軌道交通材料利用率提升的研究與應(yīng)用

張旭 周嘉琦

摘 要：本文主要內(nèi)容是對軌道交通的材料利用率提升研究及應(yīng)用進行了歸類總結(jié)，為后續(xù)其他車型項目材料利用率提升提供一定的依據(jù)，對降低整車生產(chǎn)成本具有一定的指導及參考意義。

關(guān)鍵詞：軌道交通;材料利用率;優(yōu)化

0 引言

對軌道交通項目來說，鈑金件作為整車構(gòu)成的重要部分，約占整車成本的20%～25%、占整車重量的40%～60%，所以提高鈑金件的材料利用率，減少材料消耗，對降低整車成本、實現(xiàn)綠色制造意義重大，為生產(chǎn)單位管理的重中之重。

1 現(xiàn)狀及存在的問題

材料管控和使用完全依賴于工藝技術(shù)人員、套料編程員和設(shè)備操作人員的技術(shù)水平和責任心。特別是面對多品種小批量的生產(chǎn)模式，原材料管控方面的主要問題是：（1）某些項目產(chǎn)生較多的邊余料，難以消耗。（2）材料利用率提升陷入瓶頸，很難提升。根據(jù)軌道交通行業(yè)現(xiàn)狀，當機車項目材料利用率達到65%以后，進一步提升的難度大幅增加。

2 材料利用率提升

材料利用率是指生產(chǎn)的產(chǎn)品的材料數(shù)量在材料總消耗量中所占的比重，說明材料被有效利用的程度。材料利用率越高，意味著用同樣數(shù)量的材料可以生產(chǎn)更多的產(chǎn)品。

常規(guī)來講，提高鈑金件材料利用率可以分為以下幾種情況：優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、引進專業(yè)套排料軟件、廢料邊料再利用。株機公司還在下述方面進行了一系列的探索，并取得了較好的成效：

2.1 原材料定尺

某些項目批量生產(chǎn)時，總會產(chǎn)生大量的邊料，并且難以消耗。造成此現(xiàn)象的原因為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和原材料尺寸不匹配，即不就材，并且產(chǎn)品結(jié)構(gòu)難以優(yōu)化。

利用套排料軟件進行預套料，得出一個最優(yōu)原材料尺寸或者兩個搭配的原材料尺寸，提前將采購需求提交給公司采購部門。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)原材料尺寸是影響套料布局合理性的最大因素。

2.2 原材料材質(zhì)代用

匯總統(tǒng)計各鈑金件，同一規(guī)格尺寸的原材料可能存在3～5種材質(zhì)，存在其中幾種材質(zhì)的數(shù)量需求較少的現(xiàn)象。這樣會造成套料布局不緊湊、產(chǎn)生較多邊料，并且影響生產(chǎn)的效率。

聯(lián)合設(shè)計者對材料進行統(tǒng)型，按照材質(zhì)“高代低”的原則，盡量減少原材料種類。目前同一規(guī)格的碳鋼或不銹鋼基本上均統(tǒng)型為一種。

以某車型為例，原3 mm材質(zhì)有Q235A、Q345B和Q345E，均統(tǒng)型為Q345E（采購價格相差無幾），最終整個項目的材質(zhì)種類由34種減至23種。

2.3 多項目混合套料

各項目原生產(chǎn)模式為“孤島式”，相互之間生產(chǎn)無關(guān)聯(lián)。每個項目的各種材料對應(yīng)需求量有一定的差別，在某些材料特別是用量較大的材質(zhì)上具有一定的“互補性”，即某項目套排料存在結(jié)構(gòu)間隙，正好另一項目存在可放入的小尺寸產(chǎn)品。

加強生產(chǎn)項目管理，統(tǒng)籌安排多項目的混合套料生產(chǎn)（一般兩個項目進行混合套料），前期產(chǎn)生的套料間隙和邊料均很好的利用。

2.4 調(diào)整墊按需生產(chǎn)

調(diào)整墊根據(jù)設(shè)計BOM的數(shù)量進行批量生產(chǎn)，多數(shù)為不銹鋼材質(zhì)并且材料利用率低，在項目完結(jié)時往往出現(xiàn)調(diào)整墊剩余的現(xiàn)象。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，調(diào)整墊是最后根據(jù)實際裝配情況進行合理選用和搭配，一般實際使用量較設(shè)計BOM數(shù)量要偏少，最后造成一定數(shù)量的積壓和浪費。

跟用戶單位溝通好，對接其生產(chǎn)需求計劃、落實現(xiàn)場實際使用量，提前兩天完成生產(chǎn)（僅切割下料工序），避免了生產(chǎn)過量。

3 結(jié)論

材料利用率的提升方法有很多，隨著產(chǎn)品設(shè)計能力、軟件開發(fā)能力、制造工藝的不斷提升和發(fā)展，材料利用率的提升仍然有較大的空間，每個公司根據(jù)自身的工藝和管理水準選擇最適合本公司的方法。

株機公司采用原材料定尺、材質(zhì)代用、項目混套料和調(diào)整墊按需生產(chǎn)等方式，在原材料管控方面取得了較大成績。

以某車型為例，整車材料利用率提升了3.3個百分點，節(jié)約板料重量約為775.5 kg/臺車，按照板料市場參考價6.5 元/kg計算，原材料成本節(jié)約775.5 kg×6.5元/kg=5 040.75元。

參考文獻：

[1]郭恒博.套料工藝的應(yīng)用實例[J].工程機械，2000（6）：37.