提高板材利用率的途徑

李美玉

（湖南聯(lián)誠軌道裝備有限公司結(jié)構(gòu)件事業(yè)部，湖南 株洲 412001）

目前地鐵機(jī)加工行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈、利潤低，如何提高板材利用率是我們備料工藝員的重中之重。質(zhì)量與成本是一個(gè)企業(yè)的生命，我們地鐵行業(yè)控制成本就顯得尤為重要，因?yàn)槲覀兪褂玫脑牧鲜卿X板和鋁型材。鋁相對(duì)于碳鋼和不銹鋼來說，采購價(jià)格貴、加工成本也高，所以提高鋁板和鋁型材的利用率是我們備料工藝員的重要任務(wù)。但是，降成不是靠某一個(gè)人、某一個(gè)部門能夠完成的，而是需要我們多部門、多環(huán)節(jié)、乃至公司全體員工共同完成的大課題。

我將從本事業(yè)部的實(shí)際情況出發(fā)，闡述提高板材利用率的各種途徑。

1 遵循套料原則、采取多種優(yōu)化方式。

我們套料員應(yīng)該遵循基本的套料原則：

（1）以一張整板為例，套料時(shí)應(yīng)該遵循一定的方向性，推薦先從左下角開始，然后逐漸向上或者向右擺放零件，如圖1所示。

（2）先套輪廓大的產(chǎn)品，再套輪廓小的產(chǎn)品，如圖2 所示。

（3）先套尺寸長的產(chǎn)品，再套尺寸短的產(chǎn)品。

（4）對(duì)于外輪廓方方正正的產(chǎn)品或者至少有一條邊是直邊的產(chǎn)品可以采取共邊切割，既省料又節(jié)約工時(shí)；可以X 軸或Y軸單方向共邊，也可以X 軸和Y 軸同時(shí)共邊。

（5）對(duì)于外輪廓為異形的產(chǎn)品，通過旋轉(zhuǎn)、鏡像可以得到更加優(yōu)化的排版。

圖1 套料順序范例

圖2 套料排版范例

（6）對(duì)于外輪廓方方正正的產(chǎn)品或者至少有一條邊是直邊的產(chǎn)品，還可以采取借邊的方式，就是借用板材的某一邊，借用邊不需要切割，不但可以節(jié)省板材，而且還可以節(jié)約加工費(fèi)用和減少加工工時(shí)。

（7）每個(gè)項(xiàng)目套料完成后，應(yīng)該對(duì)每張排版圖進(jìn)行分析，如果某種材質(zhì)的某種板厚的排版圖中有大量的余料，而其他項(xiàng)目的同材質(zhì)同板厚的排版圖中都是小產(chǎn)品，通過與相關(guān)部門溝通，在生產(chǎn)進(jìn)度允許的情況下，可以把兩個(gè)項(xiàng)目的產(chǎn)品混套在一起，同時(shí)切割，減少板材消耗。

2 多種套料方式結(jié)合

我們主要有自動(dòng)套料與手動(dòng)套料兩種方式。一般情況下，我們套料時(shí)都會(huì)優(yōu)先采用自動(dòng)套料，自動(dòng)套料速度快，能夠在幾分鐘之內(nèi)輸出產(chǎn)品排版圖，但是自動(dòng)套料也有弊端，套完之后需要調(diào)整排版圖。這種情況下，我們?cè)俨捎檬謩?dòng)套料，可以在自動(dòng)套料排版圖的基礎(chǔ)上稍微調(diào)整，也可以刪除自動(dòng)套料排版圖，只是借用自動(dòng)套料中好的排版方式，然后全部手動(dòng)套料。套料一般推薦使用兩種套料方式相結(jié)合，經(jīng)過反復(fù)排版，才能得到最省的排版圖。

3 核算定額

3.1 核算采購定額

以項(xiàng)目為單位，以一列車（一臺(tái)車）為基數(shù)、根據(jù)工藝流程核算板材與型材采購定額。

3.2 核算消耗定額

以項(xiàng)目為單位，根據(jù)固定的生產(chǎn)計(jì)劃數(shù)核算板材消耗定額。

通過消耗定額與采購定額之間的比例關(guān)系，經(jīng)過對(duì)比，可以檢查采購定額是否合理，也可以監(jiān)督消耗定額是否偏離采購定額，如有異常，及時(shí)糾正，減少原材料浪費(fèi)。

4 通過工藝分析、工藝更改達(dá)到提高板材利用率的目的

（1）可以采用厚板代替薄板，比如說，如果16mm 的余料特別多，而同材質(zhì)15mm 的產(chǎn)品通過與客戶溝通可以用16mm 的余料，15mm 的板材可以不采購或者減少采購量，機(jī)加過程中把厚度16mm 銑成15mm 即可。

（2）如果產(chǎn)品的外輪廓為異形，單件產(chǎn)品耗費(fèi)板材太多且利用率很低，經(jīng)過工藝分析，征得客戶同意，可以考慮把產(chǎn)品拆分之后再下料。

