“高檔數(shù)控機(jī)床的高端制造模式”(七):數(shù)控機(jī)床高端制造模式全景圖

李 麗,張根保,羅天洪

(1.工業(yè)和信息化部產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)中心,北京 100846;2.重慶文理學(xué)院 智能制造工程學(xué)院,重慶 402160;3.重慶大學(xué) 機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)院,重慶 400044)

0 引言

低端制造模式是以批量化、低成本生產(chǎn)低端機(jī)床為目的建立的制造系統(tǒng)。一般而言,由于建立制造系統(tǒng)的理念不同,所建立的低端制造模式只可能生產(chǎn)低檔數(shù)控機(jī)床。長期的短缺經(jīng)濟(jì)造成整個(gè)社會形成低層次消費(fèi)觀念,即產(chǎn)品只要具備基本的使用功能和一定的性能,能生產(chǎn)出來就能夠賣出去。然而,由于低端產(chǎn)品的技術(shù)水平低、質(zhì)量差、壽命短[1-4],其附加值很低,企業(yè)利潤非常微薄。為了改變這一局面,部分機(jī)床制造企業(yè)也想向高端突破,所用手段主要是采購更好的功能部件,在制造過程中引入精細(xì)化制造的概念[5]。例如,國內(nèi)某國有大型骨干機(jī)床制造企業(yè)的技術(shù)副總與筆者討論,他們曾經(jīng)嘗試在產(chǎn)品中全部采用國際上最知名的功能部件,并強(qiáng)調(diào)作業(yè)的精細(xì)化,然而做出的產(chǎn)品性能與進(jìn)口產(chǎn)品的差距仍然很大,由此證明,僅靠高水平的外購件和精細(xì)化作業(yè)不可能穩(wěn)定地生產(chǎn)出高端數(shù)控機(jī)床,主要原因如下:

(1)缺乏核心技術(shù),沒有從技術(shù)上突破,仍然是模仿別人的產(chǎn)品,對設(shè)計(jì)制造原理和機(jī)理缺乏深入研究,只能跟在別人后面跑,其產(chǎn)品的水平基本不能進(jìn)入第一梯隊(duì)。

(2)雖然采購的均為國際一流的功能部件,但是由于缺乏對整機(jī)的系統(tǒng)性分析和設(shè)計(jì),各個(gè)部件之間匹配性不佳,甚至相互干涉,造成整機(jī)的精度、可靠性、穩(wěn)定性等指標(biāo)不能達(dá)到最佳,再好的功能部件也不能充分發(fā)揮作用。

(3)表面上采用了精細(xì)化制造技術(shù),卻沒有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化工藝和操作規(guī)范文件相配合,工藝文件的參數(shù)不夠量化,缺少適用的操作工具,再加上操作規(guī)范執(zhí)行得不嚴(yán)格,使得精細(xì)化制造的效果大打折扣,完全達(dá)不到高端產(chǎn)品制造的要求。

(4)缺乏整體性的策劃和設(shè)計(jì)。制造系統(tǒng)是個(gè)復(fù)雜的、有機(jī)運(yùn)行的整體,任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,都會對產(chǎn)品的競爭力造成非常大的負(fù)面影響。因此,通過局部改進(jìn)升級低端制造模式來生產(chǎn)高端產(chǎn)品,總有一些環(huán)節(jié)會出現(xiàn)問題,從而使制造的產(chǎn)品距高端產(chǎn)品有相當(dāng)大的差距。

因此,要實(shí)現(xiàn)高端制造,不只是成本投入問題和精細(xì)化問題,而是一個(gè)包含許多因素的系統(tǒng)工程,要改變當(dāng)前現(xiàn)狀,國產(chǎn)機(jī)床必須徹底向高端制造模式轉(zhuǎn)型,這已經(jīng)是全國上下的共識。然而,高端制造模式究竟是什么、其包含哪些內(nèi)容,以及這些內(nèi)容之間是什么關(guān)系,是必須首先解決的問題。本文先給出數(shù)控機(jī)床高端制造模式的全景圖,從整體上描述高端制造模式,再針對其中的7個(gè)關(guān)鍵要素進(jìn)行了更詳細(xì)地討論。

1 數(shù)控機(jī)床高端制造模式全景圖

高檔數(shù)控機(jī)床的高端制造模式全景圖如圖1所示,可見高端制造模式主要由5大部分組成。

(1)高端制造模式的目標(biāo)

全景圖最上部表示高端制造模式的出發(fā)點(diǎn)和目的是實(shí)現(xiàn)高檔數(shù)控機(jī)床的研發(fā)和制造,需要同時(shí)滿足高檔數(shù)控機(jī)床本身固有的七大特性(本文定義為FAQMICE指標(biāo))的高端化和企業(yè)競爭力(TS(delivery time,service)指標(biāo))的先進(jìn)性,實(shí)現(xiàn)手段主要是多種先進(jìn)制造模式的融合應(yīng)用。其中,功能復(fù)合度(Function)主要靠產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)和模塊化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[6-7];加工精度(machining accuracy)主要靠系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析和基于元宇宙的虛擬制造模式實(shí)現(xiàn);機(jī)床質(zhì)量(quality)靠各種先進(jìn)的質(zhì)量控制手段和基于工匠精神的精細(xì)化制造實(shí)現(xiàn);加工效率(machining efficiency)主要靠高速加工技術(shù)和機(jī)床結(jié)構(gòu)的動剛度設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn);信息化水平(informationization)主要靠計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)和智能制造技術(shù)實(shí)現(xiàn);壽命周期低成本(cost)主要靠精益生產(chǎn)模式和成組技術(shù)實(shí)現(xiàn);良好的環(huán)境特性(environment)主要靠綠色制造模式和智能制造模式的應(yīng)用實(shí)現(xiàn);交付期短(delivery time)主要靠柔性制造和敏捷制造兩個(gè)先進(jìn)制造模式的綜合應(yīng)用實(shí)現(xiàn):服務(wù)特性好(service)主要靠信息化集成制造和服務(wù)型制造兩個(gè)制造模式的綜合應(yīng)用[8-12]實(shí)現(xiàn)。

(2)高端制造模式的核心過程

全景圖的中心部分是高端制造模式的核心內(nèi)容,表示高端制造模式的閉環(huán)運(yùn)行過程。在高端制造模式七大核心理念的指導(dǎo)下和科學(xué)的企業(yè)管理模式下,圍繞高檔數(shù)控機(jī)床開展基礎(chǔ)研究、產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)制造和用戶服務(wù)4項(xiàng)主要工作,實(shí)現(xiàn)科學(xué)研究基礎(chǔ)化、技術(shù)開發(fā)前瞻化、加工制造精細(xì)化、高端用戶粘性化。

1)科學(xué)研究基礎(chǔ)化 與其他先進(jìn)制造模式不同,高端制造模式強(qiáng)調(diào)深入的基礎(chǔ)研究,通過基礎(chǔ)研究掌握企業(yè)獨(dú)有的核心技術(shù),因?yàn)楹诵募夹g(shù)才是一個(gè)制造企業(yè)領(lǐng)先他人的核心競爭力。當(dāng)然,開展基礎(chǔ)研究并不意味著企業(yè)巨大資金和人力資源的投入,企業(yè)可以策劃自己的核心技術(shù),然后聯(lián)合有實(shí)力的高?；蜓芯繖C(jī)構(gòu)共同開展基礎(chǔ)研究。

2)產(chǎn)品開發(fā)前瞻化 作為高端產(chǎn)品的制造企業(yè),技術(shù)上必然是世界一流,不可能采用跟蹤模式或反求模式進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā),而是利用自己獨(dú)有的核心技術(shù)開展自主的正向產(chǎn)品研發(fā),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品和工藝的持續(xù)創(chuàng)新設(shè)計(jì),引領(lǐng)技術(shù)和工藝新潮流。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),企業(yè)必須擁有一批高素質(zhì)的工程技術(shù)人員。

