分析與思考：關(guān)于鈦合金精密鑄造企業(yè)生產(chǎn)流程卡主子卡方案的探索
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作者：鄭曉敏
1 生產(chǎn)過程分析
生產(chǎn)流程卡在生產(chǎn)過程中隨著本批產(chǎn)品一起在各個工序間流轉(zhuǎn)。該卡能夠記錄鑄件現(xiàn)場生產(chǎn)、操作、質(zhì)量信息，追溯鑄件生產(chǎn)進度，同時也作為鑄件生產(chǎn)憑證存檔以供后期查詢。生產(chǎn)流程卡是企業(yè)進行生產(chǎn)、實施工藝、提供服務(wù)、控制質(zhì)量等過程中不可缺少的可追溯性檔案。
由于航空熔模精密鑄件的結(jié)構(gòu)與尺寸日益復雜化與整體化，技術(shù)難度愈來愈大，使用生產(chǎn)流程卡管理方案存在以下主要問題。
(I)車間現(xiàn)場鑄件生產(chǎn)進度追溯困難 鈦合金精密鑄造工藝難度大、生產(chǎn)工序多、返工返修頻繁、生產(chǎn)周期長；多種鑄件同時生產(chǎn)，數(shù)據(jù)管理不統(tǒng)一、信息傳遞不夠及時，導致現(xiàn)場鑄件復雜混亂，難以將生產(chǎn)流程卡與現(xiàn)場具體實物對應起來，生產(chǎn)狀況無法實時掌控。
(2)批次管理單件追溯難以實現(xiàn) 由于鈦合金生產(chǎn)企業(yè)的軍品訂單多為單件小批量，軍品以及航空訂單對于鑄件的要求非常嚴格，需要追溯單個鑄件的生產(chǎn)過程。鈦合金熔模鑄件存在生產(chǎn)工序多、返工返修頻繁等問題，由于熔模鑄造的特殊性，使鑄件追溯困難加大。
(3)循環(huán)子卡難以管控 精鑄鈦合金件作業(yè)路線復雜，主作業(yè)路線描述每一種鑄件的主要生產(chǎn)步驟和過程。它由許多工序組成，子作業(yè)路線是工藝人員為某些司題鑄件制定的工序組合。主作業(yè)路線中嵌套子作業(yè)路線。子作業(yè)路線分為子循環(huán)路線、返工返修路線兩種。對子作業(yè)路線描述如下：①子循環(huán)路線：鈦合金鑄件對于關(guān)鍵工序的合格率要求非常高，在進行X光／熒光等檢驗工序時，鑄件需進入子循環(huán)，保證該工序滿足合格要求后，再流轉(zhuǎn)到下游工序。②返工返修路線：對于返工返修的鑄件，需要按照工藝人員制定的返工返修路線進行作業(yè)，直到該批鑄件符合要求后，再回到主作業(yè)路線繼續(xù)流轉(zhuǎn)。
由于鈦合金精密鑄造生產(chǎn)過程的復雜性，目前還沒有適用于鈦合金精密鑄造的生產(chǎn)流程卡方案。通過筆者在企業(yè)信息化實施了解到：企業(yè)鈦合金精密鑄造需要進行嚴格的批次管理。對鑄件批次、質(zhì)量情況、熔煉爐號等記錄需清晰明了，同時要求鑄件應分批投產(chǎn)、分批加工、分批委外。對實物批次的嚴格要求需要一個能夠嚴格管控鑄件批次生產(chǎn)的生產(chǎn)流程卡方案，準確記錄、管控批次生產(chǎn)情況、平衡生產(chǎn)資源、實時追溯到現(xiàn)場生產(chǎn)進度。
因此本課題提出了鑄件生產(chǎn)流程主子卡方案，該方案匯總了鑄件信息、生產(chǎn)信息、質(zhì)量信息，既能實現(xiàn)生產(chǎn)進度實時追溯，也能夠解決企業(yè)中遇到的混組混爐以及拆分批次的問題。將生產(chǎn)流程卡主子卡方案應用到信息化軟件華鑄ERP中，通過從系統(tǒng)中打印流程卡、利用系統(tǒng)進行各工序報工的方式，規(guī)范了企業(yè)生產(chǎn)流程卡管理流程。使得鑄件生產(chǎn)追溯更加便捷，實現(xiàn)了生產(chǎn)現(xiàn)場與軟件中的數(shù)據(jù)同步。
