超聲波清洗機設備的工藝規程制訂與并行工程
【超聲波清洗機http://www.17liang.cn】產品設計是用于產品，及它的部件裝配的計劃。為了把產品設計轉換成一個實際物體，這需要一個制造計劃。而制訂一個這樣的計劃的行動就叫做工藝規程制訂。它是產品設計和制造之間的連接，工藝規程制訂包括決定加工順序和制造產品所必須完成的裝配步驟。在以下文章中,我們將解釋工藝規程制訂和他的一些相關主題
文章開始，我們應該區別在下列文章中被反復提到的工藝規程制訂和生產計劃。工藝規程制訂與如何制造產品和它的零件等工程技術問題有關，制造零件和裝配產品需要什么樣的設備和工具工藝規程制訂與產品制造物流管理有關系。它在工藝規程制訂后面與原料分類及獲得滿足制造充分數量產品要求的資源有關。
工藝規程制訂
工藝規程制訂包括決定最適當的制造及裝配步驟和順序，在這些順序和步驟中他們必須根據所提出的詳細的設計說明書規范完成給定零件或產品制造。 能夠被計劃的工藝范圍和多樣性通常由于公司車間可用設備和技術能力而受到限制。在公司內部不能夠制造的零件必須到外部市場購買，工藝規程制訂所提及的工藝選擇同樣也受到詳細設計資料的限制，我們稍后將會回到這一點。
工藝規程制訂通常是由制造工程師完成的，工藝制訂者必須熟悉工廠中詳細可用的制造流程并且能夠說明工程圖。基于制訂者的知識、技術和經驗，用于制造每個零件的工藝步驟以最合乎邏輯的順序被發展制訂。下列各項是在工藝規程制訂范圍里的許多決定和詳細資料：
.設計圖的說明. 在工藝規程制訂的開始，產品設計的這一部分( 材料、尺寸、公差、表面處理等等)必須進行分析。
.工藝和順序. 工藝制訂者必須選擇哪一個工藝是必需的及必需工藝的序列。此外還必須準備好一個簡短的工藝步驟描述。
.設備選擇. 大體上，工藝制訂者必須逐步展開利用工廠現有機器的計劃。另外，組件必須被購買或在新設備上的投資必須被制定。
.工具、沖模、鑄模、夾具、量具. 工藝必須決定每個工序需要什么工具，這些工具的實際設計和制造通常通過委派工具設計部門和工具庫或者聯系專攻那種工具制造的外面廠商來完成。
.方法分析. 車間規劃，小工具，提升重物的提升間。甚至在一些人工操作情景中的肢體動作也被指定。
.操作步驟. 工作測量技術被用來為每個操作設定時間標準。
.切削工具和切削條件. 這些必須對加工操作通過推薦標準手冊來進行詳細說明。
零件工藝規程制訂
對于單個零件，加工順序通過一種被稱為進路表的表格來進行文件證明備份。就如工程圖被用于詳細說明設計產品一樣，進路表被用于詳細說明工藝計劃。他們是類似的，一個用于產品設計，另一個用于制造。
制造單個零件的典型加工順序包括：(1) 一個基本工序 (2) 二級工序 (3) 提高物質特性工序和(4) 最后工序。一個基本工序決定了工件的起始造型。金屬鑄件、塑料成型、金屬精煉是基本工序中的實例。起始造型常常必須通過改變起始造型操作(或者接近于最終造型)的二級工序來精制。二級工序習慣于和基本工序一起提供起始造型，當砂型鑄造是基本工序，車加工通常是二級工序。當軋鋼廠制造金屬片是基本工序，沖壓操作像沖裁和彎曲通常是二級工序。當塑料注入成型是基本工序時，二級工序通常是不必要的，因為他的大多數幾何特征制造通過別的方式如成型制造來完成。塑料成型和其他操作的二級工序被稱為凈成型工序的并發二級工序，需要一些但并不多的二級工序的操作就是所提到的近似成型工序。許多有印象的摸鍛件就是這一類，這類零件能夠經常在鍛造(初級工序)階段被成型，因此減少了必要的加工(二級工序)。
一旦模型被建立，許多零件的下一步是改良它們的機械物理性能。提高特性工序并不改變零件模型，然而，它卻能改變零件的物理特性。金屬零件的熱處理操作就是最普通的實例。類似的如玻璃通過熱處理來制造鋼化玻璃，對于大多數零件的制造來說，這些特性加強工序在加工工序中并不需要。
最后工序通常對零件(或裝配體)的表面提供一個涂層。例如電鍍、薄膜沉積技術、涂漆。表面處理的目的是改善外觀，改變顏色或者表面保護防止腐蝕和磨損等等。在很多零件中最后工序是并不需要的。例如：塑料成型就很少需要最后程序。當必須需要最后程序，他通常是加工順序的最后一步。
裝配工藝規程制訂
