認為工件已完成。帶毛刺的零件是未完成的。雖然毛刺表示加工質(zhì)量的缺陷，但毛刺通常被視為工藝的正常結(jié)果，是可接受的。在任何情況下，都必須清除毛刺，而清除毛刺的成本可能會很高。

　　一個真實的例子是，一個擁有五軸銑床的高度自動化車間生產(chǎn)了一系列需要手動去毛刺的零件。終，去毛刺所涉及的時間和工時占據(jù)了成品工件成本的 20%。

　　在某些情況下，零件的成本和價格計算基于加工工藝，而不考慮去毛刺或其他二次加工的成本。此類成本可能不可忽略。要準確計算總制造成本，必須識別和降低隱性成本。

　　刀具選擇

　　使用適當?shù)纳a(chǎn)設備和刀具將大限度地減少加工操作中的可變性。大型剛性機床可以抵抗導致工件尺寸不一致的重載加工力。玻璃分劃尺、線性導軌和熱量管理系統(tǒng)等機床功能大限度地提高了精度。

　　刀具的選擇在限制可變性方面起著舉足輕重的作用。在過去的二三十年中，刀具選擇方法在不斷發(fā)展。以前，刀具的選擇基本上分為提供大輸出速率的高性能刀具和提供低單位零件成本的經(jīng)濟型刀具。但是，在某些情況下，性能高的刀具相對脆弱。當它們工作良好時，這類刀具表現(xiàn)出色，但在操作時必須謹慎小心。價格較低的刀具無法與高性能刀具的速度和輸出能力相匹敵，價格優(yōu)勢是以較低的產(chǎn)量為代價的。

　　如今在挑選刀具時，在選擇槽型、速度和進給量之前的一個主要考慮因素是用戶對刀具性能方面的要求。對于大批量生產(chǎn)作業(yè)，仍需要能夠大限度地提高金屬切除率的刀具和能夠提供大刀具壽命的刀具。精密加工要求在開發(fā)刀具的制造尺寸、磨損特性和應用參數(shù)時考慮極高的精度，即使刀具成本較高。

　　在當前多品種小批量的生產(chǎn)態(tài)勢下，在首次加工零件時，成品工件的質(zhì)量達到預期非常重要。關鍵是需要在各種工況下都能使用且工藝開發(fā)時間短的刀具。這也正是通用刀具的研發(fā)理念(參見附注)。如果生產(chǎn)工程師和操作員了解刀具的功能及其使用限制，那么可靠而通用的刀具就會成為許多加工應用的理想選擇。通過使用一定數(shù)量的通用刀具，操作工可以學習和了解刀具隨時間變化的性能，同時適應各種不同工件的加工。

　　了解通用刀具的應用可以大限度地減少不合格工件的生產(chǎn)，而提高的工藝可靠性可以幫助財務管理部門準確了解真實的成本和利潤率。

　　山高通用刀具滿足各種需求

　　大多數(shù)生產(chǎn)車間負責人認為，他們需要的是“好的刀具”，但在實際生產(chǎn)中，這個標準不盡相同。對于某些車間而言，大金屬切除率為重要，而其他車間則需要較長且一致的刀具壽命，以實現(xiàn)安全可靠的無人值守加工。

　　“好的刀具”是完全適合特定車間的零件、工件材料、機床和生產(chǎn)計劃的刀具。在選擇刀具后，便可以開始討論硬質(zhì)合金材質(zhì)等級、槽型、速度和進給量了。

　　選擇刀具還需要檢查組織的整體工作內(nèi)容和流程。在近的一個例子中，一位機械車間負責人意識到，他每年在刀具方面的支出為 20 萬到 25 萬歐元。對其公司庫存刀具進行的檢查顯示，庫存接近 70 萬歐元。原來，該車間通常生產(chǎn)小批量的零件，而每次出現(xiàn)新的工件或材料時，車間負責人都添加了他認為是適合該作業(yè)的性能強的刀具。因此，該車間積累了大量的刀具庫存，車間中沒有人真正知道如何使用這些刀具，而且還有一些刀具是為一次性工作而購買的且不會重復使用，因此也很少用到。

　　為了避免類似情況，山高提供了通用刀具選擇解決方案。這些刀具不一定能提供性能，但卻可靠易用，并且經(jīng)過精心設計，可在各種工件材料和零件槽型中高效應用。通用刀具可在一天加工鋼材，第二天加工不銹鋼，第三天加工鋁材，在周末加工鈦合金。它們不是備選刀具，而是實現(xiàn)性能和靈活性平衡的首選，這是高效處理當今制造的多品種小批量加工項目特點所必需的。借助通用刀具，熟練的操作員可以同時創(chuàng)造高效和經(jīng)濟的奇跡。

（來源：山高刀具）

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