单件小批产品工艺标准化及其应用的探讨

何宇清 卢登第

【摘要】本文就工艺标准化及其在劳动定额方面的应用进行了探讨，分析了工艺标准化对工艺工作过程的作用，探讨了工艺标准化的实现过程，以及在劳动定额标准方面的运用。

【关键词】标准化；劳动定额；模块化

【DOI编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.04.057

Discussion on Process Standardization and Application of Single and Small Batch Products

HE Yuqing， LU Dengdi

（ShaanxiAerospace Power High Technology Co.， Ltd.， Xian 710100， China）

Abstract： This article discusses process standardization and its application in labor quota standards， analyzes the role of process standardization in process work， discusses the realization process of process standardization， and discusses its application in labor quota standards.

Key words： standardization； labor quota； modularization

产品工艺设计是连接产品设计和产品制造的桥梁，是制造系统的重要环节。公司主要生产消防泵、加油泵、输油化工泵等产品，属于定制化的单件小批量生产。当前，买方市场情况下，大规模批量生产模式需求逐渐减少，工艺技术人员应设计出最优的工艺路线，制造出合格的产品，以适应交货周期紧、产品多样化的市场需求。

工艺工作包括产品系统的工艺管理工作和工艺技术工作，其贯穿于产品研究、试制、生产、试验、运输、安装、调试，达到设计的预期目标的全过程。钻研国内外先进技术，统筹规划，合理利用资源，贯彻标准化、系列化、通用化、组合化，力求以高效适用的工艺布局、工艺方法、工艺设备及条件，研制生产出符合设计要求，质量稳定可靠的产品。主要环节为：审签设计图纸—分析设计图纸、确定工艺方案—编制材料定额—编制劳动定额标准等。其中，“编制零件加工工艺、装配工艺、检验规范、设计工装”环节是决定工艺设计质量的关键，同时也是影响生产质量、加工效率、制造成本的重要环节。在企业信息化建设前期，研究如何在工艺设计过程中贯彻标准化，提高工艺设计质量和工作效率是非常有价值的。

1工艺标准化的意义

工艺标准化，是在企业研制生产过程中，工藝技术人员贯彻工艺技术工作原则，降低材料消耗和制造成本，科学化管理的重要途径，它对工艺技术水平迭代提高，保证产品质量一致性，提高综合收益有着至关重要的作用。

将人工阅读的规范文档，转化成为结构化、参数化的表达方式，便于建立数字模型，为用计算机刚性控制、减少人为执行差错的数字化设备制作奠定基础。

分析各类产品在工艺方法和描述上的相似性，转变工艺的表格化表达方式为结构化的表达方式，实现工艺内容不变部分与变化部分的分离，实现工艺内容的模块化表达。

细化标准规范粒度加强工艺的针对性，将部分工艺转变成为标准化工艺，在每次新工艺设计过程中，充分复用标准化工艺的不变量，提升工艺设计的标准化程度和效率。同时将工艺的形式化内容，比如：格式固化到信息系统中，提升工艺形式的标准化能力。

