工藝設(shè)備選型方法研究

楊紅+郭烽

摘 要：文章介紹了工藝設(shè)備選型的內(nèi)涵，提出了設(shè)備選型應(yīng)當(dāng)遵循的適應(yīng)性、前瞻性、經(jīng)濟(jì)性、齊全性等基本原則。從典型件零件確定、主要規(guī)格的選擇、精度等級、數(shù)控系統(tǒng)等方面，闡述了工藝設(shè)備選型的基本方法。分析了設(shè)備選型時對設(shè)備全生命周期經(jīng)濟(jì)性應(yīng)關(guān)注的重點。

關(guān)鍵詞：工藝設(shè)備；選型；方法；研究

中圖分類號：V263.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）34-0090-02

1 概述

1986年10月，一艘美國核潛艇由于沒有偵測到前蘇聯(lián)潛艇的噪音，導(dǎo)致冷戰(zhàn)雙方潛艇海底相撞。經(jīng)查，原因是東芝公司違反日美協(xié)議，私下賣給蘇聯(lián)四臺MBP-11OS九軸數(shù)控銑床，使蘇聯(lián)潛艇螺旋槳加工精度大幅度提高，進(jìn)而潛艇推進(jìn)器噪音大幅降低。美國就此對日本進(jìn)行了制裁，日本首相向美國政府道歉。這就是著名的東芝事件。這一事件，從一個側(cè)面說明，工藝設(shè)備對產(chǎn)品質(zhì)量多么重要，對武器裝備整體性能和水平起到了關(guān)鍵性的作用。

本文研究的內(nèi)容，就是工藝設(shè)備選型的方法問題。

2 工藝設(shè)備與工藝設(shè)備選型的概念

俗話說，沒有金剛鉆，攬不了磁器活。金剛鉆，就是工藝設(shè)備。干磁器活時需要選擇金剛鉆這樣的設(shè)備，就是工藝設(shè)備選型。

（1）工藝設(shè)備。設(shè)備是指可供企業(yè)在生產(chǎn)中長期使用并在反復(fù)使用中基本保持原有實物形態(tài)和功能的勞動資料和物質(zhì)資料的總和。工藝設(shè)備是加工制造產(chǎn)品的物質(zhì)基礎(chǔ)。是企業(yè)生產(chǎn)制造過程中的重要基礎(chǔ)設(shè)施，狹義上，工藝設(shè)備是實現(xiàn)加工技術(shù)要求、試驗技術(shù)要求、檢測技術(shù)要求等的硬件裝備，廣義上，工藝設(shè)備還包括確保裝備實現(xiàn)功能的工裝、工具、資料、軟件等配套附件。對于航空企業(yè)而言，航空產(chǎn)品尤其是航空發(fā)動機(jī)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零件眾多，質(zhì)量要求非常高，不論是整機(jī)制造還是單個零件的制造過程，其工藝過程十分復(fù)雜，工藝類別也就非常繁多。航空發(fā)動機(jī)企業(yè)中的工藝類別，除了常見的車銑鉆磨等機(jī)械冷加工、鍛鑄熱處理等熱加工之外，還包括了噴涂、噴丸、電加工等特種工藝、以及磁力探傷、熒光探傷等特種檢測工藝，為了實現(xiàn)這些工藝技術(shù)要求，就需要選擇不同類別的工藝設(shè)備，如各類機(jī)床、加熱爐、真空爐、探傷機(jī)等。

（2）工藝設(shè)備選型。工藝設(shè)備選型是根據(jù)零件生產(chǎn)制造的工藝要求，從相同類別的設(shè)備中，選擇能夠滿足所加工零件質(zhì)量要求的工藝裝備的過程。按照國防科工局2012年頒布的《國防工業(yè)企業(yè)國有設(shè)備資產(chǎn)管理辦法》規(guī)定，對于國防工業(yè)大型設(shè)備、高附加值設(shè)備、復(fù)雜性的設(shè)備采購需要進(jìn)行公開招標(biāo)采購。所以，國防工業(yè)企業(yè)工藝設(shè)備選型，是從多個設(shè)備供應(yīng)商多種可以滿足相同需求的不同型號、規(guī)格的設(shè)備中，經(jīng)過招投標(biāo)或內(nèi)部評議，從產(chǎn)品的技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性等多方面綜合分析評價，選擇最佳方案并做出購買決策的過程。工藝設(shè)備選型包括購置標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、非標(biāo)設(shè)備以及自行設(shè)計、制造的專用設(shè)備。采用科學(xué)的方法，合理地進(jìn)行工藝設(shè)備選型，購買經(jīng)濟(jì)、實用、耐用的工藝設(shè)備，可以使企業(yè)以有限的設(shè)備投資獲得最大的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益和質(zhì)量效益，這對航空產(chǎn)品承制企業(yè)十分重要。

