基于提高机械制造质量的基本原理及途径分析

曹明月，范东川，章凯云，郭一娇

（重庆交通大学，重庆 400074）

0 引言

就目前国内机械制造质量来看，产品质量问题的出现主要是集中在生产过程，而我国在这一方面始终是一个相对弱势的地位，也有很大一部分企业的测量系统、测量能力、加工系统工序能力等方面存在不足，为机械制造质量的提高带来较大困难。如果在今后生产与发展的过程中不加以有效控制，将会直接影响到国内的机械制造企业发展，也会阻碍社会经济的提升。因此，从实际角度出发，对提高机械制造质量的基本原理，以及机械制造质量的影响因素、具体提高途径进行详细分析十分必要。

1 提高机械制造质量的基本原理

机械产品本身是由多个构件组成的，各个构成零件的质量、装配质量，都将成为机械产品自身质量的影响因素。因此，就目前国内机械制造业发展情况来看，如何生产出高质量的单个零件，已经成为其今后发展的一个重要目标，也是各个生产制造企业在实际发展的过程中所需要注意的。在新时期下，越来越多的机械制造企业开始重视提高机械制造质量，而根据现如今产业发展情况，提高机械制造质量的原理主要是有两个方面。

第一，提高加工设备的精准度。加工设备的精密度也是影响零件生产质量的最直接因素。目前，大部分企业在实际生产的过程中，通常都是采用模糊控制、神经网络控制、高可靠性传感器检测机构，以便于及时对机床的运行状态、运行参数等进行检测，对加工误差进行修正、补偿，通过这种方式来提高生产精度。然而，这种生产技术的应用，往往会消耗大量的投资，增加成本支出且操作复杂，一时间难以在生产制造企业中普及。

第二，对机械制造过程加以有效控制。这一质量控制原理，是基于我国现代加工设备、技术水平发展起来的，根据机械制造生产加工的特点，结合统计控制方法、工程控制方法等，充分掌握产品尺寸分布特性，并对机床所处于的实际加工状态进行分析，然后对其进行控制、调整，而测量则是整个控制过程的关键，是维系产品生产质量的纽带。由于在实际施工的过程中，这种方法不需要消耗较大的成本，比较适合当前我国现代机械制造业的发展状态，因此在企业中得到了广泛应用。

2 机械制造质量的主要影响因素

2.1 加工精度

产品机械加工本身就是多种成分的混合物，若是从实际角度出发来进行分析，影响产品质量的云因还包括零部件之间的加工精度差异，这也是影响产品质量的直接因素，会降低产品自身的性能。产生这一情况的主要原因在于，高精度零件会在一定程度上提高产品本身的质量，而若是要满足这一点，必然要投入更多的成本，然而大部分企业在实际生产过程中所投入的整体资产并不会发生变化，最终导致产品生产效率有所下降。

2.2 人员素质

员工是所有机械设备的直接操作者，虽然现如今我国已经实现了机械自动化生产，但是部分技术仍然是设备无法代替的，仍然需要人来操作完成。若是在生产过程中，员工个人操作出现问题，就会直接导致产品生产质量问题。在改革开放以后，我国机械制造得到了较为快速的发展，然而由于我国在这一方面起步较晚，与其他先进国家之前存在较大的差距，尤其是在人员操作方面，精准度无法完全得到保障，在一定程度上影响到了产品质量。与此同时，现代化技术的引进，也为员工的技术操作带来更大挑战，为了适应时代发展，员工不得不学习如何使用先进设备，而事实上大部分企业并没有根据设备、机械、技术更新状况来为员工开展针对性、专门的培训，导致员工的质量意识、综合素质都无法达到企业标准与要求，影响制造生产。

2.3 加工误差

机械制造的整个过程，包括了夹具、机床、工件等多个部分，而这些生产环节的任何部分出现加工误差，都会影响到最终产品的自身质量。这些加工误差产生的原因可能来自于多个方面，如材料问题、加工流程问题、机械设备问题、人为因素等。对于这一情况，机械制造企业在今后不仅是需要对整个生产、控制系统予以严格控制，同时也需要重视各部分生产，只有这样才能尽可能减少每一个部分所产生的误差。从根本上实现对机械制造质量的有效控制。

3 提高机械制造质量的有效途径

基于上述分析，机械制造质量的主要影响因素主要是来自于外部因素、人员因素两个方面，而随着时代的发展，社会生产对于机械制造的质量要求不断提升，为了获得更大的市场竞争优势，就必须要采取有效途径，提高机械制造质量，以重新抢占市场。