企业建立起以大量标准化工艺为坚实基础的快速响应、敏捷制造系统，使生产管理过程不受或少受人为因素的影响，就能一次稳定合格产出，成本低、周期短的趋势必定能呈现。

2工艺标准化的主要内容

工艺标准化包括工艺文件规范化（统一化）、工艺要素标准化、典型化工艺和模块化划分。

工艺文件规范化，指各类工艺文件（工艺规程、更改单、关键工艺文件等）格式及填写的统一、规范，正确传递工艺要求，为企业PLM、ERP、MES信息化系统建设打好基础。

工艺要素标准化，是与工艺过程有关的主要因素的标准化，涉及范围很广，在初始阶段只进行工艺参数、工艺尺寸和工艺余量方面的标准化研究。

典型化工艺指的是将典型零件，比如叶轮、诱导轮、壳体、轴、底座等的加工工艺定为典型工艺，并标准化。

模块化划分指的是对产品进行模块化划分，分解出典型化模块，并标准化典型模块的装配工艺。

3工艺标准化的实现过程

本文以公司系列化程度比较高的消防泵产品为例进行工艺标准化的实现过程的研究。

3.1工艺文件统一化

工艺文件的统一化就是制定标准的工艺文件格式模板、填写要求，将要求固化在模板中。我们采用CAXA工艺图表编制工艺文件，它支持将格式模板固化，编制工艺文件时只需在对应的文件模板中填写即可，固化部分为不可编辑状态，保证了工艺文件统一性；定义需要汇总提取的单元格，工艺输出时自动完成汇总提取，保证工艺输出的一致性。

3.2工艺要素的标准化

我们研究的工艺要素主要包括工艺参数、工艺尺寸以及工艺余量。

工艺参数是指为了达到预期的技术指标，在工艺过程中需要选用、控制的有关量，分两类，一类是有明确数值的，比如切削进给量、焊接电流、热处理温度、保温时间、打压时间的确定等；另一类是具有限选择区间的非数值要求的，如刀具材料、刀具类型，设备工装型号，需要通过参数选择的方式纳入工艺文件描述。

工艺参数的确定要通过产品验证来证实其正确性、适宜性，也应与企业当前生产条件、设备条件、加工对象和作业条件相适应。比如，用棒料立铣加工诱导轮时，不但要确定分度头及顶尖仰角，还要总结以往经验并通过计算确定铣床主轴角度、加工挂轮、包角起始位置、进口减薄挂轮的选择，整个方法及步骤都可以用数学模型方式固化下来，输入不同参数立即得到结果，方便快捷并准确。工艺参数的标准化积累是工艺技术积累的关键所在。

工艺尺寸是指工件由毛坯到成品加工过程中各工序间的加工尺寸。工艺过程中，各工艺技术人员工作经验不同，理念不同，或工艺编制依据不统一，选择的工艺方法、工艺路径会有所不同，类似零件的半成品状态同一工序工艺尺寸也会不同，这样工序中所需配置的工装、量具将难以重复利用，比如铸件腔体打压，通过工艺尺寸标准化，可以减少打压工装的配置和管理，可以减少生产准备时间，也可减少量具的品种和规格，经济效益明显。

工艺余量是为保证下道工序加工的尺寸裕度，根据各道加工工序的需要确定的，是毛坯余量和工序余量的总称，比如不同材料、不同加工方法、不同尺寸精度，各自企业给出的工艺余量是不同的。余量过大，材料消耗大，工时延长；余量小，增加后工序难度，选择企业当前最经济的余量是非常重要的。

3.3典型工艺标准化

产品工艺包括零件加工工艺和装配工艺，对于零件加工工艺的标准化首先需要确定典型零件，再对典型零件确定标准的加工工艺。装配工艺的标准化首先需要对产品进行模块化划分，再根据划分的模块分别制定标准的装配工艺。

3.3.1典型零件工艺标准化

对于消防泵产品典型零件很多，主要是工艺过程相同，工艺基准一致的零件，比如叶轮、壳体、密封座、进出口管、箱体、法兰等零件，大都属于结构、大小类似，整个工艺过程及加工方法可以提取出通用部分，采用总结提取—编制—评审的方法，固化形成某类零件的标准化工艺。

比如，不同铸铝叶轮工艺过程为：铸造—车—划线（钻孔）—插槽—打磨进口边—动平衡—检，工序过程、方法与基准的选择都一样，变动的只有尺寸参数和不平衡量要求。除去尺寸参数等变动部分形成标准化的叶轮加工工艺，这样，在叶轮标准化工艺中添加叶轮尺寸参数和不平衡量要求，一份高质量的叶轮加工工艺就能很快完成编制。

由于总结了以往同类零件加工工艺的经验，这样的工艺准确性、适用性、先进性等各方面都有明显的优势。通过PDCA的方法不断优化改进，工艺文件不再因为个人技术水平的参差不齐而导致质量差异，对于技术人员流动相对频繁的企业保证工艺设计质量尤为重要。

