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一．刀具管理(Tool-Management)的概念
刀具管理(Tool-Management)的概念最早由美國在20世紀(jì)80年代提出,并于15年前首先應(yīng)用于美國通用汽車公司的“土星項(xiàng)目”,但當(dāng)時(shí)刀具管理涉及的刀具類型比較簡單(非精密刀具),內(nèi)容也僅局限于物流管理。通過不斷完善和改進(jìn),如今刀具管理已發(fā)展為一個(gè)完整的管理模式,其應(yīng)用范圍也逐步拓展,一些企業(yè)在新項(xiàng)目開始階段即應(yīng)用刀具管理參與項(xiàng)目支持。20世紀(jì)90年代以來,刀具管理開始在德國等歐洲企業(yè)推行。目前已有越來越多的企業(yè)(尤其是汽車生產(chǎn)企業(yè),如匈牙利的Opel工廠、德國大眾波蘭工廠、美國通用上海工廠等)采用了刀具管理模式。
在機(jī)械加工中,刀具的直接成本一般約占加工總成本的4%(如刀具壽命提高30%,則加工總成本可降低1%)。而刀具的間接成本(包括刀具的選擇、檢測、倉儲、購買、修理、修磨、管理等產(chǎn)生的成本)約為刀具直接成本的4倍,因此減少刀具間接成本是降低刀具費(fèi)用最具潛力、最有效的途徑。企業(yè)引入刀具管理系統(tǒng)對使用的刀具進(jìn)行優(yōu)化管理,可節(jié)省刀具的倉儲、采購、管理等費(fèi)用,優(yōu)化加工工藝,達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本的目的。
二．刀具管理的內(nèi)容與運(yùn)作模式
1）刀具管理的流程與模式
刀具管理的含義是圍繞產(chǎn)品的技術(shù)、質(zhì)量和成本,在生產(chǎn)過程中優(yōu)化刀具供應(yīng),進(jìn)行企業(yè)內(nèi)部和外部刀具信息的溝通交流以及刀具物流管理。刀具管理系統(tǒng)主要包括應(yīng)用和項(xiàng)目兩大模塊。應(yīng)用模塊的主要功能為刀具使用技術(shù)咨詢和生產(chǎn)加工工序優(yōu)化,其工作范圍涉及刀具選擇、工藝改進(jìn)(如切削參數(shù)優(yōu)化)等。項(xiàng)目模塊的主要功能為按照產(chǎn)品圖紙?zhí)峁┱麄€(gè)零件的加工方案,并合理配置相應(yīng)刀具。
2）刀具管理的五個(gè)層次
根據(jù)刀具管理內(nèi)容的差別,刀具管理可劃分為不同的層次,有的僅涉及刀具的倉儲管理;有的則包括刀具的修磨、調(diào)整和現(xiàn)場刀具供貨;有的要求至少一位技術(shù)工程師長駐現(xiàn)場,直接為用戶服務(wù)。目前,國外一般將現(xiàn)有刀具管理服務(wù)劃分為圖2所示的五個(gè)階段(層次):
在第一、第二階段,刀具管理的主要內(nèi)容為刀具修磨和刀具準(zhǔn)備,這種服務(wù)可滿足用戶的基本需求。
在第三、第四階段,刀具管理的主要任務(wù)為過程優(yōu)化、改善和庫存管理。從第三階段開始,刀具管理經(jīng)理的個(gè)人素質(zhì)將影響為客戶服務(wù)的質(zhì)量。第三、第四階段與第五階段的區(qū)別在于客戶必須更多地依賴于自己的刀具知識,刀具管理經(jīng)理只是一位具備相應(yīng)資格的咨詢者。目前應(yīng)用的大部分刀具管理只能達(dá)到第三、第四階段的水平。
第五階段(最高層次)除包括第一～第四階段的工作內(nèi)容外,還包括以下內(nèi)容:刀具管理經(jīng)理長駐生產(chǎn)現(xiàn)場;制造現(xiàn)場設(shè)置專門的刃磨機(jī)床用于修磨刀具;設(shè)有自己的刀具庫,可直接在生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行刀具測量和預(yù)調(diào),提供刀具修理、修磨和涂層服務(wù),并及時(shí)向生產(chǎn)線提供刀具,保證生產(chǎn)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在此階段,刀具管理經(jīng)理完全參與到項(xiàng)目之中,對刀具的配置和應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化。刀具管理經(jīng)理需要掌握整個(gè)項(xiàng)目的刀具技術(shù),其工作質(zhì)量直接影響工藝優(yōu)化效果。第五階段的刀具管理費(fèi)用不是按所消耗的刀具數(shù)量來收取,而是按生產(chǎn)的工件數(shù)量計(jì)算,同時(shí)對每年刀具費(fèi)用的降低比例提出了明確要求。
3）刀具管理的具體內(nèi)容
刀具管理包括以下具體工作內(nèi)容:
項(xiàng)目計(jì)劃:對整個(gè)項(xiàng)目的刀具管理提出方案設(shè)想,參與項(xiàng)目開始的OEM及刀具配置,按照產(chǎn)品圖紙?jiān)O(shè)計(jì)加工刀具和加工方案。
