【文章內(nèi)容簡介】 ”的方法實施零件的通用化。 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遠高于其他零件的零件，與其為新產(chǎn)品設計想當然地選擇零件，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，另一個原因是，已經(jīng)被廣泛應用的零件可能對新舊產(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。這個信息可以從采購或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)關于“用在何處”的報表中得到這個信息。如果一個企業(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)品需要服務和備件，那么隨著時間的流逝，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)按照圖5—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，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”，顯示出哪個零件被用于較多的產(chǎn)品?？梢宰⒁獾?，兩條曲線幾乎驚人準確地對應，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應。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(這說明了為什么圖51中下方的曲線呈鋸齒狀)。通過這種方法，可以同時按兩種準則分析使用情況，這有助于下一個步驟的實施。在下一個步驟中，將對曲線進行判斷，決定哪些現(xiàn)有零件可以被保留在通用零件表中。請注意，第一個帕雷托表(上方的曲線)應該建立在主要制定準則基礎之上，即建立在每年的使用量(如圖51)或“用在何處”的準則之上。對于批量很小的產(chǎn)品系列來說,零件的使用量將是主要制定準則；相反，對于批量很大的產(chǎn)品系列來說，零件“用于何處’’將可能是主要制定準則。這為下面將要討論的主要制定準則的選擇提供了一種方法。 下一個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的。顯然，在曲線左端的使用頻率高的零件應列在基本表中，在曲線右端的使用頻率低的零件則不應列入其中。在將通用零件與其他零件進行分離的過程中，需要進行一些判斷。這些判斷，應該由所有工程小組、制造、采購以及負責認定零件質(zhì)量和供應商資格的部門(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對做出這些決定很感興趣，因為減少零件種類對零件的采購和質(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、供貨商資格認定和質(zhì)量問題上。 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。當零件種類激增情況更加嚴重的時候，低用量和只用一次的零件會向右側延伸得更遠。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，一個零件可能只用在一個產(chǎn)品中，但用量很大。這需要通過調(diào)查來決定設計小組是否為該零件找到了用于未來產(chǎn)品的好方法。 這些零件構成了基本零件表，并按前面講過的順序進行排列。 把新產(chǎn)生的零件(即從未用過的零件)加入基本零件表。這一過程同樣需要由來自“高級的’’設計小組、材料審核組、制造、采購和質(zhì)量控制部門的工程師們做出一致的判斷。 前面已經(jīng)說過，有許多重復零件被加入到系統(tǒng)當中，有效的零件管理能夠正確地清除重復的零件。當企業(yè)開始對重復零件進行調(diào)查研究的時候，經(jīng)?？梢园l(fā)現(xiàn)在重復的零件之間存在著細微的差別，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的過程來選擇“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、螺距或表面粗糙度等方面能組成完整的零件族，那么設計小組應該將它們合并為一組零件，即使這樣做需要對更昂貴的零件進行標準化。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)約的開支中得到補償。如果企業(yè)的成本統(tǒng)計系統(tǒng)不能計算出這部分成本，企業(yè)就必須定性地估計其在制造柔性和降低材料一般性管理費用方面的價值(見后面關于“昂貴零件標準化”的討論)。如下例所示，不同強度等級的螺釘或不同允差等級的電阻可進行合并。 當本書作者在英特爾系統(tǒng)集團公司開始一個零件標準化項目時，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，于是就為新設計減少了幾百種零件?，F(xiàn)有產(chǎn)品中的這些零件也被替換，因為這被視為是“升級”的替換。因為所有電阻都按照統(tǒng)一的允差(1％)進行采購，導致訂貨量增大，從而能補償將5％允差的零件提升到1％等級時所造成的費用，進而節(jié)約了總成本。 請注意，實際上，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?shù)捻樞蜻M行結構化。通過搜集所有有關工程部門代表的反饋意見，對每個零件和特征類型的基本零件表草表進行復審。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)驗的工程師征求意見的非正式步驟，這些工程師可被當作各部門的代表。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，同時說明通用化對于企業(yè)目標，特別是對大規(guī)模定制目標的重要性。征求反饋意見，以確定基本零件表草表是否已包含了新設計所需的各種零件。詢問工程師們，表中是否有多余零件或是否有重要零件被錯誤地忽略了。 審查從基本零件表草表的復審過程中得到的反饋意見，根據(jù)有益的意見向表中加入適當?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，并準備實施。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，必須堅定不移地予以實施。 通用化涉及的范圍，應當與實施資源及企業(yè)對基于通用零件進行設計的重要性和價值的認識相匹配。某些企業(yè)會從低目標開始，如緊固件或電阻，取得成功后，可以進一步推廣到其他類型的零件。