3.3.2结构模块化和装配工艺的标准化

依据设计装配图和明细表，划分部件、组件，将产品装配过程划分为相对独立的装配单元。独立的装配单元一般应满足两个条件：一是装配单元中各零件的装配特性相同或者相似，装配过程中有关联性，能够成为独立子结构；二是装配单元可整体参与工艺流程规划而不受其他装配单元影响。典型装配单元确定后编制标准化工艺，标准化工艺通过专家组评审后可加入标准化工艺库，建立装配工艺的标准化工艺知识库。

比如将齿轮箱作为一个装配单元，可作为独立的子结构存在，整体参与泵的装配，不受其他装配单元的影响。确定了独立的装配单元后，编制齿轮箱的装配工艺，经过专家组评审后纳入工艺知识库，供后期检索使用。企业知识库是个长期积累的过程，當知识达到一定规模时，其价值才能得到更好的体现。

4标准化工艺的组成

标准化工艺由两部分要素组成，一是固定要素，二是可变要素，固定要素作为标准工艺的识别要素，要易于识别，通过提取共有工艺过程特征建立，不可替代。可变要素作为标准工艺具体运用中工艺人员赋值的部分，不作为典型装配单元的识别依据。

此外，要建立标准化工艺命名规则，根据固定要素提取出便于识别检索的关键词，对标准化工艺进行命名，这样才能在使用过程中，通过高的检索成功率和简便的操作使标准化工艺得到更好的推广使用，而使用频次的增加又进一步使得标准工艺知识库的质量进一步提升。

5工艺标准化在劳动定额中的运用

当交付进度成为主要矛盾，提高劳动生产效能是我们必须追求的目标，在此过程中，劳动定额标准化也是我们必经之路。开展劳动定额标准化工作，建立劳动环境公平，可以消除无效劳动、降低人工成本、提高劳动效率，促进企业劳动定额管理技术创新和综合管理能力提升。

工艺标准化过程为劳动定额编制提供了良好的技术基础，建立符合企业产品生产经营特色的分工序、分产品的劳动定额标准，有利于提高企业科学管理水平，提高市场竞争能力。在工艺标准化的基础上，注重提取工艺参数、工艺尺寸以及工艺余量数据，识别固定要素和可变要素，建立数学模型，以基础（操作工序为单元）→综合（以工步、工序为单元）→典型（以零组件为单元）的三层构型的劳动定额标准编制技术，能够有效解劳动定额标准编制的难题，满足企业不同层次的工时需求。

将工艺标准化成果运用在劳动定额标准编制过程中，全面、科学地测定劳动定额，使劳动定额工作由经验管理向科学管理转变，进一步走向智能管理的道路。

6结束语

不断改进完善的技术系统，对企业发展有着非常重要的意义，标准化工艺知识库就是这样的系统，标准化工艺是企业工艺信息化建设的基础。本文通过对标准化工艺应用的研究探讨，提出了标准化工艺的内容组成、标准化工艺知识库的组建方式。通过工艺标准化，工艺技术人员实践总结形成企业知识，经验知识能够得到有效传承和利用，保证了产品质量稳定；通过对标准化知识直接提取采用，能有效地缩短工艺编制时间，快速核定劳动定额；使高水平工艺人员有精力投入创新改进中，保证企业在快速变化的市场环境中持续发展。

【参考文献】

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[2]张东梅，刘庆，邵文艺.浅析工艺标准化在汽车制造中的重要意义[J].内燃机与配件，2019（8）：108-109.

[3]郭燕红.多品种小批量生产与成组技术[J].航天制造技术，2002（3）：38-41.

【作者简介】

何宇清，女，1972年出生，高级工程师，研究方向为机械制造工艺与设备质量、标准化、生产管理。

卢登第，男，1985年出生，高级工程师，研究方向为泵制造工艺技术及工艺标准化、信息化。

（编辑：谢飞燕）