3)加工制造精細(xì)化 與中低端制造模式不同,高端制造模式的生產(chǎn)制造過程必然是精細(xì)化制造,加工環(huán)節(jié)必須采用高精度的加工設(shè)備,以保障零件的精度和精度一致性。在裝配環(huán)節(jié)必須依靠一線操作工手工操作,除了制定詳盡、量化的作業(yè)指導(dǎo)書之外,還需要擁有一支具有工匠精神和操作技能的高素質(zhì)技術(shù)工人隊(duì)伍,以持續(xù)提高制造能力。

4)高端用戶粘性化 高端制造模式不僅意味著新產(chǎn)品的研發(fā)和制造,還必須將服務(wù)型制造理念融入制造模式。與中低端產(chǎn)品不同,高端產(chǎn)品由于產(chǎn)品技術(shù)復(fù)雜,往往需要專門的維修維護(hù)人員開展服務(wù),通過服務(wù)獲取額外的價(jià)值、找到產(chǎn)品的改進(jìn)契機(jī),以及增加高端客戶的粘度。

另外,從事高端制造的企業(yè)必須擁有科學(xué)的企業(yè)管理技術(shù)來保駕護(hù)航?，F(xiàn)代企業(yè)管理的理論和方法很多,本文下面重點(diǎn)討論與高端制造緊密相關(guān)的科研管理、制造管理、質(zhì)量管理、人力資源管理、標(biāo)準(zhǔn)化管理、品牌管理和服務(wù)管理等方面的內(nèi)容。

(3)高端制造的指導(dǎo)思想

全景圖的最左端是高端制造模式的七大核心理念,包括小步快跑的發(fā)展理念、專精特新的經(jīng)營理念、需求驅(qū)動的管理理念、自主創(chuàng)新的研發(fā)理念、精工細(xì)作的制造理念、質(zhì)量第一的品牌理念、技精敬業(yè)的人才理念,這七大核心理念是建立和運(yùn)行高端制造模式的指導(dǎo)思想(位于整個(gè)全景圖的最中心位置)。

(4)高端制造中的先進(jìn)制造模式

全景圖的最右端表明,高端制造模式是多種先進(jìn)制造模式的大融合。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前科研工作者已經(jīng)根據(jù)實(shí)現(xiàn)目的的不同提出33種先進(jìn)制造模式,這些先進(jìn)制造模式的理論和方法或多或少都可以應(yīng)用到高端制造模式中。限于篇幅,本文只涉及其中7個(gè)先進(jìn)制造模式,包括成組技術(shù)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、虛擬制造、智能制造、精益生產(chǎn)、敏捷制造、綠色制造,這些制造模式分別對應(yīng)實(shí)現(xiàn)高檔數(shù)控機(jī)床技術(shù)水平和競爭力的9個(gè)要素(代表技術(shù)水平的FAQMICE要素和代表競爭力的TS要素)。

(5)高端制造模式的支撐技術(shù)

全景圖的最下端表明高端裝備制造企業(yè)必須掌握和使用的各種外圍技術(shù)和支撐條件,包括信息技術(shù)和自動化技術(shù),如數(shù)字化技術(shù)的數(shù)據(jù)庫、知識庫、模型庫、方法庫等;分析技術(shù)的大數(shù)據(jù)、人工智能、云制造、區(qū)塊鏈、元宇宙等;信息化硬件,如信息終端、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等;設(shè)計(jì)制造自動化的自動化設(shè)備和自動化技術(shù)、面向檢測的各種檢測技術(shù)和誤差補(bǔ)償設(shè)備等。

另外,高端制造模式全景圖充分體現(xiàn)了高端制造的七大主要特征:主要面向高檔數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)、融合了多種先進(jìn)制造模式、“云大物移智區(qū)元自”多種技術(shù)的綜合應(yīng)用、顧客需求第一位的品牌理念、小批量定制模式、生產(chǎn)過程穩(wěn)定性理念、高素質(zhì)的人才隊(duì)伍。

從全景圖可以看出,本文將企業(yè)管理放在高端制造模式的重要位置,是因?yàn)楣芾頇C(jī)制和水平對打造和運(yùn)行高端制造模式具有極其重要的作用。一個(gè)好的企業(yè)即使轉(zhuǎn)行做其他行業(yè),仍然是個(gè)好企業(yè),因?yàn)椴还芫唧w業(yè)務(wù)是什么,企業(yè)文化、企業(yè)管理理念和企業(yè)管理水平才是決定性因素。以華為為例,其做通信設(shè)備和技術(shù)是世界一流的企業(yè)(如5G通信、手機(jī)),做操作系統(tǒng)是一流企業(yè)(如鴻蒙操作系統(tǒng)),現(xiàn)在做新能源汽車也是一流企業(yè)(如問界M7),每進(jìn)入一個(gè)新領(lǐng)域都能獲得成功,得益于華為有一套科學(xué)的管理模式。因此,在打造高端制造模式時(shí),一定要將企業(yè)管理放在足夠重要的地位。

2 高端制造模式之科研管理

低端制造模式主要依靠采購功能部件和外協(xié)件(甚至光機(jī)),以大規(guī)模生產(chǎn)的方式控制成本、降低售價(jià)、獲取微薄的利潤,基本上不會涉及基礎(chǔ)研究和產(chǎn)品創(chuàng)新。因?yàn)槿绻麤]有扎實(shí)的基礎(chǔ)研究(特別是機(jī)理性的研究),技術(shù)創(chuàng)新就是無源之水、無本之木。國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)表明,企業(yè)要想實(shí)現(xiàn)持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新,就必須圍繞企業(yè)的主體業(yè)務(wù)開展深入的基礎(chǔ)研究(這里的基礎(chǔ)研究并非指面向整個(gè)行業(yè)的基礎(chǔ)研究,而是指面向本企業(yè)產(chǎn)品核心技術(shù)的基礎(chǔ)研究)。另外,在新產(chǎn)品開發(fā)過程中必須進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新,因?yàn)闆]有產(chǎn)品創(chuàng)新能力的企業(yè)永遠(yuǎn)不可能進(jìn)入一流企業(yè)的行列,而且創(chuàng)新也是打造高端品牌的需求。奉行高端制造模式的企業(yè)必須大力提升產(chǎn)品的技術(shù)研發(fā)能力,逐步形成企業(yè)的核心技術(shù),在產(chǎn)品創(chuàng)新方面應(yīng)該有“使用一代、儲備一代、研發(fā)一代”的戰(zhàn)略布局。結(jié)合圖1的全景圖,本文科研管理包括基礎(chǔ)研究和新產(chǎn)品開發(fā)兩項(xiàng)主要內(nèi)容,它們之間的關(guān)系如圖2所示。

科研管理中的基礎(chǔ)研究部致力于基礎(chǔ)科研和產(chǎn)品實(shí)驗(yàn),基礎(chǔ)研究的項(xiàng)目來源于產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì),研究成果則反饋給產(chǎn)品開發(fā)部。產(chǎn)品開發(fā)部致力于將基礎(chǔ)研究的成果轉(zhuǎn)化為企業(yè)獨(dú)有的核心技術(shù),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)創(chuàng)新和工藝創(chuàng)新,形成企業(yè)的核心競爭力。創(chuàng)新設(shè)計(jì)的產(chǎn)品因?yàn)閼?yīng)用了新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝、新檢測技術(shù),其核心技術(shù)不夠成熟,可能存在一定的潛在故障,所以開發(fā)的新產(chǎn)品需要送到潛在用戶處進(jìn)行一定時(shí)間周期(一般是一年時(shí)間)的試用驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)問題后進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。通過深入的基礎(chǔ)研究和持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新,逐步打造出企業(yè)獨(dú)有的核心技術(shù),才能不斷開發(fā)出領(lǐng)先他人的創(chuàng)新產(chǎn)品。然而,科研能力強(qiáng)的企業(yè)并不意味著所有技術(shù)都必須領(lǐng)先別人(事實(shí)上也做不到),只需在一到兩項(xiàng)核心技術(shù)上領(lǐng)先,其他技術(shù)上保持先進(jìn)水平即可。

