【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ”的方法實(shí)施零件的通用化。 確定零件固有的通用性 通用化方法的第一步是確定企業(yè)每類零件固有的通用性。所有的現(xiàn)有零件都具備相同的使用經(jīng)歷，這是很少見的。每類零件中都有一些使用頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他零件的零件，與其為新產(chǎn)品設(shè)計(jì)想當(dāng)然地選擇零件，不如盡量選擇現(xiàn)有零件中使用率最高者。采用這種做法的一個(gè)原因是為了避免在已經(jīng)臃腫的在用零件表中加入新的通用零件，另一個(gè)原因是，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用的零件可能對(duì)新舊產(chǎn)品同樣適用。 為了確定企業(yè)中零件的固有通用性，首先要將每類零件按優(yōu)先次序排列成表： (1)每年或每月總用量最大的零件。這個(gè)信息可以從采購(gòu)或MRP數(shù)據(jù)中得到。 (2)大多數(shù)產(chǎn)品都用到的零件?？蓮拇蠖鄶?shù)MRP系統(tǒng)關(guān)于“用在何處”的報(bào)表中得到這個(gè)信息。如果一個(gè)企業(yè)制造許多產(chǎn)品，那么這張表是很重要的；如果用在許多產(chǎn)品中的零件還要用于服務(wù)和作為備用零件，那么這張表就更重要了。 (3)在許多年內(nèi)持續(xù)使用的零件。如果老產(chǎn)品需要服務(wù)和備件，那么隨著時(shí)間的流逝，這張表或許就顯得非常重要。 然后，將每類零件的上述數(shù)據(jù)按照?qǐng)D5—1的形式畫成圖。上方的曲線表示按帕雷托順序排列的每種零件的年使用量(左大右小)。根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，這些曲線幾乎總是像圖中所示的指數(shù)形狀，少數(shù)零件的使用量大，大多數(shù)零件的使用量極低。下方的曲線表示零件“用在何處”，顯示出哪個(gè)零件被用于較多的產(chǎn)品?？梢宰⒁獾剑瑑蓷l曲線幾乎驚人準(zhǔn)確地對(duì)應(yīng)，零件的使用數(shù)量排列總是和零件在產(chǎn)品中的使用排列相對(duì)應(yīng)。因此，一條曲線將零件按帕雷托順序排列，而另一條曲線則按照相同的零件數(shù)量順序排列，而不必按其自己的帕雷托順序(這說(shuō)明了為什么圖51中下方的曲線呈鋸齒狀)。通過(guò)這種方法，可以同時(shí)按兩種準(zhǔn)則分析使用情況，這有助于下一個(gè)步驟的實(shí)施。在下一個(gè)步驟中，將對(duì)曲線進(jìn)行判斷，決定哪些現(xiàn)有零件可以被保留在通用零件表中。請(qǐng)注意，第一個(gè)帕雷托表(上方的曲線)應(yīng)該建立在主要制定準(zhǔn)則基礎(chǔ)之上，即建立在每年的使用量(如圖51)或“用在何處”的準(zhǔn)則之上。對(duì)于批量很小的產(chǎn)品系列來(lái)說(shuō),零件的使用量將是主要制定準(zhǔn)則；相反，對(duì)于批量很大的產(chǎn)品系列來(lái)說(shuō)，零件“用于何處’’將可能是主要制定準(zhǔn)則。這為下面將要討論的主要制定準(zhǔn)則的選擇提供了一種方法。 下一個(gè)步驟是建立一張基本零件表(baselinelist)，該表是以在前一步驟中確定的現(xiàn)有零件的固有通用性為基礎(chǔ)的。顯然，在曲線左端的使用頻率高的零件應(yīng)列在基本表中，在曲線右端的使用頻率低的零件則不應(yīng)列入其中。在將通用零件與其他零件進(jìn)行分離的過(guò)程中，需要進(jìn)行一些判斷。這些判斷，應(yīng)該由所有工程小組、制造、采購(gòu)以及負(fù)責(zé)認(rèn)定零件質(zhì)量和供應(yīng)商資格的部門(質(zhì)量或材料工程部門)等共同做出。質(zhì)量或材料工程部門會(huì)對(duì)做出這些決定很感興趣，因?yàn)闇p少零件種類對(duì)零件的采購(gòu)和質(zhì)量的保證產(chǎn)生積極的影響，零件種類越少，就越可以將注意力集中在通用零件的采購(gòu)、供貨商資格認(rèn)定和質(zhì)量問(wèn)題上。 