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編者按：本論文主要從提高金屬材料利用率；減少輔助材料消耗；提高生產(chǎn)效率，降低加工成本；降低物流成本；優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計等進行講述，包括了現(xiàn)狀、采取措施、經(jīng)濟效益分析、經(jīng)濟效益分析、經(jīng)濟效益分析、由于裝載機的前車架是裝載機四大結(jié)構(gòu)件中加工難度最高的部分、工藝配重使用后，降低了同一動作的重復(fù)試驗次數(shù)等，具體資料請見：

摘要:在工程機械系列產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，充分應(yīng)用價值工程理論，以價值分析的方法判斷產(chǎn)品及現(xiàn)行工藝的功能、成本及其價值，在改進產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、降低材料消耗、優(yōu)化工藝及路線、專用機床與工裝應(yīng)用等多方面進行了探索，有效降低了成本，取得了較好的經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：價值工程；工程機械；降成本

工程機械產(chǎn)品作為一拖集團公司的一大支柱產(chǎn)品，對保持公司可持續(xù)性發(fā)展具有重要的意義。但隨著中國工程機械行業(yè)的高速發(fā)展，如何更好的提升公司的經(jīng)濟運行質(zhì)量，擴大經(jīng)營持續(xù)發(fā)展顯得尤為重要。因此，自2007年初開始，一拖（洛陽）工程機械有限公司（以下簡稱工程機械公司）即開展了利用工藝優(yōu)化與工藝創(chuàng)新降成本的工作，在項目組的指導(dǎo)下，通過產(chǎn)品及工藝優(yōu)化分別在提高金屬材料利用率、減少輔助材料消耗、提高生產(chǎn)效率降低加工成本、降低物流成本、優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計等五個方面進行大膽的創(chuàng)新與改革，取得了較好的成效。

1提高金屬材料利用率

1.1現(xiàn)狀數(shù)控火焰和等離子切割機在工程機械公司已經(jīng)普及，但是由于缺乏數(shù)控切割的經(jīng)驗與整張鋼板套割等理念，使數(shù)控切割機在使用過程中普遍存在切割生產(chǎn)效率低，鋼材和耗材浪費嚴重的問題，具體表現(xiàn)為：在鋼板的局部進行切割，產(chǎn)生大量邊角余料或剩余鋼材，造成鋼材的嚴重浪費；不能做到自動穿孔和自動切割，切割工人憑借經(jīng)驗和眼睛觀察，通過手工方式調(diào)整和控制穿孔過程、切割速度和拐角加減速，造成數(shù)控切割機的生產(chǎn)效率不能得到有效發(fā)揮；每個零件要預(yù)熱穿孔并逐個切割，沒有使用共邊、借邊、橋接、連割等高效切割方式，不僅容易發(fā)生熱切割變形，而且火焰預(yù)熱穿孔耗時耗材，造成切割效率低，等離子割嘴損耗浪費嚴重。

公司的鋼板材料利用率長期在73%左右徘徊，而行業(yè)內(nèi)先進企業(yè)已達到80%以上，差距巨大，加上鋼板價格的大幅度波動又進一步擠壓了公司的盈利空間。

1.2采取措施項目組首先確立了全新數(shù)控切割理念，通過研究先進工藝方法，引進套料編程軟件QuickNEST、建立切割下料圖形庫優(yōu)化切割工藝，實現(xiàn)了高效高質(zhì)量切割、節(jié)省鋼材和耗材、建立全新數(shù)控切割理念和技術(shù)方法的目的。實現(xiàn)了數(shù)控切割機全時切割、自動切割、高效切割、高質(zhì)量切割和高套料率切割；提供了完善的自動穿孔和自動切割工藝，通過調(diào)用板材切割參數(shù)庫和自動切割程序，實現(xiàn)自動切割。通過調(diào)用切割下料圖形庫中同材質(zhì)零件優(yōu)化切割工藝，用共邊、連割、借邊、橋接等高效切割編程方式，利用不同鋼材合理套料，既提高材料利用率，又有效減少預(yù)熱穿孔，減少重復(fù)切割，防止零件熱切割變形。

以裝載機動臂板的數(shù)控?zé)崆邢铝蠟槔?，圖1是以前的動臂板數(shù)控編程系統(tǒng)下料圖，圖2是引進套料編程軟件后動臂板的下料圖。

在以前的數(shù)控編程系統(tǒng)中，動臂板的下料邊料很大，當需要利用邊料切割其它零件時，則要采用仿形切割或手工切割，不僅材料利用率低，而且生產(chǎn)效率也很低。套料編程軟件QuickNEST使用后在動臂板的邊料中直接套入拉桿板（四件）、貼板兩種（各八件），有效的提高了材料利用率與生產(chǎn)效率。