3 高端制造模式之制造管理

制造管理指采用科學(xué)的管理制度、精細(xì)化的標(biāo)準(zhǔn)和方法對生產(chǎn)現(xiàn)場各種要素進(jìn)行合理有效地計(jì)劃、組織、協(xié)調(diào)、控制和檢測,使各要素均處于良好的結(jié)合狀態(tài),達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、均衡、精細(xì)、安全、文明生產(chǎn)的目的。傳統(tǒng)低端制造模式制造管理的主要目的是以計(jì)件制和計(jì)時(shí)制為手段,以最低的成本按時(shí)完成產(chǎn)品的制造,很少提倡工匠精神,很少應(yīng)用數(shù)字化、智能化、模塊化等先進(jìn)手段。高端制造模式則是以工匠精神為基礎(chǔ),以數(shù)字化、智能化、精細(xì)化、精益生產(chǎn)、綠色化等為其主要特征,采用成組技術(shù)將小批量訂單轉(zhuǎn)化為大批量生產(chǎn),通過打造精細(xì)化制造標(biāo)準(zhǔn),形成標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序(Standard Operation Procedure,SOP),以工匠精神為保障形成高端制造能力。

高端制造能力主要包括零部件的精細(xì)化加工過程、精細(xì)化裝配過程和精細(xì)化實(shí)驗(yàn)檢測過程,屬于企業(yè)的核心競爭力。與之相關(guān)的內(nèi)容包括現(xiàn)場管理、生產(chǎn)管理、設(shè)備管理、采購管理、作業(yè)程序管理、質(zhì)量管理和人力資源管理等,本章主要討論前5項(xiàng)內(nèi)容,由于質(zhì)量管理和人力資源管理在高端制造模式中極其重要,本文將進(jìn)行專題討論。制造管理系統(tǒng)的示意圖如圖3所示。

(1)現(xiàn)場管理

創(chuàng)新的高端產(chǎn)品在制造現(xiàn)場得以實(shí)現(xiàn),現(xiàn)場的管理水平?jīng)Q定了產(chǎn)品的質(zhì)量水平,很難想象,一個(gè)管理混亂的現(xiàn)場能夠高效穩(wěn)定地制造出高端產(chǎn)品。高端制造模式的現(xiàn)場管理包括定置管理、5S管理和目視化管理[13]3項(xiàng)主要內(nèi)容,在高端制造模式運(yùn)行中需要現(xiàn)場管理工作常態(tài)化,使其逐漸成為企業(yè)質(zhì)量文化的一部分。定置管理主要涉及生產(chǎn)現(xiàn)場的物料管理,結(jié)合自動化物流規(guī)律,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場物料的定位置、定數(shù)量和定區(qū)域;5S管理是日本人創(chuàng)造的一種現(xiàn)場管理方法,目的是為工匠精神的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造一個(gè)整潔、安全、高效的工作環(huán)境;目視化管理是利用形象直觀、色彩適宜的各種視覺感知信息組織現(xiàn)場生產(chǎn)活動,達(dá)到提高勞動生產(chǎn)率的目的。

(2)生產(chǎn)管理

生產(chǎn)管理包括的內(nèi)容很多,主要有人員、機(jī)器、材料、方法、環(huán)境、測量(Man,Machine,Material,Method,Environments,Measure,5M1E)六大要素的管理和以訂單為核心的生產(chǎn)計(jì)劃管理,本文涉及生產(chǎn)計(jì)劃管理。高端制造模式屬于多品種、小批量定制化生產(chǎn)方式,對生產(chǎn)活動的穩(wěn)定性和均衡性要求極高;低端制造模式的生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行不夠穩(wěn)定,往往需要員工加班加點(diǎn)完成訂單,對保障產(chǎn)品質(zhì)量極其不利。因此,要突破傳統(tǒng)低端制造模式的制約,以訂單為牽引,與精益生產(chǎn)方式相結(jié)合,廣泛深入采用企業(yè)資源計(jì)劃(Enterprise Resource Planning,ERP)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(Manufacturing Executive System,MES)等信息化管理工具,變以庫存為核心的推動式生產(chǎn)為“一個(gè)流”驅(qū)動的拉動式生產(chǎn),不會因市場的變動影響生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,才能確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。

(3)標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序

傳統(tǒng)的低端制造模式不是非常關(guān)注作業(yè)程序,缺乏標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)文件SOP的指導(dǎo),制造過程比較粗放,難以保障高端產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。高端制造模式的作業(yè)程序SOP主要涉及加工、裝配、調(diào)試、檢測等環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)化操作文件,如加工工藝、裝配工藝、調(diào)試工藝、檢測工藝、作業(yè)指導(dǎo)書等,其對工藝文件的制定要求是標(biāo)準(zhǔn)化、全面化、精細(xì)化和定量化:標(biāo)準(zhǔn)化指文件的制定要規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn),不會引起二義性;全面化指制定的文件必須完整,不得存在遺漏,各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)之間要能相互支撐;精細(xì)化指文件必須細(xì)化到最小的作業(yè)活動,要按照實(shí)際操作步驟撰寫文件,使不同操作者可以根據(jù)相同的操作文件得到相同的結(jié)果;定量化指操作文件所指定的工具(如扭矩扳手)要具體到型號,所使用的數(shù)據(jù)(如潤滑油的品種、用量和加注方式、螺栓的扭矩值、螺栓的擰緊方式、擰螺絲的順序等)必須來源于實(shí)驗(yàn),不能憑感覺或經(jīng)驗(yàn)操作,高水平操作工的工藝訣竅也要想方設(shè)法寫進(jìn)工藝文件。所有標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序都必須配有相應(yīng)的作業(yè)指導(dǎo)書予以實(shí)現(xiàn),要培養(yǎng)員工嚴(yán)格按照作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)行操作的工匠精神,在上崗之前要采用“師傅帶徒弟”的方式進(jìn)行嚴(yán)格足量地培訓(xùn),并持證上崗。

(4)設(shè)備管理

設(shè)備是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品高效、高質(zhì)量生產(chǎn)的物資保障,包括加工設(shè)備、裝配設(shè)備和實(shí)驗(yàn)測試設(shè)備等。傳統(tǒng)的低端制造模式中所采用的設(shè)備比較低端,設(shè)備的精度、效率和可靠性均不能保障高端產(chǎn)品制造的要求。高端制造模式的設(shè)備管理主要采用精益生產(chǎn)中的全員設(shè)備保全(Total Productive Maintenanc,TPM)技術(shù),采用操作工和專業(yè)維護(hù)維修人員相結(jié)合的方式對設(shè)備進(jìn)行日常保養(yǎng)和定期檢修,使設(shè)備始終保持在良好的狀態(tài),保障零件加工精度和整機(jī)裝配性能的一致性。

