規(guī)?；ㄖ颇Ｊ皆谶B續(xù)管作業(yè)車生產(chǎn)中的應(yīng)用

南麗華 (長江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，湖北 荊州 434023；江漢機(jī)械研究所，湖北 荊州 434000)

管 鋒 (長江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，湖北 荊州 434023)

張志海 (江漢機(jī)械研究所，湖北 荊州 434000)

規(guī)模化定制模式在連續(xù)管作業(yè)車生產(chǎn)中的應(yīng)用

南麗華 (長江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，湖北 荊州 434023；江漢機(jī)械研究所，湖北 荊州 434000)

管 鋒 (長江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，湖北 荊州 434023)

張志海 (江漢機(jī)械研究所，湖北 荊州 434000)

為快速生產(chǎn)滿足客戶個(gè)性化需求的產(chǎn)品，將規(guī)?；ㄖ粕a(chǎn)模式引進(jìn)到了連續(xù)管作業(yè)車的生產(chǎn)中，提出了連續(xù)管作業(yè)車的動(dòng)態(tài)變形產(chǎn)品模型及部件的標(biāo)準(zhǔn)化，建立了產(chǎn)品配置流程模型。企業(yè)運(yùn)用這些方法可快速響應(yīng)客戶需求。

連續(xù)管作業(yè)車；規(guī)?；ㄖ?；動(dòng)態(tài)變形產(chǎn)品模型；標(biāo)準(zhǔn)化；產(chǎn)品配置

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，連續(xù)管裝備技術(shù)及工藝在國內(nèi)得到了長足的進(jìn)步，連續(xù)管作業(yè)車在各油田的應(yīng)用也達(dá)到了嶄新的高度。從簡單的沖砂洗井到高端的酸化壓裂作業(yè)，連續(xù)管技術(shù)正處于蓬勃發(fā)展，各連續(xù)管作業(yè)車生產(chǎn)廠家也迎來了發(fā)展高潮。但不論是國外還是國內(nèi)生產(chǎn)廠家都面臨著一個(gè)共同的問題—連續(xù)管作業(yè)車生產(chǎn)周期過長。從前期掌握客戶需求到后期的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸，生產(chǎn)周期至少在12 個(gè)月以上。由于連續(xù)管作業(yè)車價(jià)值高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件繁多，而客戶對(duì)連續(xù)管作業(yè)車的要求各有不同，生產(chǎn)廠家一般是在接到訂單后才組織生產(chǎn)，屬于典型的訂單式定制生產(chǎn)。如何在滿足客戶的不同需求，以快交貨、低成本、高質(zhì)量的產(chǎn)品來占有市場是每個(gè)連續(xù)管作業(yè)車生產(chǎn)廠家面臨的問題，規(guī)?；ㄖ粕a(chǎn)模式是滿足此需求的一種新的生產(chǎn)模式，將其應(yīng)用于連續(xù)管作業(yè)車的生產(chǎn)過程將為連續(xù)管作業(yè)車技術(shù)的發(fā)展帶來新的契機(jī)。

1 規(guī)模化定制生產(chǎn)模式

規(guī)?；ㄖ剖窃诮?jīng)歷了規(guī)模化生產(chǎn)之后的又一種生產(chǎn)模式，它以規(guī)模生產(chǎn)的效率和速度來設(shè)計(jì)和生產(chǎn)定制的產(chǎn)品，被認(rèn)為是21世紀(jì)最重要、最具優(yōu)勢的生產(chǎn)模式。其核心思想是：基于產(chǎn)品零部件和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的相似性、通用性，利用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化等方法降低產(chǎn)品內(nèi)部的多樣性，增加顧客可感知的外部多樣性，通過產(chǎn)品和過程重組，將產(chǎn)品定制生產(chǎn)轉(zhuǎn)化或部分轉(zhuǎn)化為零部件的批量生產(chǎn)，從而迅速為顧客提供低成本、高質(zhì)量、個(gè)性化的定制產(chǎn)品[1-5]。

圖1 規(guī)模化定制生產(chǎn)中的部件劃分

規(guī)?；ㄖ剖菍€(gè)性化的定制產(chǎn)品進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)，它將客戶的個(gè)性化需求放在企業(yè)的首要位置，同時(shí)又不降低企業(yè)的效率和效益。規(guī)模化定制模式集中了規(guī)?；a(chǎn)和定制生產(chǎn)2種模式的優(yōu)勢，適應(yīng)規(guī)?；a(chǎn)的零部件與定制生產(chǎn)的零部件在整個(gè)產(chǎn)品中所占的比例決定了生產(chǎn)速度的快慢及成本的高低。規(guī)模化定制生產(chǎn)中的部件劃分如圖1所示。