如果零件使用情況與圖5—1上方的曲線相似，那么左邊1／3的零件可被列入基本零件表中。當(dāng)零件種類激增情況更加嚴(yán)重的時(shí)候，低用量和只用一次的零件會(huì)向右側(cè)延伸得更遠(yuǎn)。在這種情況下，通用零件只是表中最前面5％或10％的零件。 再下一步，是從第二條(下面的)曲線中選擇合適的零件。在某些情況下可能出現(xiàn)異常，比如，小批量使用的零件卻在許多產(chǎn)品中使用。盡管零件的使用量很少，但其廣泛的使用使得該零件或許有資格被列入基本零件表中。另一種情況是，一個(gè)零件可能只用在一個(gè)產(chǎn)品中，但用量很大。這需要通過(guò)調(diào)查來(lái)決定設(shè)計(jì)小組是否為該零件找到了用于未來(lái)產(chǎn)品的好方法。 這些零件構(gòu)成了基本零件表，并按前面講過(guò)的順序進(jìn)行排列。 把新產(chǎn)生的零件(即從未用過(guò)的零件)加入基本零件表。這一過(guò)程同樣需要由來(lái)自“高級(jí)的’’設(shè)計(jì)小組、材料審核組、制造、采購(gòu)和質(zhì)量控制部門的工程師們做出一致的判斷。 前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)，有許多重復(fù)零件被加入到系統(tǒng)當(dāng)中，有效的零件管理能夠正確地清除重復(fù)的零件。當(dāng)企業(yè)開始對(duì)重復(fù)零件進(jìn)行調(diào)查研究的時(shí)候，經(jīng)常可以發(fā)現(xiàn)在重復(fù)的零件之間存在著細(xì)微的差別，這為選擇最適于替代其他零件的零件創(chuàng)造了條件?？梢杂孟旅娼榻B的過(guò)程來(lái)選擇“更好”的零件。 下一步是合并平行的零件系列。如果在多種允差、質(zhì)量等級(jí)、螺距或表面粗糙度等方面能組成完整的零件族，那么設(shè)計(jì)小組應(yīng)該將它們合并為一組零件，即使這樣做需要對(duì)更昂貴的零件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。通常，因使用“更好”的零件而造成的零件成本的提高，將從減少總零件數(shù)量所節(jié)約的開支中得到補(bǔ)償。如果企業(yè)的成本統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)不能計(jì)算出這部分成本，企業(yè)就必須定性地估計(jì)其在制造柔性和降低材料一般性管理費(fèi)用方面的價(jià)值(見后面關(guān)于“昂貴零件標(biāo)準(zhǔn)化”的討論)。如下例所示，不同強(qiáng)度等級(jí)的螺釘或不同允差等級(jí)的電阻可進(jìn)行合并。 當(dāng)本書作者在英特爾系統(tǒng)集團(tuán)公司開始一個(gè)零件標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目時(shí)，有兩種不同的電阻族：5％允差的碳電阻和1％允差的金屬電阻，把它們合并成1％允差的電阻，于是就為新設(shè)計(jì)減少了幾百種零件?，F(xiàn)有產(chǎn)品中的這些零件也被替換，因?yàn)檫@被視為是“升級(jí)”的替換。因?yàn)樗须娮瓒及凑战y(tǒng)一的允差(1％)進(jìn)行采購(gòu)，導(dǎo)致訂貨量增大，從而能補(bǔ)償將5％允差的零件提升到1％等級(jí)時(shí)所造成的費(fèi)用，進(jìn)而節(jié)約了總成本。 請(qǐng)注意，實(shí)際上，即使較低質(zhì)量的零件在理論上已經(jīng)足夠滿足要求了，但基于高質(zhì)量零件所進(jìn)行的合并仍可能提高產(chǎn)品的質(zhì)量。 如圖51所示，按照直徑、節(jié)距、速比、功率、流量、電壓、歐姆、微法拉等數(shù)據(jù)，將零件表按適當(dāng)?shù)捻樞蜻M(jìn)行結(jié)構(gòu)化。通過(guò)搜集所有有關(guān)工程部門代表的反饋意見，對(duì)每個(gè)零件和特征類型的基本零件表草表進(jìn)行復(fù)審。