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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(jì)等進(jìn)行講述，包括了現(xiàn)狀、采取措施、經(jīng)濟(jì)效益分析、經(jīng)濟(jì)效益分析、經(jīng)濟(jì)效益分析、由于裝載機(jī)的前車架是裝載機(jī)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(dòng)作的重復(fù)試驗(yàn)次數(shù)等，具體資料請(qǐng)見(jiàn)：

摘要:在工程機(jī)械系列產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，充分應(yīng)用價(jià)值工程理論，以價(jià)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(jià)值，在改進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、降低材料消耗、優(yōu)化工藝及路線、專用機(jī)床與工裝應(yīng)用等多方面進(jìn)行了探索，有效降低了成本，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：價(jià)值工程；工程機(jī)械；降成本

工程機(jī)械產(chǎn)品作為一拖集團(tuán)公司的一大支柱產(chǎn)品，對(duì)保持公司可持續(xù)性發(fā)展具有重要的意義。但隨著中國(guó)工程機(jī)械行業(yè)的高速發(fā)展，如何更好的提升公司的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行質(zhì)量，擴(kuò)大經(jīng)營(yíng)持續(xù)發(fā)展顯得尤為重要。因此，自2007年初開(kāi)始，一拖（洛陽(yáng)）工程機(jī)械有限公司（以下簡(jiǎn)稱工程機(jī)械公司）即開(kāi)展了利用工藝優(yōu)化與工藝創(chuàng)新降成本的工作，在項(xiàng)目組的指導(dǎo)下，通過(guò)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(jì)等五個(gè)方面進(jìn)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(jī)在工程機(jī)械公司已經(jīng)普及，但是由于缺乏數(shù)控切割的經(jīng)驗(yàn)與整張鋼板套割等理念，使數(shù)控切割機(jī)在使用過(guò)程中普遍存在切割生產(chǎn)效率低，鋼材和耗材浪費(fèi)嚴(yán)重的問(wèn)題，具體表現(xiàn)為：在鋼板的局部進(jìn)行切割，產(chǎn)生大量邊角余料或剩余鋼材，造成鋼材的嚴(yán)重浪費(fèi)；不能做到自動(dòng)穿孔和自動(dòng)切割，切割工人憑借經(jīng)驗(yàn)和眼睛觀察，通過(guò)手工方式調(diào)整和控制穿孔過(guò)程、切割速度和拐角加減速，造成數(shù)控切割機(jī)的生產(chǎn)效率不能得到有效發(fā)揮；每個(gè)零件要預(yù)熱穿孔并逐個(gè)切割，沒(méi)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(shí)耗材，造成切割效率低，等離子割嘴損耗浪費(fèi)嚴(yán)重。

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

1.2采取措施項(xiàng)目組首先確立了全新數(shù)控切割理念，通過(guò)研究先進(jìn)工藝方法，引進(jìn)套料編程軟件QuickNEST、建立切割下料圖形庫(kù)優(yōu)化切割工藝，實(shí)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(shí)現(xiàn)了數(shù)控切割機(jī)全時(shí)切割、自動(dòng)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(dòng)穿孔和自動(dòng)切割工藝，通過(guò)調(diào)用板材切割參數(shù)庫(kù)和自動(dòng)切割程序，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切割。通過(guò)調(diào)用切割下料圖形庫(kù)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(jī)動(dòng)臂板的數(shù)控?zé)崆邢铝蠟槔?，圖1是以前的動(dòng)臂板數(shù)控編程系統(tǒng)下料圖，圖2是引進(jìn)套料編程軟件后動(dòng)臂板的下料圖。

在以前的數(shù)控編程系統(tǒng)中，動(dòng)臂板的下料邊料很大，當(dāng)需要利用邊料切割其它零件時(shí)，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(dòng)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(jì)效益分析此項(xiàng)目自2008年1月開(kāi)始實(shí)施，通過(guò)重新核算材料消耗定額，鋼板材料利用率提升3個(gè)百分點(diǎn)以上。效益分析見(jiàn)表1。

項(xiàng)目實(shí)施后，2008~2009年累計(jì)降成本348.91萬(wàn)元。

2減少輔助材料消耗

2.1現(xiàn)狀路試試驗(yàn)是檢驗(yàn)產(chǎn)品整機(jī)系統(tǒng)工作狀況的重要步驟。裝載機(jī)試驗(yàn)工藝要求進(jìn)行2小時(shí)路試試驗(yàn)，3小時(shí)工況試驗(yàn)。前幾年一直是在廠外郊區(qū)進(jìn)行，距離較遠(yuǎn)裝載機(jī)每次來(lái)回路程60km。因試驗(yàn)場(chǎng)地原用于拖拉機(jī)試驗(yàn)，許多設(shè)施并不適應(yīng)裝載機(jī)試驗(yàn)要求，以致油料消耗較大。

2.2采取措施設(shè)計(jì)裝載機(jī)廠內(nèi)工況試驗(yàn)配重塊、裝載機(jī)廠內(nèi)上車臺(tái)、規(guī)劃廠內(nèi)試驗(yàn)場(chǎng)地及平面布置圖、制定廠內(nèi)試驗(yàn)規(guī)程，實(shí)現(xiàn)了整機(jī)試驗(yàn)工藝（路況試驗(yàn)與工況試驗(yàn)）的優(yōu)化。

通過(guò)以上試驗(yàn)工藝優(yōu)化，減少了機(jī)械從廠區(qū)至郊外試驗(yàn)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(yàn)（如：動(dòng)臂舉升試驗(yàn)與沉降試驗(yàn)）時(shí)負(fù)載較小，往往需要重復(fù)同一動(dòng)作進(jìn)行試驗(yàn)，工藝配重使用后，降低了同一動(dòng)作的重復(fù)試驗(yàn)次數(shù)，從而有效的節(jié)約了柴油的消耗。