一個既定產品的典型裝配方法由以下因素決定的：(1)預期產品數量(2)裝配產品的復雜性。例如：不同組件的數量和(3)常用裝配工藝。例如：機械定位焊接、對于小數量產品，通常在人工裝配線上進行裝配。對于大量制造的一打或這樣組件的簡單零件，要采用適當的自動化裝配線。無論如何這里有一個工作必須被完成的優先順序，這個優先需求經常用一個優先表來進行圖表描繪。
裝配工藝規程制訂包括裝配指令的發展，但是更詳細地對于小批量生產。在一個崗位完成整個裝配，對于一個裝配線上的大批量生產，工藝規程制訂由一種分配工作條件到裝配線個別工位并被叫做人工投入線性平衡法的程序組成。這種裝配線按照裝配線平衡解決方案決定的順序發送工作單元到個別工位，在個別組成，任意工具或夾具的工藝規程制訂時，一條裝配線的決定、設計和制造必須被完成，并且工作站的必須被列出來。
制造或購買決定
在工藝制定過程中出現的一個重大問題是一個特定零件應該在公司內部的工廠內生產還是從外部銷售商處購買，并且這個問題的答案被認為是制造或購買決定。如果公司沒有技術設備或制造零件所必須的詳細制造工藝中的專門技術，那么答案就很明顯了。因為沒有其他選擇零件必須購買。然而，在很多例子中零件既可以在利用現有設備在內部制造或者可以從外部擁有相似制造能力的生產銷售商處購買。
在我們的關于制造或購買的決定的討論中，他應該認識到在開始幾乎所有的制造者從供應商那里購買原料。一個機械加工廠從一個金屬經銷商購買他的起動柄原料或從一個鑄造廠購買他的砂型鑄件。一個塑料成型廠從一個化工廠購買他的模塑料。一個沖壓廠可以去經銷商或直接從軋鋼廠購買金屬片。很少的公司能夠在操作中從原料一直進行垂直整合，這看來至少購買一些也許在他的工廠可以另外制造的零件是合理的。也有可能為公司使用的每一個組成要求制造或購買決定。
這里有許多影響制造或購買決定的因素，一個人可能認為成本是決定是購買還是制造零件的最重要的因素。如果一個外部經銷商比公司工廠更精通于制造零件的工藝，因而公司內部生產成本可能比經銷商賺取成本后的價格還要高。可是，如果購買決定導致公司工廠設備和勞動的閑置，購買零件的表面優勢就會喪失。考慮以下例子制造或購買決定。
為一個特定零件被引述的價格是100個單位的每單位$。制造零件的成分如下所示：
單位原料成本=每單位$
直接勞動成本=每單位$
勞動加班150%=每單位$
設備修理成本=每單位$
___________________
總計=每單位$
這個組成應該被購買還是在內部制造
解決方案：盡管經銷商的引證似乎支持購買決定，讓我們來考慮如果引證被接受可能在生產操作中的沖突。$設備維修成本是已經被制定的投資成本，如果設備設計因為購買零件的決定而變的沒有利用價值，那么這個固定成本仍然繼續盡管設備閑置著。同樣，如果零件被購買由工廠空間，效用和勞動成本組成的$的勞動間接成本仍然繼續。通過這種推理，如果應該已用于生產零件的設備閑置的購買決定并不是一個好決定因為他可能花費公司將近$+$+$=$每單元。另一方面，如果正在討論的設備可以被用于生產其他零件并且內部生產成本低于外部聯系報價，那么一個購買決定就是一個好決定。
制造或購買決定并不像這個例子中的那樣直接。這幾年的一個趨勢，尤其在汽車工業，公司和零件供應者建立緊密關系。由此我們將引出并行工程。
在計劃操作方面制造公司有很大興趣利用計算機輔助工藝（CAPP）系統來完成。那些熟悉加工詳細資料和其他工藝的工廠培訓的工人逐漸退休，并且這些人在將來工藝制訂的過程中是非常有用的。一種可選擇的用于完成這種功能的方式是必需的，CAPP 提供了這種選擇。CAPP經常被看作是計算機輔助制造（CAM）的一部分。然而這種趨向意味著CAM是一系列系統。事實上，當CAD和計算機輔助設計協同作用創造了一個CAD/CAM系統。在這樣一個系統中，CAPP成為設計和制造之間的直接聯結。來自計算機輔助工藝的優點包括以下幾點：
.工藝合理化和標準化. 自動工藝規程制訂比完全用手工編制工藝產生的更合理化和一致化。標準設計趨向產生低成本和高生產質量。
.增強工藝制訂者的生產力. 在數據文件中的系統方法和標準加工設計的實用性使工藝制訂者可完成更多的工作。
.減少工藝規程的制訂時間. 與手工準備相比，利用CAPP系統的工藝制訂者可以在較短的時間內準備好進路表。
.改良異讀性. 計算機準備的進路表比手工準備的進路表更容易簡潔。
.結合其他應用軟件. CAPP 系統可以在界面上與其它應用軟件結合，象成本估計和工作標準。