資料整理:收集完整的刀具設(shè)計(jì)圖、刀具調(diào)整圖、刀具切削參數(shù)和刀具壽命資料;整理刀具費(fèi)用數(shù)據(jù)。
刀具訂購:根據(jù)原始的配刀方案和優(yōu)化后的刀具清單訂購刀具,訂購數(shù)量由刀具庫存量和待加工產(chǎn)品產(chǎn)量決定。
庫存管理:將所有刀具存儲在中央倉庫中,用專用計(jì)算機(jī)管理軟件進(jìn)行倉儲管理,可自動統(tǒng)計(jì)庫存刀具的品種、規(guī)格、數(shù)量并提供每天的刀具訂購量。
刀具調(diào)整:由刀具管理者按照刀具調(diào)整圖在調(diào)刀室進(jìn)行刀具調(diào)整。
物流管理:①將新刀具運(yùn)至中央倉庫;②將調(diào)整好的刀具提供給所有機(jī)床(一般在機(jī)床前有一個(gè)刀具車或刀具箱);③將使用過的刀具回收到修磨場地。
刀具修磨、再涂層、修理:①清理檢查使用過的刀、輔具;②對使用過的鉆頭、絲錐、刀片等進(jìn)行修磨或再涂層;③對可再次使用的輔具進(jìn)行修理。
工藝優(yōu)化:①與用戶一起進(jìn)行加工工藝技術(shù)分析;②提出工藝改進(jìn)和刀具優(yōu)化方案;③進(jìn)行工藝對比試驗(yàn),確定工藝優(yōu)化方案。
三．刀具管理應(yīng)用實(shí)例
1）VWChemnitz公司的刀具管理
德國大眾Chemnitz發(fā)動機(jī)廠的前身是東德Barkas-Wark公司,1992年被德國大眾兼并。建立新廠后由Guehring公司負(fù)責(zé)工廠的刀具管理。項(xiàng)目基本情況如下:①目前僅對連桿和缸蓋生產(chǎn)線采用刀具管理;②年生產(chǎn)能力50～100萬件;③管理對象:加工中使用的近150種不同刀具,包括硬質(zhì)合金鉆頭、砂輪、絲錐、珩磨條、銑刀片、PCD刀片等(標(biāo)準(zhǔn)刀具由其它刀具廠商提供);④刀具直接放置于生產(chǎn)線的工具箱里(見圖3),每條生產(chǎn)線有兩張申領(lǐng)刀具的條形卡,由專人負(fù)責(zé)刷卡領(lǐng)刀,并將使用過的刀具放入工具箱;⑤Guehring公司在工廠附近設(shè)有一個(gè)服務(wù)中心;⑥VWChemnitz公司按生產(chǎn)的每件成品支付刀具管理費(fèi)用。
2）VWMotorPoland公司的刀具管理
德國大眾波蘭發(fā)動機(jī)工廠1999年8月開業(yè),每天生產(chǎn)2000臺發(fā)動機(jī)。工廠建立時(shí)就由奧地利TCM公司負(fù)責(zé)刀具管理。項(xiàng)目基本情況如下:①對缸蓋、凸輪軸生產(chǎn)線采用刀具管理;②刀具管理者參與項(xiàng)目方案及刀具設(shè)計(jì);③管理對象:15家刀具供應(yīng)商的近400種刀具;④TCM公司投資300萬(DM),在生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)置刃磨機(jī)床、刀具預(yù)調(diào)儀等(見圖4),現(xiàn)場配備6個(gè)操作人員,刀具管理經(jīng)理每月到現(xiàn)場一次;⑤刀具管理內(nèi)容涉及訂購、倉庫管理、修磨、工藝優(yōu)化等;⑥VWMotorPoland公司按生產(chǎn)的每件成品支付刀具管理費(fèi)用。
四．結(jié)語
20世紀(jì)90年代以來,德國大眾、寶馬和美國通用、克萊斯勒等汽車制造公司在歐洲的工廠中紛紛采用刀具管理。日本雖有不少學(xué)者對該管理模式進(jìn)行研究,但日本企業(yè)在生產(chǎn)線上采用刀具管理模式的不多。在生產(chǎn)線上采用刀具管理雖有許多優(yōu)點(diǎn),但也存在需要完善之處。
作為一種現(xiàn)代管理模式及方法,刀具管理具有以下特點(diǎn):
有利于刀具的合理、充分利用,不僅可降低刀具直接成本,而且可降低刀具間接成本(減少刀具倉儲、采購費(fèi)用,為用戶企業(yè)精簡刀具管理機(jī)構(gòu),減少刀具管理人員);優(yōu)化加工工藝,提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低生產(chǎn)總成本。
刀具管理特別適用于新建項(xiàng)目,且在新廠運(yùn)行的2～3年內(nèi)應(yīng)用效果較好(2～3年后則可由用戶自行管理)。
采用完全的刀具管理模式也存在一定弊病,如可能導(dǎo)致刀具用戶喪失對相關(guān)切削技術(shù)的掌握等。此外,刀具管理模式的正常運(yùn)行必須以管理方和刀具用戶雙方的誠信合作為前提條件,這樣方能保證在刀具發(fā)生異常損耗時(shí)雙方可共同協(xié)商、解決問題。目前,有關(guān)刀具管理的理論與方法仍需結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐不斷予以豐富和完善。