基本組件是組成產(chǎn)品的必要部件，不可缺少。選裝組件根據(jù)客戶需求，可選可不選，不影響產(chǎn)品的使用。通用件應(yīng)用在所有的產(chǎn)品中，屬于標(biāo)準(zhǔn)化、通用化部件；可選件部件有多種選擇，屬于模塊化產(chǎn)品；特殊件是根據(jù)客戶需求特別定制的部件。

2 適合規(guī)?；ㄖ频倪B續(xù)管作業(yè)車動(dòng)態(tài)產(chǎn)品模型

圖2 連續(xù)管作業(yè)車動(dòng)態(tài)變形產(chǎn)品模型

完整的連續(xù)管作業(yè)車包含了成千上萬個(gè)零部件，從底盤車的選擇(如廠家、動(dòng)力大小、總質(zhì)量等的不同有多種選擇)，連續(xù)管的選擇(外徑、壁厚、材質(zhì)、廠家的不同也為客戶提供了不同選擇)等各部件的不同，為客戶提供了無限選擇。如何對(duì)連續(xù)管作業(yè)車進(jìn)行模塊劃分，建立連續(xù)管作業(yè)車的動(dòng)態(tài)產(chǎn)品模型來覆蓋產(chǎn)品可能出現(xiàn)的種種客戶化需求，是實(shí)現(xiàn)連續(xù)管作業(yè)車規(guī)?；ㄖ频年P(guān)鍵。筆者經(jīng)過多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)及實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用，提出連續(xù)管作業(yè)車的動(dòng)態(tài)變形產(chǎn)品模型，如圖2所示。連續(xù)管作業(yè)車動(dòng)態(tài)產(chǎn)品模型體現(xiàn)了產(chǎn)品的構(gòu)成狀況，但不是具體的產(chǎn)品，它包括了產(chǎn)品的可能配置，是面向一族的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的層次根據(jù)部件的復(fù)雜程度及模塊化的程度決定，多者6～8層，少的也要2～3層。

1)基本組件 基本組件中分成了12個(gè)模塊，其中底盤車、動(dòng)力系統(tǒng)、控制室、連續(xù)管滾筒、連續(xù)管、注入頭、導(dǎo)向器、防噴系統(tǒng)等根據(jù)客戶的不同需求有不同的可選項(xiàng)，但這些選項(xiàng)也不是任意兩兩搭配，要受到相應(yīng)的技術(shù)狀態(tài)限制。若現(xiàn)有的可選件無法滿足客戶需求，則產(chǎn)生了特殊件?；窘M件中潤滑系統(tǒng)、軟管滾筒、液壓系統(tǒng)及長短支腿相對(duì)固定不變，屬于通用件。

2)選裝組件 選裝組件中的部件不是所有的用戶都選擇，有些選裝件可根據(jù)客戶的要求提供多種選擇,而有些選裝件則是根據(jù)客戶的特別需求而特殊定制，屬于特殊件。

3 連續(xù)管作業(yè)車部件的標(biāo)準(zhǔn)化

連續(xù)管作業(yè)車動(dòng)態(tài)變形產(chǎn)品模型為產(chǎn)品的構(gòu)成劃分了明確的層次結(jié)構(gòu)。通用件相對(duì)簡單，只有一種產(chǎn)品形態(tài)，不論其由多少個(gè)零件構(gòu)成，都可以將通用件當(dāng)成標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品?？蛇x件中有些是從供應(yīng)商處直接采購，如防噴系統(tǒng)、連續(xù)管等，盡管供應(yīng)商提供了多種的選擇可能，但相對(duì)連續(xù)管作業(yè)車整車產(chǎn)品來說，也是標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，標(biāo)準(zhǔn)化的工作實(shí)際是下放到了供應(yīng)商。而可選件中的自制件，則需進(jìn)行產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，以有限的標(biāo)準(zhǔn)化選項(xiàng)來滿足客戶大多數(shù)的需求。