這是形成通用零件表(monality lists)的正式步驟之一，也可能是向那些有經(jīng)驗(yàn)的工程師征求意見的非正式步驟，這些工程師可被當(dāng)作各部門的代表。各部門代表的早期參與，能減少本階段的不同意見。 把基本零件表草表分發(fā)給每一位工程師，同時(shí)說(shuō)明通用化對(duì)于企業(yè)目標(biāo)，特別是對(duì)大規(guī)模定制目標(biāo)的重要性。征求反饋意見，以確定基本零件表草表是否已包含了新設(shè)計(jì)所需的各種零件。詢問(wèn)工程師們，表中是否有多余零件或是否有重要零件被錯(cuò)誤地忽略了。 審查從基本零件表草表的復(fù)審過(guò)程中得到的反饋意見，根據(jù)有益的意見向表中加入適當(dāng)?shù)牧慵驈谋碇袆h除某些零件，將基本零件表最后確定下來(lái)，并準(zhǔn)備實(shí)施。由于通用化是柔性制造和按訂單生產(chǎn)的前提條件，因此也是大規(guī)模定制的前提條件，所以，必須堅(jiān)定不移地予以實(shí)施。 通用化涉及的范圍，應(yīng)當(dāng)與實(shí)施資源及企業(yè)對(duì)基于通用零件進(jìn)行設(shè)計(jì)的重要性和價(jià)值的認(rèn)識(shí)相匹配。某些企業(yè)會(huì)從低目標(biāo)開始，如緊固件或電阻，取得成功后，可以進(jìn)一步推廣到其他類型的零件。當(dāng)企業(yè)著手對(duì)其產(chǎn)品進(jìn)行大規(guī)模定制的時(shí)候，針對(duì)所有零件的有效的通用化工作是勢(shì)在必行的。在下發(fā)基本零件表之前，應(yīng)該對(duì)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行關(guān)于在新設(shè)計(jì)中使用通用零件的重要性的教育，指出它對(duì)制造柔性和降低一般性管理成本的重要意義。另一個(gè)具有教育意義和激勵(lì)作用的方法是采用“揭老底”的方法，即：揭示過(guò)去在使用大用量零件同樣可以達(dá)到設(shè)計(jì)意圖的情況下，因設(shè)計(jì)人員想當(dāng)然地選擇低用量零件而造成的零件種類激增的程度。設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，不管一個(gè)零件看起來(lái)多么簡(jiǎn)單，都會(huì)引起用于文檔記錄、零件采購(gòu)、儲(chǔ)存、分發(fā)和補(bǔ)充的一般性管理成本，同時(shí)也會(huì)因小批量制造造成巨大的費(fèi)用。 采用通用零件表的嚴(yán)格程度應(yīng)反映出企業(yè)對(duì)制造柔性、自動(dòng)化技術(shù)的利用、降低一般性管理成本和良好服務(wù)的需求。一個(gè)產(chǎn)量大、有昂貴的自動(dòng)化設(shè)備的柔性工廠要求100％地采用通用零件表，這樣才能保證不會(huì)因裝載非通用零件而將設(shè)備停機(jī)。如果制造柔性是大規(guī)模定制中非常關(guān)鍵的因素，那么大規(guī)模定制環(huán)境也要求100％地采用通用零件表。不打算100％地采用通用零件表的企業(yè)，應(yīng)該分析一下這種“非通用化”對(duì)柔性操作造成的影響。 許多企業(yè)只是在希望降低現(xiàn)行零件庫(kù)存的情況下，才鼓勵(lì)工程師使用已經(jīng)在用的零件。例如，通用電氣照明公司的目標(biāo)是在新的設(shè)計(jì)中有90％的零件是用過(guò)的。將通用零件表中作為通用或優(yōu)選的零件正式確定下來(lái)，用星號(hào)或粗體字把它們?cè)诟蟮?、可能仍在用于非大?guī)模定制的產(chǎn)品的推薦零件表中加以突出表示。一種更有效的方法是將優(yōu)選的通用零件單獨(dú)地列在一個(gè)表里，或列在零件通用表中包含該類零件的相應(yīng)區(qū)段的前面部分。英特爾系統(tǒng)集團(tuán)公司將優(yōu)選零件列在一張黃色的紙上，后面則是列在白紙上的現(xiàn)有的被認(rèn)可零件。如果只使用通用零件，就只需將通用零件表下發(fā)給工程師們。 作者在英特爾系統(tǒng)集團(tuán)公司實(shí)施了這種零件通用化的做法。