當企業(yè)著手對其產(chǎn)品進行大規(guī)模定制的時候，針對所有零件的有效的通用化工作是勢在必行的。在下發(fā)基本零件表之前，應該對設計人員進行關于在新設計中使用通用零件的重要性的教育，指出它對制造柔性和降低一般性管理成本的重要意義。另一個具有教育意義和激勵作用的方法是采用“揭老底”的方法，即：揭示過去在使用大用量零件同樣可以達到設計意圖的情況下，因設計人員想當然地選擇低用量零件而造成的零件種類激增的程度。設計人員應當認識到，不管一個零件看起來多么簡單，都會引起用于文檔記錄、零件采購、儲存、分發(fā)和補充的一般性管理成本，同時也會因小批量制造造成巨大的費用。 采用通用零件表的嚴格程度應反映出企業(yè)對制造柔性、自動化技術的利用、降低一般性管理成本和良好服務的需求。一個產(chǎn)量大、有昂貴的自動化設備的柔性工廠要求100％地采用通用零件表，這樣才能保證不會因裝載非通用零件而將設備停機。如果制造柔性是大規(guī)模定制中非常關鍵的因素，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)，應該分析一下這種“非通用化”對柔性操作造成的影響。 許多企業(yè)只是在希望降低現(xiàn)行零件庫存的情況下，才鼓勵工程師使用已經(jīng)在用的零件。例如，通用電氣照明公司的目標是在新的設計中有90％的零件是用過的。將通用零件表中作為通用或優(yōu)選的零件正式確定下來，用星號或粗體字把它們在更大的、可能仍在用于非大規(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)選的通用零件單獨地列在一個表里，或列在零件通用表中包含該類零件的相應區(qū)段的前面部分。英特爾系統(tǒng)集團公司將優(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)集團公司實施了這種零件通用化的做法。針對20 000種印制電路板和計算機零件，通過通用化構造了一張含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，一組是需要進行軸向安裝的，另一組是需要進行表面安裝的。 計算機系統(tǒng)的緊固件被標準化成一種螺釘！通用化過程是這樣進行的：服務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)量部門想要一個便于使用的凸狀墊圈來保護表面油漆；工程設計部門想采用長度僅為1／4英寸的632規(guī)格的螺釘；制造部門提出螺釘長度應為3／8英寸，這樣在自動送料改錐里才不會翻倒。在以前的設計中，不同類型的螺釘太多，以致于無法使用自動送料改錐。新的設計在40個地方使用了標準螺釘，再加上螺釘正確的幾何形狀，從而使自動送料改錐得以有效地應用。若螺釘比實際所需的長度長出1／8英寸，會使螺釘從緊固件中凸起，這違反了禁止有這種凸起現(xiàn)象的操作標準。但只要這種凸起不造成安全問題，或不在任何方面犧牲產(chǎn)品的功能，那么就可以修改該標準，允許這種凸起。 大規(guī)模定制需要足夠的運作柔性，英特爾公司的執(zhí)行目標還不是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用。工具的通用化 與零件通用化相關的一個話題是工具的通用化，它確定在裝配、調(diào)整、校準、檢驗、維修和服務過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。 工具的通用化通過消除制造過程中定位和更換工具等輔助性工作對大規(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)品的設計就應該圍繞通用工具進行，這些工具應易于使用，而且經(jīng)銷商或客戶也能夠得到。產(chǎn)品中可以附帶一個簡單的、能完成所有定制任務的工具。 有的設計可能要求使用幾種不同長度的螺釘，但如果螺釘?shù)念^部形狀相同，就可以使用一個改錐。如果維修服務人員要在移動或在不方便的環(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用(如隨汽車提供的工具箱)，并使客戶能自己進行更多的維修。應當按照標準進行工具的標準化，使之成為易于獲得的工具。通常因為在設計過程中沒有考慮工具的種類，所以才需要專用工具。有時，僅僅因為在產(chǎn)品設計時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器，就要更換刀具，這就使得每次需更換刀具時都要進行相應的準備工作。有些機器有自動更換刀具的功能，但其刀具庫容量大都受到限制。 大多數(shù)的薄板彎曲半徑只要求在適當?shù)姆秶畠?nèi)，并不要求給出某個特定的值。但在設計圖上，設計者為了完成設計圖必須給定一個彎曲半徑值。遺憾的是，大多數(shù)設計者想當然地指定一個彎曲半徑，使得加工車間不得不更換和重新定位軸心，才能按照這個半徑卷板。 更微妙但仍很重要的一點是，通用特征是按照車床、銑床等機床上所使用的切削刀具進行標準化的。就彎曲半徑而言，當標準圓角半徑能夠滿足整個產(chǎn)品族的要求時，許多設計者卻想當然地自行確定一個圓角半徑。各種各樣的圓角半徑使得機械師不得不經(jīng)常更換切削刀具。 在為CNC銑床設計零件時，設計者應該在產(chǎn)品族中指定相同的標準圓角半徑，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，不必改變設備的設置，因此保證了制造的柔性和昂貴設備的高利用率。 為了實現(xiàn)特征的通用化，應根據(jù)標準的加工工具進行特征的標準化，并確保不超過刀具庫的容量?？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，此時的定制就是“量體裁衣’’(cuttofit)。如果能對加工用的原材料實行標準化，那么就能以足夠的柔性加工不同的產(chǎn)品，而無需對原材料、夾具或切削刀具等進行更換等準備過程。 ．棒材／管材 如果能夠將原材料標準化為一種規(guī)格的棒材或一種規(guī)格的管材，那么，計算機控制的機器就可以通過控制程序，按照所需的長度切割相同的材料。這種柔性能確定進行“量體裁衣”的定制的可行性。雖然手工切割的適應性可能更強一些，但材料的標準化將操作指令簡化到只有一個長度值，從而把因為那錯材料而引起失誤的可能性減至最低。 ．板材 如果能把板材標準化到一種厚度和一種材質(zhì)，計算機控制的激光切割機就能切割所有的薄板零件，而不必更換板材。此時，自動化的薄板進料機就可以根據(jù)需要給機器重復裝載板材。當零件很小，以致于不需更換板材就能從一張板上切割出許多零件時，這種標準化就顯得更加重要。 ．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準化，使許多不同零件使用相同的模具，以分攤其加工時間和工具的費用，那么，模壓和鑄造過程的成本將