(5)采購管理

高檔數(shù)控機(jī)床屬于機(jī)電一體化的復(fù)雜裝備,需要采購大量外購件(包括委外件),外購件的質(zhì)量對機(jī)床的整機(jī)性能和可靠性有非常重要的影響。國外機(jī)床制造企業(yè)普遍將非核心制造業(yè)務(wù)外包,培育自己的合格供應(yīng)商,只保留研發(fā)、組裝和核心零部件的制造。傳統(tǒng)的低端制造模式對成本控制的要求很高,對外購件的采購一般采用“低價(jià)者中標(biāo)”的方式,往往以降低產(chǎn)品質(zhì)量為代價(jià)。另外,低端制造模式中的設(shè)計(jì)人員與外購件制造商的聯(lián)系不密切,設(shè)計(jì)人員往往按照外購件的說明書進(jìn)行選擇,基本上不會與供應(yīng)商進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì),所選擇的外購件與整機(jī)的匹配性很難達(dá)到最佳。高端制造模式則相反,整機(jī)廠與外購件供應(yīng)商之間不僅是買賣關(guān)系,更是合作伙伴。采購?fù)赓徏r(shí)首先要與供應(yīng)商進(jìn)行詳細(xì)的協(xié)同設(shè)計(jì),共同提高外購件與整機(jī)的匹配性。另外,還會將模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化等技術(shù)外推到供應(yīng)商,幫助供應(yīng)商提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本,使外購件與主機(jī)性能高度匹配。筆者在與汽車配套件供應(yīng)商交流時(shí)發(fā)現(xiàn),對于結(jié)構(gòu)和性能完全相同的配套件,供應(yīng)商會根據(jù)采購價(jià)格確定產(chǎn)品的制造和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn),采購價(jià)格越高,供應(yīng)商采用的控制標(biāo)準(zhǔn)越嚴(yán)格,產(chǎn)品的質(zhì)量和性能必然越優(yōu)。因此,國外高檔數(shù)控機(jī)床的制造商一般不會以價(jià)格作為外購件采購的主要標(biāo)準(zhǔn),而是將產(chǎn)品質(zhì)量放在第一位,在協(xié)同研發(fā)和確保質(zhì)量的基礎(chǔ)上協(xié)商價(jià)格,做到共同盈利、共同發(fā)展。

4 高端制造模式之質(zhì)量管理

類似任何其他高端產(chǎn)品,高檔數(shù)控機(jī)床的質(zhì)量是企業(yè)打造知名品牌的基礎(chǔ),也是增加用戶粘性和穩(wěn)定產(chǎn)品銷售的保障,質(zhì)量對任何企業(yè)均頭等重要。質(zhì)量管理貫穿于產(chǎn)品壽命周期的各個(gè)環(huán)節(jié),從市場需求分析到售后服務(wù)的任何一個(gè)環(huán)節(jié)管控不到位,都會造成質(zhì)量問題。傳統(tǒng)的低端制造模式一般是將成本控制放在第一位,質(zhì)量控制和質(zhì)量保證能力非常弱,不可能生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。筆者曾經(jīng)到很多小型民營企業(yè)考察,大部分企業(yè)甚至沒有獨(dú)立的質(zhì)量管理部門,沒有專業(yè)的質(zhì)量工程師,這樣的企業(yè)只能永遠(yuǎn)處于生產(chǎn)低端產(chǎn)品的層次。根據(jù)安全領(lǐng)域的海恩法則[14],每一起嚴(yán)重事故的背后,必然有29次輕微事故和300起未遂先兆以及1 000起事故隱患,因此事故的發(fā)生是量的積累的結(jié)果;再完美的制度,不落到實(shí)處都將導(dǎo)致嚴(yán)重的事故。將海恩法則應(yīng)用到質(zhì)量管理中,就需要將精細(xì)化和預(yù)防性作為核心理念。對于高端制造模式,其質(zhì)量管理具有標(biāo)準(zhǔn)化、信息化、智能化、實(shí)驗(yàn)化、全面化、嚴(yán)格化等特征,如圖4所示。

(1)標(biāo)準(zhǔn)化

標(biāo)準(zhǔn)化是質(zhì)量工作的重要內(nèi)容,也是質(zhì)量管理的重要基礎(chǔ)。高端制造模式的標(biāo)準(zhǔn)化包括管理標(biāo)準(zhǔn)化、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化和操作標(biāo)準(zhǔn)化3方面內(nèi)容。在管理標(biāo)準(zhǔn)化方面,企業(yè)必須按照ISO9000質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)建立科學(xué)合理的質(zhì)量管理體系,并在認(rèn)證機(jī)構(gòu)監(jiān)控下保證體系有效運(yùn)行,堅(jiān)決杜絕弄虛作假;在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化方面,要建立完整的新產(chǎn)品研發(fā)流程,以及精細(xì)、全面、量化的工藝規(guī)程;在操作標(biāo)準(zhǔn)化方面,要建立全面、可行的作業(yè)指導(dǎo)書。需要指出的是,在小批量定制化生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的成組技術(shù)、產(chǎn)品模塊化、零部件通用化、零件標(biāo)準(zhǔn)化等技術(shù)都必須充分體現(xiàn)在各種標(biāo)準(zhǔn)化文件中。

(2)信息化

信息化是現(xiàn)代企業(yè)的主要特征,高水平的信息系統(tǒng)是企業(yè)管理、生產(chǎn)、運(yùn)營和質(zhì)量控制的標(biāo)配管理手段。信息化質(zhì)量管理系統(tǒng)主要包括質(zhì)量數(shù)據(jù)的采集、傳遞、存儲、分析和共享。質(zhì)量數(shù)據(jù)的采集主要應(yīng)用自動化采集手段,利用傳感器采集加工設(shè)備和實(shí)驗(yàn)設(shè)備運(yùn)行的各種質(zhì)量數(shù)據(jù),利用信息傳遞手段與其他信息系統(tǒng)共享質(zhì)量數(shù)據(jù)。質(zhì)量數(shù)據(jù)的傳遞和存儲涉及數(shù)據(jù)格式的標(biāo)準(zhǔn)化和互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。質(zhì)量信息系統(tǒng)[15-16]的主要作用是對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和共享,其中基于人工智能的數(shù)據(jù)智能化分析技術(shù)是關(guān)鍵,有助于及時(shí)了解加工產(chǎn)品的質(zhì)量狀態(tài),隨時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并予以消除。

(3)智能化

隨著人工智能技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用,智能化的質(zhì)量數(shù)據(jù)分析和控制技術(shù)得到快速發(fā)展,利用智能化質(zhì)量分析技術(shù)可以快速、自動發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的缺陷和征兆,實(shí)時(shí)向質(zhì)量管控系統(tǒng)報(bào)警并啟動自動缺陷消除程序。智能化質(zhì)量管控系統(tǒng)[17]目前正在快速發(fā)展,其將成為質(zhì)量管理的主要技術(shù)手段。

(4)實(shí)驗(yàn)化

根據(jù)現(xiàn)代質(zhì)量管理理論,產(chǎn)品質(zhì)量首先是設(shè)計(jì)出來的,然后是制造出來的,最后才在使用中表現(xiàn)出來,但設(shè)計(jì)質(zhì)量的可行性、制造質(zhì)量的可靠性、運(yùn)行質(zhì)量的可控性都需要用大量實(shí)驗(yàn)手段去驗(yàn)證。可以說,國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的質(zhì)量之所以難以提升,主要原因就是企業(yè)對實(shí)驗(yàn)不夠重視,很多企業(yè)嚴(yán)重缺乏實(shí)驗(yàn)技術(shù)和實(shí)驗(yàn)手段,已經(jīng)成為國產(chǎn)機(jī)床走向高端最大的短板。高端制造模式中對產(chǎn)品的技術(shù)性能要求極高,產(chǎn)品的加工精度、精度壽命、性能穩(wěn)定性、可靠性、壽命等性能指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)都需要進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn),通過實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虬l(fā)現(xiàn)潛在的問題、驗(yàn)證產(chǎn)品性能是否達(dá)標(biāo),并獲得最精準(zhǔn)的工藝參數(shù)。因此,要實(shí)現(xiàn)向高端制造模式轉(zhuǎn)型,企業(yè)必須建立完整的實(shí)驗(yàn)體系,通過實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)高檔機(jī)床的精細(xì)化設(shè)計(jì)和制造。