（3）如果產(chǎn)品的外輪廓為圓環(huán)或者“回”字形，占用板材面積大且利用率特別低，經(jīng)過工藝分析、征得客戶同意，可以考慮把產(chǎn)品平均分成幾等份下料再焊接成形。

5 余料管理

每張板材一次性達(dá)到最佳利用狀態(tài)的可能性不大，畢竟每次套料的利用率與每種產(chǎn)品的形狀有關(guān)，余料的產(chǎn)生不可避免，那么余料管理合理與否對(duì)于板材利用率的影響至關(guān)重要。余料管理主要做好以下三方面：

（1）編程過程中，設(shè)定好余料的切割路徑，從源頭管控余料，避免余料流失。

（2）作好余料標(biāo)識(shí)，余料產(chǎn)生后應(yīng)該在余料表面標(biāo)注板材出廠時(shí)的相關(guān)信息，避免后續(xù)出現(xiàn)因余料標(biāo)識(shí)不清導(dǎo)致不能使用的狀況。

（3）建立余料臺(tái)賬，主要包含材質(zhì)、板厚、余料規(guī)格、余料數(shù)量、余料產(chǎn)生日期、余料狀態(tài)等相關(guān)信息。

（4）安排專人管理余料，做好余料的出入庫記錄。

6 制定合理的板材采購規(guī)格

不同的項(xiàng)目，產(chǎn)品的形狀不一樣，需要的板材規(guī)格也不一樣，這就需要在首次套料過程中，通過多次排版、多次優(yōu)化、選擇最優(yōu)的板材規(guī)格。合理的板材規(guī)格從源頭減少了余料的產(chǎn)生，降低了余料管理成本，從根本上提高了板材利用率。

7 選擇合適的板材消耗規(guī)格

新產(chǎn)品試制時(shí)，庫房里現(xiàn)有的板材規(guī)格不一定合適，需要我們?cè)谔琢线^程中多次排版，多次比較、選擇利用率相對(duì)較高的板材規(guī)格，盡量減少余料的產(chǎn)生。

8 調(diào)整產(chǎn)品的切割方式

產(chǎn)品下料一般采用激光切割、步?jīng)_切割、水切割、等離子切割、鋸切等切割方式。套料完成后應(yīng)仔細(xì)分析不同切割方式的排版圖，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)某些切割方式的板材利用率特別低，而某些切割方式的排版圖中絕大部分是小產(chǎn)品，這種情況下，我們應(yīng)考慮在不增加成本的基礎(chǔ)上是否可以更改部份小產(chǎn)品的切割方式，減少板材的總體消耗量。

9 設(shè)置合理的產(chǎn)品間距和邊距

針對(duì)不同的切割方式應(yīng)設(shè)置合理的產(chǎn)品與產(chǎn)品之間的間距，以及產(chǎn)品與板材邊緣之間的距離。

套料間距的設(shè)置與機(jī)床、下料方式有關(guān)，如表1 所示。

表1 鋁板套料產(chǎn)品間距規(guī)范 單位：mm

套料邊距設(shè)置跟機(jī)床有關(guān)，如表2 所示。

表2 鋁板套料邊距設(shè)置規(guī)范 單位：mm

10 從設(shè)計(jì)的角度提高板材利用率

10.1 套料工藝員根據(jù)原材料具體消耗情況反饋給設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人

設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人最初在選擇板材材質(zhì)時(shí)更多地注重材料的力學(xué)性能，比如說，延伸率，塑性、強(qiáng)度等方面。但是產(chǎn)品試制之后，我們備料工藝員通過分析排版圖，如果發(fā)現(xiàn)某種材質(zhì)的余料特別多，而剛好同板厚其他材質(zhì)有很多小尺寸的產(chǎn)品，這種情況可以考慮與客戶溝通，在保證產(chǎn)品要求的情況下，某些產(chǎn)品的材質(zhì)是否可以更改。如果設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人經(jīng)過核算滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求，就可以減少小尺寸產(chǎn)品的板材采購量。

10.2 設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人也可以主動(dòng)了解各生產(chǎn)單位原材料消耗的具體情況

設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人主動(dòng)了解生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的原材料消耗情況有一定的必要性：一方面設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人在設(shè)計(jì)新產(chǎn)品時(shí)，在滿足產(chǎn)品要求的情況下，盡量考慮消耗現(xiàn)有的余料。另一方面設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人了解原材料的消耗情況有利于給新產(chǎn)品選材時(shí)優(yōu)先選用常用原材料，避免采用使用頻率低的原材料，因?yàn)槭褂妙l率低的原材料產(chǎn)生的余料很難消耗完，影響原材料利用率。

11 結(jié)論

本公司作為中國目前最大的軌道交通裝備部件制造商和供應(yīng)商之一，銷售額逐年遞增，原材料消耗量也會(huì)逐步增加，原材料成本占所有成本的比重相當(dāng)大，如果我們想在以往的基礎(chǔ)上提高我們公司的凈利潤，那提高板材利用率不僅僅是我們備料工藝員的任務(wù)，更是我們公司全體員工都必須重視的環(huán)節(jié)。