1.3經(jīng)濟效益分析此項目自2008年1月開始實施，通過重新核算材料消耗定額，鋼板材料利用率提升3個百分點以上。效益分析見表1。

項目實施后，2008~2009年累計降成本348.91萬元。

2減少輔助材料消耗

2.1現(xiàn)狀路試試驗是檢驗產(chǎn)品整機系統(tǒng)工作狀況的重要步驟。裝載機試驗工藝要求進行2小時路試試驗，3小時工況試驗。前幾年一直是在廠外郊區(qū)進行，距離較遠裝載機每次來回路程60km。因試驗場地原用于拖拉機試驗，許多設(shè)施并不適應(yīng)裝載機試驗要求，以致油料消耗較大。

2.2采取措施設(shè)計裝載機廠內(nèi)工況試驗配重塊、裝載機廠內(nèi)上車臺、規(guī)劃廠內(nèi)試驗場地及平面布置圖、制定廠內(nèi)試驗規(guī)程，實現(xiàn)了整機試驗工藝（路況試驗與工況試驗）的優(yōu)化。

通過以上試驗工藝優(yōu)化，減少了機械從廠區(qū)至郊外試驗廠往返路途中的柴油消耗。由于土的密度較小，在郊外工況試驗（如：動臂舉升試驗與沉降試驗）時負載較小，往往需要重復(fù)同一動作進行試驗，工藝配重使用后，降低了同一動作的重復(fù)試驗次數(shù)，從而有效的節(jié)約了柴油的消耗。

2.3經(jīng)濟效益分析此項目自2007年3月開始正式實施，不僅成功的完成了裝載機整機試驗中各類試驗項目的要求，達到了試驗?zāi)康?，而且?jié)約了整機試驗過程中0＃柴油的消耗。

項目實施后，2007~2009年累計降成本133.48萬元。

3提高生產(chǎn)效率，降低加工成本

3.1現(xiàn)狀公司裝載機產(chǎn)品中80％的大型板類結(jié)構(gòu)件上的孔，由于設(shè)計要求，均在鏜床上加工，不僅加工成本高，更造成了鏜床負荷過大，成為生產(chǎn)中的瓶頸。

3.2采取措施項目組通過調(diào)研，并結(jié)合公司現(xiàn)有的生產(chǎn)能力、設(shè)備狀況，設(shè)計了鉆床鏜孔裝置——鉆鏜模。此裝置的成功應(yīng)用，將80％大型板類結(jié)構(gòu)件的鏜床工序轉(zhuǎn)移到搖臂鉆床上加工，有效的降低了鏜床的負荷，解決了生產(chǎn)瓶頸，同時也增加了鉆床的加工優(yōu)點，從而大幅度提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。以裝載機前車架側(cè)板的加工為例，圖3是裝載機前車架側(cè)板在鉆床上使用鉆鏜模加工的示意圖，圖4是裝載機前車架側(cè)板在鏜床上加工的示意圖。與工藝改進前采用鏜床加工相比，零件的裝夾由豎直立裝（采用專用吊具，裝夾繁瑣、困難）改為橫向平裝（采用普通吊帶，裝夾方便、安全），裝夾速度快、效率高，零件加工時由原來的2人/機改為1人/機。同時，由于鉆鏜模內(nèi)安裝有定位軸承，加工時使用的專用刀桿與機床之間不易產(chǎn)生共振，加工精度較高，避免了鏜床加工時精度受人為因素影響較大的現(xiàn)象。鉆鏜模在使用中采用一模一用（一種零件使用一種鉆鏜模），使用專一，操作難度小，非常適合批量生產(chǎn)。

鉆鏜模的推廣應(yīng)用，使鉆床實現(xiàn)了的鏜削加工，擴大了鉆床在工程機械產(chǎn)品生產(chǎn)中的使用范圍，提高了鉆床的加工質(zhì)量。

另一方面，通過對裝載機各類結(jié)構(gòu)件采用專用機床加工進行策劃，如：前車架的加工采用一臺鏜鉸接孔與銑橋連接面組合機床、一臺鏜兩側(cè)翼箱孔專機（四組孔能同時鏜）等，使ZL50D裝載機、ZL50F裝載機、ZL30F裝載機、ZL30-II裝載機中的前車架、動臂焊合實現(xiàn)專機加工，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了加工成本。

3.3經(jīng)濟效益分析大型鏜床的加工費用為340元/小時，搖臂鉆床和專用機床的加工費用為15元/小時，每小時可降成本：340-15＝325（元）。此項目從2007年2月開始實施