3 工藝設(shè)備選型應(yīng)遵循的基本原則

工藝設(shè)備選型應(yīng)遵循以下原則：

（1）適用性原則。工藝設(shè)備選型必須首先考慮生產(chǎn)上的適用性。生產(chǎn)上的適用性包括兩個含義。一是專用性，設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)某一零件某一工序的加工要求和質(zhì)量保證要求。例如加工發(fā)動機(jī)壓氣盤外圓的專用車床。二是普適性，設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)多種不同零件某一工序的加工要求和質(zhì)量保證要求。例如加工發(fā)動機(jī)壓氣盤外圓的車床，同時也能進(jìn)行渦輪盤外圓的車削加工。

（2）前瞻性原則。工藝設(shè)備選型必須考慮技術(shù)上的先進(jìn)性。技術(shù)上的先進(jìn)性包括兩個含義：一是產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展。所選擇的設(shè)備應(yīng)考慮所加工產(chǎn)品在技術(shù)上的持續(xù)發(fā)展，滿足未來的需求，如更高精度的需求、更大尺寸的需求、更快加工效率的需求、更多不同結(jié)構(gòu)零件的需求等等。二是工藝設(shè)備技術(shù)的發(fā)展。在最大限度的滿足現(xiàn)有加工產(chǎn)品的工藝需求的前提下，工藝設(shè)備應(yīng)在技術(shù)上體現(xiàn)出先進(jìn)性，所選擇購買的工藝設(shè)備具有一定的技術(shù)儲備，以滿足未來的發(fā)展需求，避免選擇試制型、過渡性、淘汰型、高耗能性、高污染型的設(shè)備，注重設(shè)備技術(shù)改造的可持續(xù)發(fā)展。

（3）經(jīng)濟(jì)性原則。工藝設(shè)備選型必須考慮經(jīng)濟(jì)上的可承受性。經(jīng)濟(jì)上的可承受性包括兩個含義。一是工藝設(shè)備采購成本的可承受性，即可實現(xiàn)加工質(zhì)量要求，又能經(jīng)濟(jì)上合理，采購價格在設(shè)備技改預(yù)算計劃的范圍內(nèi)，具有較高的性價比。二是工藝設(shè)備使用上的可靠性，所采購的設(shè)備應(yīng)能夠適應(yīng)生產(chǎn)制造的強(qiáng)度，使用過程故障率低、維護(hù)方便，設(shè)備維修成本低。

（4）齊全性原則。工藝設(shè)備選型必須考慮工藝設(shè)備使用上的齊全配套，要根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點、工藝設(shè)備的使用特點，將必備的工藝設(shè)備附件，配套軟件，專用檢具，備品備件等一并選配齊全，同時要充分考慮動力配套設(shè)施的要求、設(shè)備安裝位置及環(huán)境要求，才能保證設(shè)備到貨后順利安調(diào)，及時投產(chǎn)使用，以避免二次投資，增加采購成本。

4 工藝設(shè)備選型的基本方法

工藝設(shè)備選型主要通過與設(shè)備使用單位進(jìn)行充分的技術(shù)交流，充分了解典型零件加工工藝要求，選擇工藝設(shè)備的特征規(guī)格，在調(diào)研設(shè)備供應(yīng)商研制、生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)上，選擇適合的設(shè)備。以數(shù)控加工中心設(shè)備為例，介紹工藝設(shè)備選型的基本方法。

（1）確定典型加工零件。在工藝設(shè)備的選用上需要結(jié)合零件的結(jié)構(gòu)特點并結(jié)合現(xiàn)有的工藝設(shè)備確定加工所需要的加工工序，根據(jù)工藝設(shè)備技術(shù)改造內(nèi)容和生產(chǎn)發(fā)展需求，在工藝設(shè)備的選型上應(yīng)當(dāng)在滿足加工的基礎(chǔ)上盡量選用結(jié)構(gòu)簡單的加工設(shè)備，對于沒有而需要采購的設(shè)備，則需要根據(jù)加工工藝所需考察工藝設(shè)備的結(jié)構(gòu)形式、設(shè)備行程、規(guī)格以及加工參數(shù)等的各項指標(biāo)，在滿足加工工藝要求的前提下，設(shè)備越簡單風(fēng)險越小，通過合理的規(guī)劃加工設(shè)備的使用，在確保加工效率和加工精度的條件下最大限度的使用簡單的設(shè)備來進(jìn)行加工，控制設(shè)備的采購成本。endprint

（2）主要特征規(guī)格的選擇。數(shù)控機(jī)床特征規(guī)格包括：機(jī)床規(guī)格參數(shù)、機(jī)床主電機(jī)功率、主軸轉(zhuǎn)速等多項內(nèi)容，現(xiàn)就主要規(guī)格進(jìn)行闡述。機(jī)床規(guī)格參數(shù)：數(shù)控機(jī)床的規(guī)格參數(shù)主要表現(xiàn)為機(jī)床的承重能力以及各個軸的行程范圍以及切削進(jìn)給速度，反映的是機(jī)床的最大加工能力，是由典型工件的技術(shù)要求確定的。選擇時要考慮被加工最大零件的外形尺寸、加工范圍以及零件的夾具尺寸同時還要考慮未來的需求等因素。