表1 滾筒的標(biāo)準(zhǔn)化

4 連續(xù)管作業(yè)車的產(chǎn)品配置

圖3 連續(xù)管作業(yè)車的產(chǎn)品配置過程示意圖

動(dòng)態(tài)變形產(chǎn)品模型的構(gòu)建及部件的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)為產(chǎn)品快速配置打下了基礎(chǔ)。從動(dòng)態(tài)變形產(chǎn)品模型的每個(gè)可能中挑選一個(gè)零部件組合，就確定了該變型產(chǎn)品的配置，創(chuàng)建出基于變型產(chǎn)品的具體結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)按用戶訂單快速組織設(shè)計(jì)和生產(chǎn)出滿足客戶特殊需求的產(chǎn)品。通過配置可大大提高企業(yè)的效益。連續(xù)管作業(yè)車的產(chǎn)品配置過程如圖3所示。產(chǎn)品配置步驟如下：①根據(jù)客戶的基本需求，確定整車的完整結(jié)構(gòu)，含基本組件及選裝件；②根據(jù)客戶的技術(shù)需求及可選件配置約束，將各部件的可選件進(jìn)行確認(rèn)；③根據(jù)客戶的個(gè)性化需求對(duì)可選件進(jìn)行最終確認(rèn)，是否有特殊件的產(chǎn)生。

根據(jù)以上步驟產(chǎn)生最終滿足客戶個(gè)性化需求的具體產(chǎn)品，生成了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖，產(chǎn)生了標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品及定制產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)按用戶訂單快速組織設(shè)計(jì)及生產(chǎn)。其重要意義如下：①減少產(chǎn)品的設(shè)計(jì)時(shí)間，降低產(chǎn)品的設(shè)計(jì)成本，可以縮短產(chǎn)品的交貨期；②提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加企業(yè)對(duì)市場的快速反應(yīng)能力；③能夠滿足用戶的多樣化需求。

5 實(shí)例分析

以某油田客戶對(duì)連續(xù)管作業(yè)車的要求為例，其要求的連續(xù)管作業(yè)車為2車裝，車寬2.5m，2in連續(xù)管4200m，注入頭最大拉力360kN，含16t隨車吊、防噴系統(tǒng)及發(fā)電機(jī)。配置步驟如下：①根據(jù)客戶2車裝的基本要求，配置整車的構(gòu)成，含主車底盤、動(dòng)力系統(tǒng)、控制室、連續(xù)管滾筒、連續(xù)管、注入頭、導(dǎo)向器、防噴系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、軟管滾筒、液壓系統(tǒng)、長短支腿、輔車底盤、隨車吊、發(fā)電機(jī)。②根據(jù)車寬、連續(xù)管的管徑及長度、注入頭、隨車吊等的技術(shù)要求及配置約束，對(duì)主車底盤(由滾筒容量要求及車高、車寬限制，選擇下沉式底盤)、滾筒(現(xiàn)有的滾筒無法滿足容量要求，選擇相近的滾筒進(jìn)行變更設(shè)計(jì))、注入頭(選擇ZR3604注入頭)、隨車吊(16t吊車，有不同的生產(chǎn)廠家)、輔車(31t輔車，有不同的生產(chǎn)廠家可供選擇)、發(fā)電機(jī)(有不同的功率率及廠家選擇)、連續(xù)管(有不同的壁厚及廠家選擇)等進(jìn)行選擇。③完全滿足客戶的需求還需進(jìn)行定制設(shè)計(jì)：滾筒設(shè)計(jì)更改(現(xiàn)有滾筒輪緣要加大，由此引發(fā)滾筒底座的變更、起吊裝置的變更等)。在完成以上工作后就可得到客戶的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖，并按此進(jìn)行后續(xù)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、采購、組裝、調(diào)試等工作。

6 結(jié) 語

規(guī)模化定制模式有利于企業(yè)快速滿足客戶個(gè)性化需求，關(guān)鍵難題是產(chǎn)品外部的多樣化與內(nèi)部多樣化的問題。筆者對(duì)適應(yīng)規(guī)模化定制模式的產(chǎn)品提出了部件劃分模型，對(duì)在連續(xù)管作業(yè)車實(shí)現(xiàn)規(guī)模化定制生產(chǎn)中起重要作用的動(dòng)態(tài)變形產(chǎn)品模型及部件的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行了探討，提出了產(chǎn)品配置的流程。目前相關(guān)的工作正在進(jìn)一步深化和應(yīng)用，已取得了初步成效。

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2012-10-11

南麗華(1977-)，女，高級(jí)工程師，碩士生，現(xiàn)主要從事機(jī)械工程方面的研究工作。

TE935

A

1673-1409(2013)01-0075-03

[編輯] 洪云飛