(5)全面化

影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素非常多,任何一個(gè)因素控制不到位都會出現(xiàn)質(zhì)量問題。因此,必須對質(zhì)量進(jìn)行全面化控制TQM(total quality management),包括全周期控制、全因素控制和全員控制。全周期控制指對產(chǎn)品壽命周期各個(gè)環(huán)節(jié)都進(jìn)行嚴(yán)格控制,在需求分析階段,要認(rèn)真分析、準(zhǔn)確定義用戶對產(chǎn)品質(zhì)量的各種要求;在產(chǎn)品開發(fā)階段,要將用戶的質(zhì)量需求設(shè)計(jì)進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)參數(shù),對采用的新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝進(jìn)行全面設(shè)計(jì)分析,并進(jìn)行充分實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;在生產(chǎn)制造階段,要全面貫徹精細(xì)化的制造理念,以工匠精神完成每一項(xiàng)操作活動;在服役階段,要向用戶提供全面、完整的維護(hù)保養(yǎng)規(guī)范和售后培訓(xùn),督促用戶嚴(yán)格按照保養(yǎng)規(guī)范對機(jī)床進(jìn)行日常保養(yǎng)和維修。全因素控制指對生產(chǎn)現(xiàn)場影響產(chǎn)品質(zhì)量的人機(jī)料法環(huán)測5M1E六個(gè)要素進(jìn)行全面精細(xì)化控制,控制方法不外乎是針對這6個(gè)要素進(jìn)行“制定控制標(biāo)準(zhǔn)—對活動進(jìn)行檢測—發(fā)現(xiàn)偏差—查找偏差原因—采取措施糾正偏差”的控制活動。全員控制指對與產(chǎn)品質(zhì)量相關(guān)的所有員工的行為進(jìn)行控制,包括對設(shè)計(jì)人員的控制、對工藝人員的控制、對采購人員的控制、對加工人員的控制、對裝配人員的控制、對實(shí)驗(yàn)人員的控制等,詳見第5章的人力資源管理部分。

(6)嚴(yán)格化

質(zhì)量管理是件非常嚴(yán)肅的工作,稍有疏忽就會給產(chǎn)品帶來質(zhì)量缺陷。因此,操作活動嚴(yán)格化極其重要。嚴(yán)格化包括制定各種作業(yè)文件要精細(xì)、嚴(yán)謹(jǐn)、定量化、零缺陷;要嚴(yán)格按作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)行操作,實(shí)現(xiàn)操作零失誤;要對全過程和所有人員進(jìn)行監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)監(jiān)控零遺漏。在這里,員工的技術(shù)水平和工作態(tài)度起決定性作用,要對員工的操作技能和工作精神進(jìn)行嚴(yán)格培訓(xùn)。

5 高端制造模式之人力資源管理

低檔數(shù)控機(jī)床的制造企業(yè)主要靠規(guī)模效應(yīng)獲取效益,基本上不做基礎(chǔ)性研究,且對產(chǎn)品性能和技術(shù)水平的要求均不高,企業(yè)的人力資源管理主要有以下4方面的特點(diǎn):①生產(chǎn)規(guī)模大、員工數(shù)量多;②技術(shù)人員少、一線員工多;③加工裝配人員多、實(shí)驗(yàn)研究人員少;④對員工素質(zhì)的要求普遍不高。

對于高檔數(shù)控機(jī)床的制造企業(yè)而言,其人力資源具有以下特點(diǎn):

(1)員工整體規(guī)模不大 多品種、小批量、定制化生產(chǎn)方式?jīng)Q定了企業(yè)的產(chǎn)品規(guī)模和經(jīng)濟(jì)規(guī)模均不可能太大,機(jī)床主機(jī)廠的員工總數(shù)一般在200人以內(nèi)。

(2)對一線操作工的素質(zhì)要求高 高檔產(chǎn)品的用戶對加工精度、精度保持性、性能穩(wěn)定性和產(chǎn)品可靠性等性能的要求極高,需要一線操作工具備極高的技術(shù)素質(zhì)和極強(qiáng)的敬業(yè)精神。

(3)技術(shù)人員占比大 由于產(chǎn)品需要不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新,需要大量高素質(zhì)的工程技術(shù)人員進(jìn)行產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)和開發(fā)。

(4)實(shí)驗(yàn)研究人員多 為了不斷發(fā)展核心技術(shù),需要開展大量的基礎(chǔ)研究,因此需要較大數(shù)量的實(shí)驗(yàn)研究人員。

高檔數(shù)控機(jī)床涉及機(jī)電液控等多學(xué)科領(lǐng)域且生產(chǎn)規(guī)模一般不大,生產(chǎn)過程的自動化程度一般不是很高,大量的制造環(huán)節(jié)都離不開人的參與,特別在裝配、調(diào)試、檢測等環(huán)節(jié),人的參與不但必不可少,而且起主導(dǎo)作用。從總體上看,雖然自動化制造和智能制造技術(shù)發(fā)展很快,但是對數(shù)控機(jī)床的高端制造模式而言,仍然需要高度重視人的作用,因?yàn)楦咚刭|(zhì)的員工隊(duì)伍是企業(yè)的核心競爭力。

高端制造模式下與產(chǎn)品技術(shù)和質(zhì)量相關(guān)的人員很多,技術(shù)類的人員包括設(shè)計(jì)人員、工藝人員、實(shí)驗(yàn)研究人員和采購人員等,操作類的加工操作人員、裝配調(diào)試人員等,管理類的質(zhì)量檢驗(yàn)人員、可靠性工程師和質(zhì)量工程師等。人力資源管理的主要目的是對各類人員進(jìn)行技術(shù)技能培訓(xùn)和敬業(yè)精神培育,如圖5所示。

(1)各類人員的技術(shù)技能

對設(shè)計(jì)人員的主要要求是非常了解產(chǎn)品(包括外購件)的原理和結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié),重點(diǎn)培訓(xùn)其創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,能夠熟練使用高水平的性能分析工具,使設(shè)計(jì)的產(chǎn)品先天具有“高端”的特征。一般情況下,一個(gè)合格的設(shè)計(jì)人員應(yīng)該具有在裝配車間3年以上的實(shí)踐培訓(xùn)經(jīng)歷,考核合格后再轉(zhuǎn)去設(shè)計(jì)部門。

對加工工藝人員的主要要求是非常了解各類加工(包括熱加工工藝和刀具)裝備的功能和性能,了解各類零件的加工過程并能獨(dú)立操作。一般情況下,一個(gè)合格的加工工藝設(shè)計(jì)人員應(yīng)該具有在加工車間3年以上的實(shí)踐培訓(xùn)經(jīng)歷,考核合格后再轉(zhuǎn)去工藝部門。

對裝配工藝人員的主要要求是熟悉裝配工具、裝配流程和檢測儀器,能夠正確使用裝配工具親自完成產(chǎn)品的所有裝配、調(diào)試和檢測環(huán)節(jié)。一般情況下,一個(gè)合格的工藝設(shè)計(jì)人員應(yīng)該具有在裝配車間3年以上的實(shí)踐培訓(xùn)經(jīng)歷,考核合格后再轉(zhuǎn)去工藝部門。

實(shí)驗(yàn)研究人員的主要工作是進(jìn)行基礎(chǔ)研究,應(yīng)該熟悉待試對象的結(jié)構(gòu)原理、材料特性和實(shí)驗(yàn)裝置的工作原理,掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的各種分析方法。實(shí)驗(yàn)研究人員可以采取到高校培訓(xùn)或到實(shí)驗(yàn)裝備制造商現(xiàn)場的培訓(xùn)方式。