2 生產(chǎn)流程主子卡方案
2.1理論基礎(chǔ)
產(chǎn)品生命周期管理，是從產(chǎn)品最初到報廢處理的概念。借鑒產(chǎn)品生命周期的理念，鑄鈦企業(yè)生產(chǎn)流程主子卡方案能夠?qū)渭∨胯T件的整個生產(chǎn)過程進行控制追蹤，做到對單個鑄件生產(chǎn)進度的實時管控。
企業(yè)要想實現(xiàn)敏捷制造與精益生產(chǎn)管理，需要在生產(chǎn)信息與質(zhì)量信息之間建立良好的協(xié)作關(guān)系，產(chǎn)品現(xiàn)場生產(chǎn)組織規(guī)劃必須全面和精準，要實現(xiàn)單個鑄件生產(chǎn)可追溯，就是要求精細化管理，圍繞每個批次鑄件，以單件小批量的全生產(chǎn)過程為線索，要求細化到由誰、在什么時候、完成了某個產(chǎn)品的某個生產(chǎn)工序、檢驗工序，使用了哪些工藝文件、重點關(guān)注生產(chǎn)過程中的各種質(zhì)量信息。
2.2方案設(shè)計
生產(chǎn)流程主子卡方案通過華鑄ERP系統(tǒng)實現(xiàn)。在華鑄ERP中使用生產(chǎn)流程卡是實現(xiàn)生產(chǎn)信息實時共享、產(chǎn)品生命周期全程追蹤的重要方式。生產(chǎn)流程主子卡方案包括主卡、子卡兩種。主卡又分為主卡一卡、主卡二卡：主卡一卡主要涵蓋型殼制備作業(yè)，包括壓蠟至熔煉澆注之前的工序；主卡二卡主要涵蓋熔煉精整作業(yè)，包括熔煉澆注之后的所有工序：模擬鑄件的生產(chǎn)流程主卡一卡見圖1、生產(chǎn)流程主卡二卡見圖2。
針對子循環(huán)路線的問題，采用生產(chǎn)流程子卡的方式來解決。子卡是從主卡中派生出來以處理、管控循環(huán)作業(yè)、返工返修等分卡場景的，一張主卡可以派生出多個子卡。根據(jù)子循環(huán)路線的種類，又將生產(chǎn)流程子卡細分為循環(huán)子卡和返工返修子卡。如果企業(yè)的精鑄生產(chǎn)管控節(jié)點不是特別多，則一卡就涵蓋所有的生產(chǎn)過程。一卡可以按某鑄件一個模組或者同一批壓蠟為一份，二卡可以按某鑄件同一爐水澆注為一份，一份二卡可能會對應多份一卡。該鑄件循環(huán)子卡見圖3、返工返修子卡見圖4。
生產(chǎn)流程主子卡包含的主要信息見圖5。
圖6為華鑄ERP中打印出的生產(chǎn)流程卡在車間現(xiàn)場的流轉(zhuǎn)示意圖。
3 方案應用
3.1 批次管理實現(xiàn)方案
根據(jù)上文描述的現(xiàn)場批次管理的需求，使用生產(chǎn)流程主子卡方案的解決方法如下。
在壓蠟計劃時，華鑄ERP系統(tǒng)會在壓蠟計劃時為每一批鑄件分配一個批次號，該批次號由蠟模計劃日期加流水號組成，最大可達14位。當蠟模計劃結(jié)束后，系統(tǒng)會根據(jù)該批次號生成一個固定長度的主卡編號，該施工編號在整個系統(tǒng)內(nèi)都是唯一的，能夠唯一追溯到對應的鑄件批次，解決組焊工序遇到的混組問題。
為了方便現(xiàn)場工人記憶識別模組，在壓蠟工序提供了一列模組號，工人可將該組蠟模對應的現(xiàn)場模組編號錄入，該現(xiàn)場模組編號同時也會體現(xiàn)在打印出的主卡一卡中。為了避免不同批次鑄件模組使用同一現(xiàn)場模組編號而混淆，系統(tǒng)為該批鑄件自動生成了唯一的模組號。通過該模組號現(xiàn)場工人可以快速識別該批次鑄件的編碼、類型、批次，結(jié)合現(xiàn)場模組號即能快速對應到現(xiàn)場鑄件實體。