計算機輔助工藝圍繞著兩個路徑來設計，這兩個路徑被叫做：（1）CAPP檢索系統和（2）CAPP生成系統。許多CAPP系統結合這兩種路徑而被稱為生成檢索CAPP系統。
制造業的并行工程和設計
并行工程引用一種常用于產品發展的路徑，通過它使工程設計功能、工程制造功能和其他功能綜合起來以減少一種新產品投放市場所需要的共用時間，也被稱為并發工程，他可能被認為是CAD/CAM技術的類似組織版本，按照傳統路徑來使一件產品投放市場。如圖(1)a所示，工程設計功能和工程制造功能這兩種功能是分開并且連續的，產品設計部門開展一項新的設計有時很少考慮到公司的制造能力，也很少有機會能夠讓制造工程師來提供如何使設計更容易制造的一些建議。他好像消除了在設計和制造之間的一堵墻，當設計部門完成設計，他投擲工程圖和說明書越過這面墻，并且那時工藝規程制訂也開始了。
圖（1） 比較 : (a) 傳統產品發展周期和 (b) 并行產品的發展周期
通過比較，實行并行工程的公司，工程制造部門在早期就參與到產品發展周期。為如何使產品和他的組成能夠被設計的更適于制造提供建議。他同樣為產品提供制造計劃繼續進行的早期準備，這種并行工程的路徑在圖(1)b中被描繪出。除了工程制造以外其他功能同樣被包括在產品發展周期中，如質量工程、制造部門、后勤服務、市場供應評定組成和一些情況下將使用這些產品的消費者。在產品發展階段的所有這些功能不僅能改善新產品的功能和性能，同時也能改善他的可造性、自檢性、易測性、服務能力和可維護性。通過早期功能改善，因為在最終產品設計之后的回顧太晚以至于不能對設計進行便利的修改的不利因素的消除，使產品發展周期的持續期大大減少。
并行設計包含以下因素：(1)一些制造和裝配設計(2)質量設計(3)成本設計和(4)生命周期設計。另外，像快速成型、虛擬制造、和組織轉變等輔助技術需要被用來促進公司的并行工程。
制造和裝配設計
據估計一件產品的70%的生命周期成本是由在產品設計時所做的基本決定所決定的，這些設計決定包括每個零件的材料、零件模型、公差、表面處理、零件是如何被組織裝配的和常用裝配方法。一旦這些決定被指定，減少產品制造成本的能力就會被限制。例如，如果產品設計者決定用鋁砂型鑄造法制造一個分開零件，但是這個零件的工藝特性只能通過加工來完成(如螺紋孔和配合公差)，制造工程師沒有選擇的余地，只能按照先砂型鑄造在加工的方法來達到既定要求。在這個例子中，用一個在單獨步驟所需要的塑料模制品也許是一個較好的決定。因此，當產品設計展開時給制造工程師一個忠告設計者的機會對產品的順利可造性是非常重要的。
這種被用于嘗試描述順利改變一件新產品的可造性的條件是制造設計(DFM)和裝配設計(DFA)。當然，DFM和DFA是緊密相連的，因此讓我們用制造和裝配設計(DFM/A)的形式來表達。制造和裝配設計包括在一件新產品中的可造性和可裝配性的綜合考慮，這包括： (1)組織變化和(2)設計原理和指導方針。
.在DFM/A中的組織變化. DFM/A的有效執行包括公司組織機構的正式或非正式的變化，因此設計職工和制造職工之間有很好的交流和交互作用。這可以通過以下方法來完成：(1)通過成立由產品設計者制造工程師和其他員工(例如：質量工程師、材料專家)組成的攻關小組來進行產品開發；(2)通過要求設計工程師用一些事業時間在制造上，以能夠掌握第一手可造性和可裝配性是如何通過產品設計聯系在一起的；(3)通過指派制造工程師到產品設計部門在一個臨時的或專任的基礎上做一個還原性顧問。
.設計說明和指導方針. DFM/A為了理解如何設計一個既定產品來使可造性和可裝配性最大化也依賴于設計說明和指導方針的使用，這些通用設計指導方針中的一些幾乎適用于任何產品設計。在其他方面，一些設計原理只適用于特定工序，例如：軸或錐度在階梯中的使用和利用模制品來切除模內零件，在制造過程中我們只把這些具體過程指導方針放在書本上。
指導方針有時互相矛盾，一條指導方針是“簡化零件模型，避免不必要的特征”。但是在同一表格里的另一指導方針為了裝配安全而規定在設計產品時“特殊幾何特征必須不時加上他的組成”。而且他也許值得來結合個別裝配件的特征來減少產品中零件的數量。在這些示例中零件制造設計與裝配設計相沖突，在這個矛盾沖突的兩邊，一個適當解決方法必須被發現。
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