采購人員的主要職責(zé)是采購滿足設(shè)計(jì)要求的外購件。對采購人員的主要要求是熟悉待采購件的技術(shù)要求和應(yīng)用場景、供方市場情況(特別是供方的質(zhì)量保證能力和市場口碑)和價(jià)格信息,通過對比按“質(zhì)量第一、價(jià)格第二”的原則進(jìn)行采購。為了熟悉待購件的技術(shù)要求,采購人員應(yīng)該與技術(shù)人員進(jìn)行充分溝通。

加工操作人員的主要職責(zé)是操作加工設(shè)備(包括熱加工)完成合格零件的加工作業(yè),對其主要要求是熟悉所操作設(shè)備的工作原理和性能,熟悉各種材料的加工特性,熟悉各種刀具的性能。機(jī)械行業(yè)有“三年學(xué)徒工、五年熟練工、十年技術(shù)工”的說法,意味著高端制造模式下的操作工至少應(yīng)該具有5年以上的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)才算合格。

裝配調(diào)試人員的主要職責(zé)是將零部件組裝成產(chǎn)品,對產(chǎn)品的質(zhì)量有非常大的影響。對裝配操作工的主要要求是熟悉鉗工作業(yè)(如鏟刮)所使用的工具,熟悉待裝配產(chǎn)品的原理和結(jié)構(gòu),熟悉質(zhì)量檢測儀器以及裝配調(diào)試工藝。對裝配操作工而言,由于有很多工藝訣竅,技術(shù)素養(yǎng)培訓(xùn)主要采用“師傅帶徒弟”的方式,至少應(yīng)該具有5年以上的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)才算合格。

質(zhì)量檢驗(yàn)人員的職責(zé)是檢查零件和產(chǎn)品的質(zhì)量是否合格。對于高端制造模式的質(zhì)量檢驗(yàn),精細(xì)化和準(zhǔn)確化為第一位,檢驗(yàn)結(jié)果一般為定量化。由于高檔數(shù)控機(jī)床的幾何精度極高,不可能使用傳統(tǒng)的量儀進(jìn)行測量。因此,質(zhì)量檢驗(yàn)人員要熟練掌握高精度數(shù)字化量儀的使用方法,并經(jīng)嚴(yán)格培訓(xùn)后持證上崗。

由于質(zhì)量在高端制造模式中的重要性,企業(yè)必須配備高水平的質(zhì)量工程師,主持企業(yè)的“質(zhì)量計(jì)劃—質(zhì)量控制—質(zhì)量改進(jìn)”工作,確保ISO9000質(zhì)量體系持續(xù)有效地運(yùn)行。傳統(tǒng)的低端制造模式對質(zhì)量提升的重要性關(guān)注不夠,質(zhì)量工程師的地位不夠高,在向高端制造模式轉(zhuǎn)型中必須解決這一問題。

因?yàn)槿耸歉行詣游?人的行為會受情緒的影響,人的活動結(jié)果會受操作技能的影響,控制難度很大,所以德國人提出“不相信人”的質(zhì)量管理概念,認(rèn)為在質(zhì)量控制中要盡量采用設(shè)備,減少人主觀因素的影響,筆者比較認(rèn)可這一觀點(diǎn)。

(2)員工的敬業(yè)精神

低端制造模式屬于粗放式生產(chǎn),其對產(chǎn)品質(zhì)量要求不高,相應(yīng)地對人員敬業(yè)素質(zhì)的要求也不高;高端制造模式屬于精細(xì)化制造范疇,其對零部件的質(zhì)量以及產(chǎn)品技術(shù)水平和性能要求均很高。在裝配調(diào)試環(huán)節(jié)和檢測環(huán)節(jié),操作人員的參與比較多,其技術(shù)技能對保證產(chǎn)品質(zhì)量非常重要,然而僅靠提高員工的技術(shù)技能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。由于人是感性動物,其生理和心理狀況不斷變化,情緒的變化會嚴(yán)重影響員工的工作質(zhì)量。因此,高端制造模式還必須高度關(guān)注員工的心理素質(zhì),加強(qiáng)對員工敬業(yè)精神的培育,打造一線員工的工匠精神。

敬業(yè)精神是人們基于對所從事職業(yè)的責(zé)任心和熱愛而產(chǎn)生的一種全身心投入的精神。敬業(yè)精神可以分為兩個(gè)層次:低層次的敬業(yè)精神有一定物資層面的功利目的,即可能對所從事的工作沒有達(dá)到非常熱愛的程度,僅因?yàn)槠髽I(yè)付了工資,基于責(zé)任心、有義務(wù),或者怕處罰而必須按要求把工作做好,而不是不主動思考和改進(jìn),甚至弄虛作假、偷工減料。對于高端制造模式,對員工的最低要求是具有低層次的敬業(yè)精神,即按要求把工作做好。高層次的敬業(yè)精神是一種由于對所從事的工作非常熱愛而發(fā)自內(nèi)心的、對事業(yè)全身心忘我投入的精神層面的狀態(tài),其本質(zhì)就是奉獻(xiàn)精神。高端制造模式的員工應(yīng)該具有高層次的敬業(yè)精神,即樹立主人翁責(zé)任感、榮譽(yù)感和事業(yè)心,追求崇高的職業(yè)理想;培養(yǎng)認(rèn)真踏實(shí)、恪盡職守、勤于思考、精益求精的工作態(tài)度;力求干一行、愛一行、專一行,努力成為本行業(yè)的行家里手。

(3)人力資源管理的其他要求

與傳統(tǒng)的低端制造模式相比,高檔數(shù)控機(jī)床制造模式的多品種、小批量、定制化生產(chǎn)方式更加注重員工的技術(shù)技能和敬業(yè)精神,但技術(shù)技能和職業(yè)精神的形成還需要外部要素配合。根據(jù)馬斯洛的需求層次理論[18-19],低層次的敬業(yè)精神屬于缺失性需求,高層次的敬業(yè)精神屬于成長性需求。

1)缺失性需求意味著員工的基本收入應(yīng)該得到保障。德國、瑞士等國的技術(shù)工人之所以安心本職工作,就在于其基本收入不低于白領(lǐng)階層,能夠保障全家體面的生活。相反,國內(nèi)機(jī)械制造行業(yè)一線員工的基本收入一般遠(yuǎn)低于技術(shù)層和管理層,員工不能安心工作,一有高薪機(jī)會就會毫不猶豫地跳槽。高端制造模式下,每件產(chǎn)品基本上都是定制的,需要員工在工匠精神指導(dǎo)下精工細(xì)作,在考慮員工勞酬時(shí),不能以計(jì)時(shí)、計(jì)件制作為計(jì)算勞酬的依據(jù),這種基于計(jì)時(shí)制和計(jì)件制的勞酬制度對保證產(chǎn)品質(zhì)量絕對是有害的。在基本收入得到滿足后,要花氣力培養(yǎng)員工的責(zé)任心,建立懲罰制度約束員工的責(zé)任心。

2)成長性需求屬于精神層面的需求,具有一定的社會意義,例如一線員工要有一定的社會地位,不會因?yàn)椴僮鞴と说纳矸荻艿狡缫?。?shí)際上,在西方發(fā)達(dá)國家中,技術(shù)工人的社會地位也比較高,特別是具有專長的技術(shù)工人還會得到企業(yè)其他員工和社會的高度尊重,這也是德國和瑞士的技術(shù)教育很發(fā)達(dá)的重要原因。

3)員工要有一定的成長空間,在社會層面要有途徑攻讀更高層次的學(xué)歷,在企業(yè)層面也要給員工創(chuàng)造繼續(xù)成長的可能性。在德國和瑞士,只要有興趣和意愿,技校的學(xué)生可以很容易地轉(zhuǎn)到更高層次的學(xué)歷教育。另外,我國為了解決一線員工的成長空間問題,建立了“新8級工”的職業(yè)技能等級制度,一線員工的技能等級也可以上升到首席技師的級別,在企業(yè)的地位和收入不會低于一般的高級工程師。這一人才制度的實(shí)施,對我國高端制造模式的推進(jìn)將產(chǎn)生非常深遠(yuǎn)的影響。