3.1 统计质量控制

一般情况下，在机械制造中统计质量控制，主要是对数理统计学加以有效应用，然后针对实际问题，对被控制对象的质量特性数据进行采集、分析与研究，获得基本的统计特性，这些数据将会被用于判断机械生产过程中的稳定状态，以确保整个制造生产过程中毫无缺陷，且生产精度能够达到预期要求。目前，统计质量控制已经形成了一个规模相对庞大的学科，控制技术方式达到上百种，但是其遵循的原理却是统一的，即在观察中，一旦发生小概率事件便会被认定为是系统出现问题，然后就需要进行针对性调整，以确保各种零部件生产都不会出现任何的质量问题。在根据这一原理产生各种统计质量控制技术以后，会将某一零部件质量参数图作为最具有奠定特征的图纸，并根据图中所标记的各种数据、参数、时间顺序等各个样本的计量数值，为后续的优化、控制工作提供参考。

3.2 对建模进行控制

建模质量控制主要是指，针对被控制对象的加工过程进行建模，根据模型的特点，来对整个加工过程中予以科学、合理的控制，提高产品生产质量。这也就需要有关技术人员，必须要保证模型本身具有极高的可靠性、有效性，才能够为机械制造质量控制提供参考。目前，制造模型方面的有关研究正在不断深化，而经验累积也不断丰富，从整体上来看，现阶段的制造模型大致可以分为基础模型和应用模型。为了保证建模的精准度，在操作过程中通常都是利用一些已经确定好的方程，来对制造过程稳定状态加以针对性描述，若是应用一些随机公式，则有可能出现参数与实际相互偏离的情况，增加了模型建立的不确定性因素。随着时代发展，一些人工神经网络模型、模糊模型等相继出现，只是没有达到普及状态，相信在今后发展的过程中建模方式将会更加先进、精准，从而实现对整个机械制造过程的高精准度控制。

3.3 加强人员培训

除了机械、系统本身生产过程中，可能会对机械制造质量产生影响以外，人员往往也会对整个制造过程造成影响。因此，在今后机械制造企业还需要加强对各部分员工的综合培训，而员工的质量意识、控制意识等也需要有所提升。要遵循“不接受有缺陷产品”的原则，使得有缺陷产品无法进入仓库，保证入库所有零部件质量、标准都能够达到预期需求。一方面，机械制造企业必须对全体员工进行定向培养，尤其是在自身操作技能方面，随着时代的发展，各部分生产都已经朝着机械化、自动化方向发展，然而受到技术层次因素的影响，在关键环节仍然需要由专门的工作人员来完成，因此制造企业就需要保证每一位操作人员都具有极高的专业水平，并且不会出现人为失误而影响整体运行。为了实现对员工的有效约束，企业可以通过落实责任制度、完善绩效考核机制等方式，来调动员工的工作积极性，也是为了更进一步提高工作质量。另一方面，在整个生产制造过程中，技术人员必须要对系统运行参数、机械设备运行状况、材料、技术参数等进行全面监测，并做好有关记录，一旦发现异常情况，可以在第一时间采取有效措施，将可能会造成的质量损失控制在最低。

3.4 增强预报补偿控制

由于机械制造是一个较为复杂的过程中，且容易受到多方面因素的影响而出现产品质量问题，若是在产品质量特性值服从中心极限定理、微小概率原理等，且制造过程处于平稳状态、系统处于统计控制状态，在这样的情况下就可以充分利用传统的统计质量控制方法。若是在整个制造过程中，出现系统受到随机性、系统新因素干扰程度较大时，则会出现产品质量特性值出现波动的情况，且质量形成过程，会变得相对不稳定，制造系统也基本上会处于一种脱离整体控制的状态，一旦出现这种情况，则传统的统计质量控制方式已经无法有效应用，必须要借助预报补偿控制才能够实现。预报补偿控制是对现代科技的一种有效利用，在实际应用过程中，主要是根据现代信号来对机械制造运行中的各种参数进行实时监测，然后制造成一个预测模型，利用这一模型来实现对未来可能会出现的产品质量偏离量进行预测，并根据预测的结果，采取必要补偿措施，来减少产品生产过程所出现的各种误差值，提高机械制造质量。

4 结束语

综上所述，提高机械制造质量的基本原理在于，要从机械加工设备、制造过程质量两个方面加以有效控制。在今后发展的过程中，机械制造企业应该综合考虑机械制造质量提高原理，然后根据日常生产情况，通过统计质量控制、对建模进行控制、加强人员培训、增强预报补偿控制等方式，来控制机械制造质量，使得企业整体生产质量能够有所提升，以适应时代发展需求，并推动我国机械制造朝着国际化方向发展，获得更大的市场竞争优势。