該批鑄件壓蠟驗收后，可打印出主卡一卡，見圖l，再傳遞到下段工序。當生產(chǎn)流程卡流轉(zhuǎn)到熔煉澆注工序時，情況與混組類似，同樣以施工編號來識別該批鑄件。此時施工編號的編碼方式與主卡一卡中基本一致。同樣的，在熔煉澆注驗收的任務(wù)區(qū)讓工人填寫相應的爐號，系統(tǒng)此時生成與其對應的編號，該編號截取了模組號中的企業(yè)內(nèi)部鑄件編號和鑄件類別。該編號既能幫助工人快速獲取鑄件信息，同時也起到對應前段流程卡的功能。熔煉驗收后打印出的后段流程卡見圖2。
3.2主卡報工操作
為了方便工人操作、實現(xiàn)生產(chǎn)流程卡與實物對應，對生產(chǎn)流程卡采用條形碼進行報工，企業(yè)會在現(xiàn)場適當?shù)奈恢冒仓肞OS機，并在POS上安裝好華鑄ERP系統(tǒng)并為其配置好條碼槍，系統(tǒng)所對應的生產(chǎn)流程卡主卡報工界面，見圖7。
工人拿到系統(tǒng)打印出的某批鑄件的生產(chǎn)流程卡后，點擊左上角生產(chǎn)編號，使用條碼槍掃描生產(chǎn)流程卡上對應的條形碼，系統(tǒng)將自動獲取該條形碼所對應的該批鑄件的生產(chǎn)流程卡，并在流程跟蹤卡分頁中顯示出來。
左側(cè)工序一欄中會顯示將要報工的工序，對應的操作人員將該工序完成情況錄入到系統(tǒng)中后，點擊保存即可完成報工。
每個操作工已經(jīng)有相應的條形碼工號，通過掃描操作人的工號能夠快速錄入該操作人的信息。對于需要檢驗的工序，則需要掃描相應的檢驗員工號，對于多個工人一起完成的工序，則在操作人一欄掃描工段長的編號，并在班組一欄中選擇對應的班組。
3.3虛擬報工實現(xiàn)方案
在實行鑄件批次管理時，生產(chǎn)現(xiàn)場會遇到一批鑄件在某些工段出現(xiàn)某幾件由于尺寸、外形超差等不符合要求、但卻不需要返工或者報廢處理的情況。此時企業(yè)希望對出現(xiàn)問題的鑄件增加一些矯形檢驗工序，合格的鑄件則正常流轉(zhuǎn)到下一工序。
為了實現(xiàn)企業(yè)嚴格批次管理的需求，在現(xiàn)場報工界面增加虛擬報工一列。首先在鑄件工藝路線設(shè)計時將矯形、檢驗工序考慮進來，對于該批鑄件，需要正常繼續(xù)流轉(zhuǎn)到下一工序的則在虛擬報工中填寫數(shù)目，屬于空報工；而需要進行矯形工序的鑄件則在合格數(shù)一欄填寫，屬于正式報工，當相應工序結(jié)束后，再將正常鑄件與經(jīng)過矯形、檢驗后匯總到一起，繼續(xù)流轉(zhuǎn)到下一工序。
3.4循環(huán)子卡實現(xiàn)方案
當鑄件流轉(zhuǎn)到需要進行子循環(huán)的關(guān)鍵工序時，該批鑄件內(nèi)所有的件應該首先進入循環(huán)子卡進行作業(yè)。子循環(huán)作業(yè)路線由工藝人員在工藝設(shè)計時制定，此時操作人員在生產(chǎn)子卡模塊中填寫相應的主卡施工編號，系統(tǒng)會自動將主卡頭區(qū)信息帶出來，隨后填寫該子卡類型、鑄件數(shù)量、子循環(huán)路線，最后簽名保存即生成一條子卡。
系統(tǒng)為每一張子卡生成唯一的子卡條形碼，方便其報工。循環(huán)子卡生成后，即可打印出來，根據(jù)子循環(huán)子卡中的作業(yè)路線，對應工序的操作人員在完成本工序作業(yè)后，進入子卡報工模塊，通過循環(huán)子卡報工界面在value值一欄掃描子卡條碼或者手工輸入子卡號，即可顯示相應的子循環(huán)子卡（見圖3）。