2.3經(jīng)濟(jì)效益分析此項(xiàng)目自2007年3月開(kāi)始正式實(shí)施，不僅成功的完成了裝載機(jī)整機(jī)試驗(yàn)中各類試驗(yàn)項(xiàng)目的要求，達(dá)到了試驗(yàn)?zāi)康?，而且?jié)約了整機(jī)試驗(yàn)過(guò)程中0＃柴油的消耗。

項(xiàng)目實(shí)施后，2007~2009年累計(jì)降成本133.48萬(wàn)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(jī)產(chǎn)品中80％的大型板類結(jié)構(gòu)件上的孔，由于設(shè)計(jì)要求，均在鏜床上加工，不僅加工成本高，更造成了鏜床負(fù)荷過(guò)大，成為生產(chǎn)中的瓶頸。

3.2采取措施項(xiàng)目組通過(guò)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(jì)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(fù)荷，解決了生產(chǎn)瓶頸，同時(shí)也增加了鉆床的加工優(yōu)點(diǎn)，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(jī)前車架側(cè)板的加工為例，圖3是裝載機(jī)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(jī)前車架側(cè)板在鏜床上加工的示意圖。與工藝改進(jìn)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(shí)由原來(lái)的2人/機(jī)改為1人/機(jī)。同時(shí)，由于鉆鏜模內(nèi)安裝有定位軸承，加工時(shí)使用的專用刀桿與機(jī)床之間不易產(chǎn)生共振，加工精度較高，避免了鏜床加工時(shí)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(shí)現(xiàn)了的鏜削加工，擴(kuò)大了鉆床在工程機(jī)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(guò)對(duì)裝載機(jī)各類結(jié)構(gòu)件采用專用機(jī)床加工進(jìn)行策劃，如：前車架的加工采用一臺(tái)鏜鉸接孔與銑橋連接面組合機(jī)床、一臺(tái)鏜兩側(cè)翼箱孔專機(jī)（四組孔能同時(shí)鏜）等，使ZL50D裝載機(jī)、ZL50F裝載機(jī)、ZL30F裝載機(jī)、ZL30-II裝載機(jī)中的前車架、動(dòng)臂焊合實(shí)現(xiàn)專機(jī)加工，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了加工成本。

3.3經(jīng)濟(jì)效益分析大型鏜床的加工費(fèi)用為340元/小時(shí)，搖臂鉆床和專用機(jī)床的加工費(fèi)用為15元/小時(shí)，每小時(shí)可降成本：340-15＝325（元）。此項(xiàng)目從2007年2月開(kāi)始實(shí)施

項(xiàng)目實(shí)施后，2007~2009年累計(jì)降成本2109.25萬(wàn)元。

4降低物流成本

4.1現(xiàn)狀工程機(jī)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(shí)，在批量生產(chǎn)的過(guò)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(xì)，頻繁的物流顯然不能滿足高效生產(chǎn)的需要。因此，如何實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，有效減少物流在降低整機(jī)成本中顯得尤為重要。

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

4.2.1由于裝載機(jī)的前車架是裝載機(jī)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(jìn)行流水線式加工，將會(huì)大幅度提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。因此，將機(jī)加車間Z310搖臂鉆床調(diào)整到鉚焊車間新增的ZL50F裝載機(jī)前車架專機(jī)一側(cè)，組成了ZL50F裝載機(jī)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(jī)加車間的一次轉(zhuǎn)運(yùn)，及其在機(jī)加車間內(nèi)部的一次轉(zhuǎn)運(yùn)。每臺(tái)ZL50F裝載機(jī)節(jié)約物流成本120元。

4.2.2將機(jī)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(jī)內(nèi)、外側(cè)板與動(dòng)臂板，從而減少了ZL30F裝載機(jī)中若干零件（共重2噸）從結(jié)構(gòu)車間向機(jī)加車間的兩次轉(zhuǎn)運(yùn)。每臺(tái)ZL30F裝載機(jī)節(jié)約物流成本80元。

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

4.3經(jīng)濟(jì)效益分析該項(xiàng)目從2007年開(kāi)始實(shí)施，具體效益分析

項(xiàng)目實(shí)施后，2007~2009年累計(jì)降成本11.47萬(wàn)元。

5優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)

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

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

通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，將ZL50F裝載機(jī)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(shí)，絲毫不影響整機(jī)性能。

5.3經(jīng)濟(jì)效益分析ZL50F裝載機(jī)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(jià)格便宜4500元。此項(xiàng)目自2008年10月開(kāi)始實(shí)施，截止到2009年底，共計(jì)生產(chǎn)ZL50F裝載機(jī)108臺(tái)。節(jié)約成本：4500×108=486000（元）。

通過(guò)以上項(xiàng)目的實(shí)施，2007~2009年工程機(jī)械產(chǎn)品累計(jì)降成本2651.71萬(wàn)元

6結(jié)束語(yǔ)

在此次產(chǎn)品及工藝優(yōu)化的整個(gè)過(guò)程中，充分應(yīng)用了價(jià)值工程的思想，以價(jià)值分析的方法準(zhǔn)確判斷產(chǎn)品及現(xiàn)行工藝的功能、成本及其價(jià)值，在改進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、降低材料消耗、工藝及路線優(yōu)化、專機(jī)與工裝應(yīng)用等多方面進(jìn)行了探索。通過(guò)方案創(chuàng)新和優(yōu)選，達(dá)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(jì)效益。