項目實施后，2007~2009年累計降成本2109.25萬元。

4降低物流成本

4.1現(xiàn)狀工程機械公司以往的生產(chǎn)主要以單件小批量為主，設(shè)備的布局較為分散，隨著產(chǎn)量的不斷增大，物流成本在生產(chǎn)成本中的比重愈發(fā)突出。同時，在批量生產(chǎn)的過程中，隨著加工路線及工藝的調(diào)整，各生產(chǎn)工序越分越細，頻繁的物流顯然不能滿足高效生產(chǎn)的需要。因此，如何實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，有效減少物流在降低整機成本中顯得尤為重要。

4.2采取措施根椐工程機械公司產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與生產(chǎn)綱領(lǐng)，項目組對加工設(shè)備進行了科學(xué)的布局調(diào)整，優(yōu)化了工藝路線，達到了降低物流成本的目的。

4.2.1由于裝載機的前車架是裝載機四大結(jié)構(gòu)件中加工難度最高的部分，體積大、精度高，裝夾及更換零件極不方便，如果能夠?qū)η败嚰苓M行流水線式加工，將會大幅度提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。因此，將機加車間Z310搖臂鉆床調(diào)整到鉚焊車間新增的ZL50F裝載機前車架專機一側(cè)，組成了ZL50F裝載機前車架加工生產(chǎn)線，從而減少了前車架（重3噸）從鉚焊車間向機加車間的一次轉(zhuǎn)運，及其在機加車間內(nèi)部的一次轉(zhuǎn)運。每臺ZL50F裝載機節(jié)約物流成本120元。

4.2.2將機加車間Z35搖臂鉆床調(diào)整到結(jié)構(gòu)車間切割下料處，在此處直接使用鉆鏜模加工ZL30F裝載機內(nèi)、外側(cè)板與動臂板，從而減少了ZL30F裝載機中若干零件（共重2噸）從結(jié)構(gòu)車間向機加車間的兩次轉(zhuǎn)運。每臺ZL30F裝載機節(jié)約物流成本80元。

4.2.3將結(jié)構(gòu)車間3噸壓力機調(diào)整到總裝車間推土機裝配線處，在此處對T140推土機后橋箱（重2噸）兩側(cè)半軸進行壓裝，減少了該后橋箱裝配過程中在結(jié)構(gòu)車間與總裝車間之間的兩次轉(zhuǎn)運。每臺T140推土機節(jié)約物流成本80元。

4.3經(jīng)濟效益分析該項目從2007年開始實施，具體效益分析

項目實施后，2007~2009年累計降成本11.47萬元。

5優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計

5.1現(xiàn)狀ZL50F裝載機后配重采用鑄件結(jié)構(gòu)，由于價格因素造成該零件成本很高，相對而言焊接式配重成本遠遠低于鑄件配重，且裝配方便。配重的作用僅僅是保持整機的平衡，配重的形式并不影響主機任何性能。因此，應(yīng)重新設(shè)計更合理的焊接式配重。

5.2采取措施首先，對ZL50F裝載機后車架工藝件圖紙進行優(yōu)化，使其既可以和新型的焊接配重連接，又能將原來的結(jié)構(gòu)簡化；其次，根據(jù)ZL50F后配重重量要求，重新設(shè)計焊接式后配重，使其滿足ZL50F整機性能要求；最后，重新優(yōu)化設(shè)計了后配重電瓶箱結(jié)構(gòu)，使其適應(yīng)ZL50F新型免維護電瓶的安裝。

通過優(yōu)化設(shè)計，將ZL50F裝載機的鑄件配重改換成焊接式配重，不僅節(jié)約了生產(chǎn)成本（焊接式配重主要原料為：廢鋼砂、鋼板廢邊料、水泥、沙子），而且裝配也比以前的鑄造配重方便很多，如：減少了電瓶箱與腳踏板的安裝等，提高了生產(chǎn)效率，同時，絲毫不影響整機性能。

5.3經(jīng)濟效益分析ZL50F裝載機焊接配重比原鑄造配重（含相關(guān)附件：電瓶箱、腳蹬、螺栓等）價格便宜4500元。此項目自2008年10月開始實施，截止到2009年底，共計生產(chǎn)ZL50F裝載機108臺。節(jié)約成本：4500×108=486000（元）。

通過以上項目的實施，2007~2009年工程機械產(chǎn)品累計降成本2651.71萬元

6結(jié)束語

在此次產(chǎn)品及工藝優(yōu)化的整個過程中，充分應(yīng)用了價值工程的思想，以價值分析的方法準確判斷產(chǎn)品及現(xiàn)行工藝的功能、成本及其價值，在改進產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、降低材料消耗、工藝及路線優(yōu)化、專機與工裝應(yīng)用等多方面進行了探索。通過方案創(chuàng)新和優(yōu)選，達到了以最低成本取得必要功能效果的目的，有效的降低了成本，取得了較好的經(jīng)濟效益。