6 高端制造模式之標(biāo)準(zhǔn)化管理

標(biāo)準(zhǔn)化是現(xiàn)代工業(yè)的基石,通過標(biāo)準(zhǔn)化可以實(shí)現(xiàn)零部件的互換性,并提高工作效率、保障產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本。高端制造模式由于屬于多品種、小批量、定制化生產(chǎn)方式,更應(yīng)該高度重視標(biāo)準(zhǔn)化工作,真正做到工作有標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)條款要細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)要量化、標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行嚴(yán)謹(jǐn)化。廣義的標(biāo)準(zhǔn)化包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)的模塊化、生產(chǎn)制造的成組化、零部件的通用化、產(chǎn)品型譜的系列化、文件制定的精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的嚴(yán)謹(jǐn)化6方面內(nèi)容,如圖6所示。

理論上,模塊化、成組技術(shù)、系列化雖然不屬于標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)的內(nèi)容,但是都需要采用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)去實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作。

(1)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的模塊化

模塊化設(shè)計(jì)是高端制造模式的主要技術(shù)方法之一,包括很多內(nèi)容,最關(guān)鍵的是模塊之間的互換性,而實(shí)現(xiàn)快速可靠互換主要靠模塊之間的接口,因此必須建立高檔數(shù)控機(jī)床各模塊接口的尺寸、結(jié)構(gòu)和控制方法的標(biāo)準(zhǔn)化文件,通過大量實(shí)驗(yàn)確定接口的精度、可靠性和更換效率。

(2)生產(chǎn)制造的成組化

成組化指按照相似性將零件聚類成組,同一組零件可以采用基本相同的工藝方法加工,不需要每個(gè)零件編制一套加工工藝,可以通過增加零件的加工批量來提高加工效率、降低加工成本,以及提高零件的質(zhì)量、降低廢品率。為了更好地推廣成組技術(shù),需要建立面向成組技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化文件體系,使編碼技術(shù)、相似性識別技術(shù)、基于相似性的加工工藝等均形成標(biāo)準(zhǔn)。

(3)零部件的通用化

通用化指同樣的零件可以應(yīng)用在不同產(chǎn)品中,機(jī)械工業(yè)的基礎(chǔ)件大部分均為通用件。通用化的優(yōu)點(diǎn)是可以降低成本、簡化管理、縮短制造周期、減少設(shè)計(jì)工作量。為了更好地推廣通用化技術(shù),企業(yè)需要建立面向通用化的標(biāo)準(zhǔn)化文件體系,使通用化設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和通用件在不同產(chǎn)品中的適配性分析方法以及通用件的管理等均形成標(biāo)準(zhǔn)。

(4)產(chǎn)品型譜的系列化

系列化指以某一結(jié)構(gòu)形式的產(chǎn)品為基礎(chǔ),對同一類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式、主要參數(shù)和規(guī)格進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃的產(chǎn)品管理和設(shè)計(jì)方法。采用系列化技術(shù)可以獲得以下收益:提高品牌效應(yīng)、增加銷售量、降低制造成本、增大生產(chǎn)批量。因?yàn)橄盗谢旧砭蛯儆跇?biāo)準(zhǔn)化技術(shù),且為標(biāo)準(zhǔn)化的最高級形式,所以更需要在產(chǎn)品參數(shù)系列標(biāo)準(zhǔn)制定、系列型譜編制和系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)的展開3方面開展標(biāo)準(zhǔn)化工作,形成標(biāo)準(zhǔn)化的文件體系。

(5)文件制定的精細(xì)化

從廣義上看,企業(yè)從管理、技術(shù)到操作的各種規(guī)范均可視為標(biāo)準(zhǔn)化文件,分別對應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、管理標(biāo)準(zhǔn)和工作標(biāo)準(zhǔn)。在高端制造模式中大力推廣應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化工作,可以獲取以下收益:提高管理水平、提高產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量、增強(qiáng)企業(yè)素質(zhì)、提高企業(yè)競爭力。對標(biāo)準(zhǔn)化工作的主要要求之一是制定的標(biāo)準(zhǔn)化文件足夠精細(xì),即文字表達(dá)清晰、文件格式規(guī)范、參數(shù)經(jīng)過驗(yàn)證、文件持續(xù)改進(jìn)等。

(6)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的嚴(yán)謹(jǐn)化

傳統(tǒng)的低端制造模式在標(biāo)準(zhǔn)化方面存在的最大問題是標(biāo)準(zhǔn)化意識不強(qiáng),缺乏專職標(biāo)準(zhǔn)化管理人員,標(biāo)準(zhǔn)制定得不全面、不系統(tǒng)、不精細(xì),標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的不嚴(yán)格等,其中對已有標(biāo)準(zhǔn)不能嚴(yán)格貫徹執(zhí)行會嚴(yán)重影響標(biāo)準(zhǔn)化的效果。因此,高端制造模式除了應(yīng)該重視標(biāo)準(zhǔn)化文件體系建設(shè)外,還必須高度重視標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的嚴(yán)格性,充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)化的作用,提高企業(yè)管理水平。為了提高標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行效果,首先需要制定標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行流程并形成文件,定期評估標(biāo)準(zhǔn)化的效果,發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行中存在的問題并持續(xù)改進(jìn)。

7 高端制造模式之品牌管理

品牌是消費(fèi)者在長期使用、媒體宣傳或與其他消費(fèi)者交流溝通過程中對某種LOGO商品形成的主觀印象,也是口碑相傳的結(jié)果,知名品牌會使消費(fèi)者產(chǎn)生購買偏好和再次購買的粘性。機(jī)床行業(yè)有許多知名品牌,如馬扎克、德馬吉、牧野、格里森等,在消費(fèi)者印象中,這些企業(yè)的產(chǎn)品意味著功能先進(jìn)、性能卓越,雖然價(jià)格比較貴,但是使用放心、舒心。建立數(shù)控機(jī)床高端制造模式的主要目的是著力打造國產(chǎn)機(jī)床的高端品牌,與形成一個(gè)商標(biāo)不同,打造一個(gè)知名品牌需要很長的實(shí)踐周期,其由諸多因素決定,來不得半點(diǎn)浮躁。國產(chǎn)機(jī)床行業(yè)在這方面的例子比較多,例如國內(nèi)某知名機(jī)床制造企業(yè)提出“像生產(chǎn)汽車那樣生產(chǎn)機(jī)床”的理念,因?yàn)楹鲆暳藱C(jī)床生產(chǎn)(手工鏟刮)與汽車生產(chǎn)(擰螺絲)之間的本質(zhì)差異,對產(chǎn)品質(zhì)量造成很大的影響,其結(jié)果不僅對形成品牌沒有任何幫助,反而在用戶中造成負(fù)面影響。再如某知名機(jī)床制造企業(yè)投資若干億元資金研發(fā)成功一套號稱是世界第一的智能數(shù)控系統(tǒng),并大量配置在自己生產(chǎn)的機(jī)床上,由于沒有經(jīng)過長期生產(chǎn)考驗(yàn)和細(xì)節(jié)改進(jìn),數(shù)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性都存在一定問題,消費(fèi)者認(rèn)可度比較低,不僅未能提升該機(jī)床的品牌,反而拖累了企業(yè)的業(yè)績。另外,曾經(jīng)有一段時(shí)間,國內(nèi)有些骨干機(jī)床企業(yè)熱衷于通過并購迅速擴(kuò)大企業(yè)規(guī)模,靠規(guī)模經(jīng)濟(jì)而不是靠技術(shù)水平提升在國內(nèi)外機(jī)床行業(yè)的排名。國內(nèi)某企業(yè)通過快速并購在銷售額上甚至排到了世界第一,然而這個(gè)世界第一只是曇花一現(xiàn),很快跌出榜單。以上例子說明,不能僅靠突破一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)(是否真正突破還很難說)或者靠并購擴(kuò)大規(guī)模就能形成一個(gè)消費(fèi)者公認(rèn)的知名品牌產(chǎn)品,而需要在技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量、客戶服務(wù)等方面長期努力。品牌管理示意圖如圖7所示。