（3）設(shè)備精度的選擇。數(shù)控設(shè)備精度等級的選擇取決于典型零件關(guān)鍵部位的加工精度。數(shù)控機(jī)床按照精度可分為普通型和精密型等，數(shù)控機(jī)床的精度包括定位精度、重復(fù)定位精度、幾何精度、試加工精度等。機(jī)床的幾何精度與定位精度是匹配的，如精密級的定位精度的數(shù)控機(jī)床，其幾何精度也不能低于同級別的指標(biāo)。

（4）數(shù)控系統(tǒng)的選擇。在選購數(shù)控機(jī)床時，同一種機(jī)床本體可配置多種數(shù)控系統(tǒng)。目前數(shù)控系統(tǒng)種類、規(guī)格極其繁多，進(jìn)口系統(tǒng)主要有日本、德國、法國、意大利、英國、西班牙、美國等幾個國家的數(shù)控系統(tǒng)。主流數(shù)控系統(tǒng)相對成熟，在國內(nèi)有較好的維修及售后服務(wù)體系。選擇數(shù)控系統(tǒng)的原則是：性能價格比要高、使用、維修方便、市場的壽命要長。

5 工藝設(shè)備選型要充分考慮設(shè)備全生命周期管理的經(jīng)濟(jì)性

工藝設(shè)備選型采購是企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的重要環(huán)節(jié)，是工藝設(shè)備全生命周期管理的源頭。工藝設(shè)備選型采購在充分考慮產(chǎn)品需求的同時，要以企業(yè)的長期經(jīng)濟(jì)效益為著眼點，關(guān)注工藝設(shè)備全生命周期管理的經(jīng)濟(jì)性，以獲得最經(jīng)濟(jì)的設(shè)備壽命周期費用、最高的設(shè)備綜合產(chǎn)能。

（1）品牌型號統(tǒng)一，降低維修成本。為提高設(shè)備全生命周期管理的經(jīng)濟(jì)性，在不違反招投標(biāo)法及機(jī)床結(jié)構(gòu)允許的前提下，設(shè)備機(jī)械、電器等元器件及備品備件應(yīng)盡量選擇相同品牌、相同型號的產(chǎn)品，避免自行設(shè)計及即將淘汰產(chǎn)品。此工作將大幅度降低設(shè)備后期維修維護(hù)成本，縮短維修周期，節(jié)省備件儲備空間。

（2）功能、配置得當(dāng)，提高設(shè)備效能。工藝設(shè)備選型時，應(yīng)緊密結(jié)合生產(chǎn)實際需求，所選設(shè)備功能、配置既要最大限度的滿足零件工藝需求，同時不預(yù)留過多的技術(shù)儲備，造成設(shè)備功能浪費。選擇工藝設(shè)備時應(yīng)盡量做到高、低精度設(shè)備分開使用，這樣有利于保持設(shè)備精度。若生產(chǎn)工藝允許，應(yīng)盡量選擇簡單功能單一設(shè)備，可降低維修、維護(hù)成本，提高設(shè)備管理的經(jīng)濟(jì)性。

（3）相關(guān)技術(shù)部門參與選型。在工藝設(shè)備選型時，針對不同類別設(shè)備，應(yīng)邀請相關(guān)部門參與設(shè)備選型、技術(shù)協(xié)議簽署過程，以保證工藝設(shè)備選型采購的專業(yè)性、經(jīng)濟(jì)性以及后期維護(hù)保養(yǎng)的前瞻性。

（4）簡單、通用設(shè)備系統(tǒng)國產(chǎn)化。對于簡單非關(guān)鍵工藝的設(shè)備，其配套的數(shù)控系統(tǒng)，應(yīng)盡量采用國產(chǎn)工藝設(shè)備及國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，國產(chǎn)工藝設(shè)備及其數(shù)控系統(tǒng)的備件供應(yīng)及時，維修成本低，且不存在受制于人的情況。

（5）定期回訪、交流，總結(jié)、改進(jìn)、提高。新選型采購的工藝設(shè)備投入生產(chǎn)使用后，設(shè)備選型部門應(yīng)擇期組織使用單位、設(shè)備保障相關(guān)人員的交流，總結(jié)工藝設(shè)備突出問題，為后續(xù)工藝設(shè)備選型采購工作提供經(jīng)驗教訓(xùn)，以提高工藝設(shè)備采購的經(jīng)濟(jì)性。

工藝設(shè)備采購工作直接影響著企業(yè)的研制、生產(chǎn)能力，進(jìn)而影響企業(yè)的發(fā)展，因此工藝設(shè)備選型時要充分考慮產(chǎn)品的需求，結(jié)合企業(yè)具體的生產(chǎn)情況、資金情況、技術(shù)情況和管理情況，統(tǒng)籌兼顧、全面權(quán)衡利弊，才能更好的做好工藝設(shè)備選型工作。

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