針對(duì)20 000種印制電路板和計(jì)算機(jī)零件，通過(guò)通用化構(gòu)造了一張含500種零件的“優(yōu)選”零件表。把2 000種“軸類’’零件(電阻、電容和二極管)減少到35種，并分為兩組，一組是需要進(jìn)行軸向安裝的，另一組是需要進(jìn)行表面安裝的。 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的緊固件被標(biāo)準(zhǔn)化成一種螺釘！通用化過(guò)程是這樣進(jìn)行的：服務(wù)部門想采用十字頭螺釘，這樣他們就能使用同樣的工具；質(zhì)量部門想要一個(gè)便于使用的凸?fàn)顗|圈來(lái)保護(hù)表面油漆；工程設(shè)計(jì)部門想采用長(zhǎng)度僅為1／4英寸的632規(guī)格的螺釘；制造部門提出螺釘長(zhǎng)度應(yīng)為3／8英寸，這樣在自動(dòng)送料改錐里才不會(huì)翻倒。在以前的設(shè)計(jì)中，不同類型的螺釘太多，以致于無(wú)法使用自動(dòng)送料改錐。新的設(shè)計(jì)在40個(gè)地方使用了標(biāo)準(zhǔn)螺釘，再加上螺釘正確的幾何形狀，從而使自動(dòng)送料改錐得以有效地應(yīng)用。若螺釘比實(shí)際所需的長(zhǎng)度長(zhǎng)出1／8英寸，會(huì)使螺釘從緊固件中凸起，這違反了禁止有這種凸起現(xiàn)象的操作標(biāo)準(zhǔn)。但只要這種凸起不造成安全問(wèn)題，或不在任何方面犧牲產(chǎn)品的功能，那么就可以修改該標(biāo)準(zhǔn)，允許這種凸起。 大規(guī)模定制需要足夠的運(yùn)作柔性，英特爾公司的執(zhí)行目標(biāo)還不是100％，但我們感到，即使是95％的通用化也能大量地節(jié)省材料的一般性管理費(fèi)用。工具的通用化 與零件通用化相關(guān)的一個(gè)話題是工具的通用化，它確定在裝配、調(diào)整、校準(zhǔn)、檢驗(yàn)、維修和服務(wù)過(guò)程中需要多少種不同的工具。加工工具的通用化將在特征的通用化之后討論。 工具的通用化通過(guò)消除制造過(guò)程中定位和更換工具等輔助性工作對(duì)大規(guī)模定制產(chǎn)生影響。如果由經(jīng)銷商或客戶完成定制，那么理想的情況是不需要工具。一旦需要工具，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)就應(yīng)該圍繞通用工具進(jìn)行，這些工具應(yīng)易于使用，而且經(jīng)銷商或客戶也能夠得到。產(chǎn)品中可以附帶一個(gè)簡(jiǎn)單的、能完成所有定制任務(wù)的工具。 有的設(shè)計(jì)可能要求使用幾種不同長(zhǎng)度的螺釘，但如果螺釘?shù)念^部形狀相同，就可以使用一個(gè)改錐。如果維修服務(wù)人員要在移動(dòng)或在不方便的環(huán)境下工作，如在凈化室內(nèi)、只能爬行的地方、狹窄的通道、公用電線桿、水下、空中等等，那么，工具的通用化就更加重要。工具的通用化還有助于降低隨產(chǎn)品提供的維修工具箱的費(fèi)用(如隨汽車提供的工具箱)，并使客戶能自己進(jìn)行更多的維修。應(yīng)當(dāng)按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行工具的標(biāo)準(zhǔn)化，使之成為易于獲得的工具。通常因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)過(guò)程中沒有考慮工具的種類，所以才需要專用工具。有時(shí)，僅僅因?yàn)樵诋a(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮到留出使用工具的地方，就需要專用的工具。 企業(yè)范圍內(nèi)的工具通用化可按下列方式進(jìn)行：首先，分析用于現(xiàn)有產(chǎn)品的工具。按使用情況排出優(yōu)先次序，找出現(xiàn)有工具中最“常用”的。如果可能的話，與制造和服務(wù)人員，以及經(jīng)銷商和客戶一起，確定優(yōu)選的工具。把選出的通用工具與通用零件加以協(xié)調(diào)，將通用工具表與通用零件表一起下發(fā)。