(1)技術(shù)先進(jìn)

一個(gè)知名品牌在技術(shù)創(chuàng)新方面必然有其獨(dú)到之處(或稱核心技術(shù)),至少有一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)或整體技術(shù)指標(biāo)要優(yōu)于競爭對手。技術(shù)先進(jìn)性是產(chǎn)品重要的賣點(diǎn),是最吸引消費(fèi)者之處,也是產(chǎn)品的核心競爭力。高檔數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵技術(shù)包括功能復(fù)合性強(qiáng)、加工效率高、信息化和智能化程度高、環(huán)境特色(包括噪聲水平和安全特性)突出等。技術(shù)創(chuàng)新的主要特點(diǎn)是投入高、周期長,需要大量深入的基礎(chǔ)研究予以支持。

(2)產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)

質(zhì)量是形成一個(gè)品牌最重要的基礎(chǔ),傳統(tǒng)低端制造模式生產(chǎn)的國產(chǎn)機(jī)床在國際上基本沒有知名度,主要還是因?yàn)楫a(chǎn)品的質(zhì)量比較差,只能低價(jià)銷售給低端用戶,高端用戶一般不會將中國生產(chǎn)的機(jī)床列為購買對象。反觀國際上知名的數(shù)控機(jī)床品牌無不是高質(zhì)量的產(chǎn)品,久而久之才會在消費(fèi)者心目中留下“產(chǎn)品不錯(cuò)”的印象。數(shù)控機(jī)床的主要質(zhì)量指標(biāo)包括加工精度高、精度壽命長、可靠性高、穩(wěn)定性好等,要靠研發(fā)部門的精細(xì)化設(shè)計(jì)、制造部門的工匠精神制造、客服部門的周到服務(wù)來實(shí)現(xiàn)。

(3)客戶服務(wù)好

任何產(chǎn)品都需要服務(wù),服務(wù)好可以在一定程度上彌補(bǔ)產(chǎn)品的質(zhì)量缺陷。因此,客戶服務(wù)是打造品牌的重要內(nèi)容。

8 高端制造模式之服務(wù)管理

服務(wù)管理系統(tǒng)如圖8所示。

機(jī)床的質(zhì)量不僅是設(shè)計(jì)和制造出來的,還是使用出來的。在企業(yè)的加工現(xiàn)場經(jīng)常可以看到一種奇怪的現(xiàn)象:進(jìn)口機(jī)床吃細(xì)糧、國產(chǎn)機(jī)床吃粗糧。進(jìn)口機(jī)床安放在恒溫車間,充分保障溫度、濕度和清潔度,定期按照用戶手冊進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng),切削參數(shù)從不超過極限值。而國產(chǎn)機(jī)床的工作環(huán)境卻很惡劣,溫度濕度變化大,灰塵到處飛,不按用戶手冊進(jìn)行日常的維護(hù)和保養(yǎng)。筆者曾經(jīng)到某企業(yè)的機(jī)械加工車間考察,現(xiàn)場的環(huán)境極其惡劣,液壓油箱敞開,本應(yīng)在新機(jī)床服役后三個(gè)月內(nèi)就需要更換的液壓油,在使用兩年多后都沒有更換。這種區(qū)別對待的結(jié)果是,進(jìn)口機(jī)床很少發(fā)生故障,國產(chǎn)機(jī)床故障頻發(fā),這究竟是用戶的責(zé)任還是機(jī)床制造廠家的責(zé)任?筆者認(rèn)為,用戶對機(jī)床區(qū)別對待固然是原因,另一方面原因卻是機(jī)床制造企業(yè)的服務(wù)意識不夠。全程化客戶服務(wù)包括售前服務(wù)、售中服務(wù)和售后服務(wù),即使自己的產(chǎn)品質(zhì)量非常優(yōu)越,也要防止出現(xiàn)“店大欺客”的現(xiàn)象。

售前服務(wù)要熱情,主要是全面了解用戶的需求,和用戶共同制定產(chǎn)品的制造工藝,并確定設(shè)備的主要參數(shù)。

售中服務(wù)要周到,主要是按照合同確定的交付期監(jiān)督生產(chǎn)制造全過程,隨時(shí)將進(jìn)度和質(zhì)量計(jì)劃反饋給用戶,承諾按時(shí)交付,并指導(dǎo)用戶準(zhǔn)備設(shè)備安裝地基、水電設(shè)施、起重設(shè)備,機(jī)床到場后進(jìn)行設(shè)備的安裝調(diào)試和試切等。

售后服務(wù)要主動,幫助用戶用好設(shè)備,主要內(nèi)容是為用戶進(jìn)行機(jī)床使用培訓(xùn)、定期到用戶處回訪和服務(wù),以及像汽車4S店那樣主動對設(shè)備進(jìn)行定期調(diào)整和保養(yǎng)等。

國內(nèi)企業(yè)長期按照低端制造模式生產(chǎn),客戶服務(wù)比較粗放,服務(wù)的主動性不夠,因此對設(shè)備服役中的運(yùn)行質(zhì)量也應(yīng)該負(fù)一定責(zé)任。筆者的一位外國朋友曾經(jīng)是國外某機(jī)床廠的廠長,退休后與國內(nèi)某機(jī)床廠合作向歐洲銷售該廠的產(chǎn)品,該朋友曾經(jīng)說:“中國產(chǎn)的機(jī)床在質(zhì)量方面與國外機(jī)床的差距并不大(5%以內(nèi)),主要差距在精細(xì)化上,例如連一份用戶手冊都寫不好?！边@種現(xiàn)象非常值得向高端制造模式轉(zhuǎn)型的國內(nèi)機(jī)床行業(yè)反思:連用戶手冊都寫不好的企業(yè),用戶如何相信產(chǎn)品質(zhì)量?我國的企業(yè)是確實(shí)沒有能力還是重視程度不夠?另外,對于高端制造模式的服務(wù),還有一項(xiàng)很重要的內(nèi)容是將機(jī)床產(chǎn)品服役中的維護(hù)保養(yǎng)需求設(shè)計(jì)進(jìn)產(chǎn)品,以便采用物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字孿生技術(shù)對產(chǎn)品進(jìn)行遠(yuǎn)程運(yùn)維,發(fā)現(xiàn)故障征兆及時(shí)預(yù)警,甚至可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品故障的自修復(fù)維護(hù)。

9 結(jié)束語

高端數(shù)控機(jī)床是通過高端制造模式生產(chǎn)出來的,要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品向高端轉(zhuǎn)型,必須進(jìn)行制造模式轉(zhuǎn)型。本文首先給出數(shù)控機(jī)床高端制造模式全景圖,建立了高端制造模式的整體概念,該全景圖由5部分組成,即最上端的產(chǎn)品指標(biāo)部分、中間的閉環(huán)實(shí)現(xiàn)過程部分、最左端的指導(dǎo)理念部分、最右端的先進(jìn)制造模式部分,以及最下端的外圍技術(shù)和支撐條件部分;然后針對高端制造模式的7個(gè)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了討論,包括科研管理、制造管理、質(zhì)量管理、人力資源管理、標(biāo)準(zhǔn)化管理、品牌管理、服務(wù)管理,并對如何打造這7個(gè)關(guān)鍵技術(shù)給出具體的建議,企業(yè)可以根據(jù)全景圖和這7大關(guān)鍵技術(shù)具體打造適合企業(yè)自身的高端制造模式。