圖3中顯示了循環(huán)子卡的每一道作業(yè)工序，操作人員將對應工序的相應信息錄入系統(tǒng)中保存，即可完成本工序的報工。對于關(guān)鍵工序的子循環(huán)路線，一般是以檢驗工序作為該子循環(huán)的最后一道工序，通過該檢驗工序能夠確定該批鑄件是否符合主卡中關(guān)鍵工序合格要求，
如果符合要求。則子循環(huán)子卡結(jié)束，回到主卡對該關(guān)鍵工序報工，隨后按照主卡繼續(xù)流轉(zhuǎn)；如果不符合要求，則在循環(huán)子卡最后一道工序報工時填寫返工數(shù)，然后回到生產(chǎn)子卡中點擊增加循環(huán)次數(shù)按鈕，子卡循環(huán)次數(shù)會增加，隨后再次對其進行報工，至到該批鑄件符合要求或報廢后，再回到主卡中。
3.5 返工返修子卡實現(xiàn)方案
在主卡中某工序出現(xiàn)返工返修，則需要生產(chǎn)、質(zhì)量、工藝三方相關(guān)人員共同對該返工返修件進行診斷，從而設(shè)計出合適的返工返修路線。返工返修子卡的操作與子循環(huán)子卡大致相同，生成的返工返修子卡見圖4。
對于出現(xiàn)返工返修件的該批鑄件，合格的鑄件應該等待返工返修子卡報工結(jié)束后，再與返工返修件匯合，一同流轉(zhuǎn)到主卡中的下一道工序。
3.6生產(chǎn)流程主卡子卡間對應方案
同一批次鑄件分卡后在現(xiàn)場必然存在主卡、子卡難以對應的問題。為了方便操作人員更好地對應主卡一卡、主卡二卡，在主卡二卡下端加上一卡二卡的對應信息。
由于生產(chǎn)流程卡子卡中包括主卡編號、子卡編號以及主卡等待作業(yè)等信息，因此根據(jù)子卡可以快速對應到相應的主卡。為了嚴格批次管理，在生產(chǎn)現(xiàn)場需要嚴格執(zhí)行生產(chǎn)流程卡隨鑄件一起流轉(zhuǎn)的要求。主卡中出現(xiàn)了循環(huán)子卡，則將主卡、子卡裝訂在一起共同隨著該批鑄件流轉(zhuǎn)，對于返工返修循環(huán)子卡。則將主卡與該批鑄件合格件放置在一起，返工返修子卡隨著返工返修件進行子循環(huán)，子循環(huán)結(jié)束后再將主卡與返工返修子卡裝訂在一起；進入到后段流程后，將前段所有生產(chǎn)流程卡與后端流程卡裝訂在一起。
4 結(jié) 論
(1)分析了鑄鈦企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場現(xiàn)狀和對嚴格批次管理的需求。
(2)結(jié)合該鑄鈦企業(yè)的實際情況，提出了生產(chǎn)流程卡主子卡方案，解決了生產(chǎn)現(xiàn)場批次管理與單件追溯的問題。
(3)在生產(chǎn)流程主卡、子卡中分別使用主卡編號、子卡編號對其進行報工，并添加了現(xiàn)場模組號、爐批號，解決了生產(chǎn)現(xiàn)場混組、混爐、拆分批次的問題，實現(xiàn)了通過生產(chǎn)流程卡對鑄件生產(chǎn)進度實時追溯的功能。
5、摘要:
對某一鈦合金精密鑄造企業(yè)現(xiàn)行生產(chǎn)管理流程存在的問題進行了研究，結(jié)合敏捷制造、精益生產(chǎn)、單件管理以及產(chǎn)品全生命周期管理等思想，提出了一套生產(chǎn)流程主子卡方案。該方案包括了主卡和子卡，主卡分為一卡、二卡兩種，子卡分為循環(huán)子卡和返工返修子卡兩種。將此生產(chǎn)流程主子卡方案應用到該企業(yè)現(xiàn)場生產(chǎn)管理流程中，解決了企業(yè)在生產(chǎn)中存在的混爐、混組、批次管理等問題，實現(xiàn)了生產(chǎn)進度的實時追溯，優(yōu)化了生產(chǎn)管理。