特征的通用化 諸如鉆孔、鉸孔、沖孔和薄板彎曲半徑等特征需要使用專用的刀具，例如鉆頭、鉸刀、沖模和彎曲心軸。如果沒有可裝備所有刀具的機(jī)器，就要更換刀具，這就使得每次需更換刀具時(shí)都要進(jìn)行相應(yīng)的準(zhǔn)備工作。有些機(jī)器有自動(dòng)更換刀具的功能，但其刀具庫(kù)容量大都受到限制。 大多數(shù)的薄板彎曲半徑只要求在適當(dāng)?shù)姆秶畠?nèi)，并不要求給出某個(gè)特定的值。但在設(shè)計(jì)圖上，設(shè)計(jì)者為了完成設(shè)計(jì)圖必須給定一個(gè)彎曲半徑值。遺憾的是，大多數(shù)設(shè)計(jì)者想當(dāng)然地指定一個(gè)彎曲半徑，使得加工車間不得不更換和重新定位軸心，才能按照這個(gè)半徑卷板。 更微妙但仍很重要的一點(diǎn)是，通用特征是按照車床、銑床等機(jī)床上所使用的切削刀具進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的。就彎曲半徑而言，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)圓角半徑能夠滿足整個(gè)產(chǎn)品族的要求時(shí)，許多設(shè)計(jì)者卻想當(dāng)然地自行確定一個(gè)圓角半徑。各種各樣的圓角半徑使得機(jī)械師不得不經(jīng)常更換切削刀具。 在為CNC銑床設(shè)計(jì)零件時(shí)，設(shè)計(jì)者應(yīng)該在產(chǎn)品族中指定相同的標(biāo)準(zhǔn)圓角半徑，從而可以只使用單一的銑刀。這保證了在銑削該產(chǎn)品族中的所有零件時(shí)，不必改變?cè)O(shè)備的設(shè)置，因此保證了制造的柔性和昂貴設(shè)備的高利用率。 為了實(shí)現(xiàn)特征的通用化，應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的加工工具進(jìn)行特征的標(biāo)準(zhǔn)化，并確保不超過(guò)刀具庫(kù)的容量?？梢哉{(diào)查一下本工廠和主要的外部經(jīng)銷商所使用的工具(不論其現(xiàn)在是否使用)。一種可靠的辦法是，只選擇所有設(shè)備和經(jīng)銷商都易于制造的特征。根據(jù)加工工具的可用性和加工能力，編輯一張?zhí)卣鞅?，并將其隨同零件、手工工具和原材料的通用表一起下發(fā)。原材料的通用化 大規(guī)模定制模式要求產(chǎn)品的原材料具有通用性，此時(shí)的定制就是“量體裁衣’’(cuttofit)。如果能對(duì)加工用的原材料實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化，那么就能以足夠的柔性加工不同的產(chǎn)品，而無(wú)需對(duì)原材料、夾具或切削刀具等進(jìn)行更換等準(zhǔn)備過(guò)程。 ．棒材／管材 如果能夠?qū)⒃牧蠘?biāo)準(zhǔn)化為一種規(guī)格的棒材或一種規(guī)格的管材，那么，計(jì)算機(jī)控制的機(jī)器就可以通過(guò)控制程序，按照所需的長(zhǎng)度切割相同的材料。這種柔性能確定進(jìn)行“量體裁衣”的定制的可行性。雖然手工切割的適應(yīng)性可能更強(qiáng)一些，但材料的標(biāo)準(zhǔn)化將操作指令簡(jiǎn)化到只有一個(gè)長(zhǎng)度值，從而把因?yàn)槟清e(cuò)材料而引起失誤的可能性減至最低。 ．板材 如果能把板材標(biāo)準(zhǔn)化到一種厚度和一種材質(zhì)，計(jì)算機(jī)控制的激光切割機(jī)就能切割所有的薄板零件，而不必更換板材。此時(shí)，自動(dòng)化的薄板進(jìn)料機(jī)就可以根據(jù)需要給機(jī)器重復(fù)裝載板材。當(dāng)零件很小，以致于不需更換板材就能從一張板上切割出許多零件時(shí)，這種標(biāo)準(zhǔn)化就顯得更加重要。 ．模壓／鑄造 大規(guī)模定制的策略可能要求提供大量不同品種的模壓或鑄造零件。如果能利用相同的原材料將模壓和鑄造操作標(biāo)準(zhǔn)化，使許多不同零件使用相同的模具，以分?jǐn)偲浼庸r(shí)間和工具的費(fèi)用，那么，模壓和鑄造過(guò)程的成本將