工艺装备成本控制策略研究_孔德瑞.pdf

设备管理与维修2023 5（下）0引言工艺装备简称“工装”，是制造产品所需的刀具、夹具、模具、量具和工位器具的总称。作为生产制造企业中的重要制造资源，工装的种类繁杂、数量庞大且价格昂贵、参数繁多、组件复杂，对于生产效率、成本、产品的精度以及设备的柔性等有着重要影响1。随着经济全球化和军民融合的创新发展，以及军工行业集采的推行，庆安集团有限公司（以下简称公司）面临着严峻的市场竞争环境，成本控制显得愈发重要。作为公司采购的一大成本主体，工装成为企业控制成本的关键。为此，公司近两年来一直积极探索、推进改革，努力寻找适合航空业多品种、小批量零件所带来的工装管理模式，积极推进新的工装管理理念。公司进行了大幅度的管理改革，重塑供应链，进一步深化工装管理工作。1公司工装管理现状1.1库存种类分析随着公司新品开发不断增加以及工艺技术改进不断深化，工装的种类和存货单元（Stock Keeping Unit，SKU）日益增多，库存金额不断增加，导致工具库存的管理难度不断增加（表 1）。从表 1 可以看出，公司的工装种类在不断增加，工装管理的成本和复杂度也随之增加。1.2问题归类分析通过对变化数据的详细分析，将种类增加的因素归纳为新品开发、技术改进、计划管理、库存管理共 4 个方面（表 2）。表 2库存种类增加原因归类分析从表 2 可知，工装种类增加是一个累积的过程，它来源于公司所有员工做过的、大大小小的决策，这种决策是出于善意，是为了满足零件加工过程中合理诉求而增加的，而且难以度量。种类增加会导致工装采购规模效益缺失，不但影响现场需求响应速度，而且还会造成投资回报率下降。如果计划环节薄弱，在供应链牛鞭效应的作用下，极易造成呆滞库存，最终导致库存积压，进入一种恶性循环所有的短缺都以过剩收尾2。2工装管理改进策略分析针对公司目前在工装管理方面存在的问题及原因，从以下3 个方面进行试验和改进。2.1非标工装的标准化管理非标工装为零件加工过程中不可缺少的一类工装，复杂的壳体类零件非常多，尤其是非标刀具更是直接影响了零件的生产成本和交付周期。鉴于非标刀具在刃径、刃长等刀具参数和标准刀具存在共性，将非标刀具按照各类刀具的特征参数进行整理，形成一个非标刀具的“标准”数据库，实现非标刀具的“标准化”（图 1）。对该数据库进行维护和共享，形成一个编制工艺时参考的摘要：产品设计升级换代速度和工艺技术方案迭代速度加快，导致工装库存种类和数量持续增加，库存成本和管理成本急剧上升。在精益改进和压降“两金”的大背景下，急需优化工装供应管理策略，提高管理能力，才能让企业在激烈的市场竞争中占据有利地位，并为企业创造无形的商业价值。通过对工装种类管理、需求预测、库存设置以及有货率的实践探索，分析总结工装成本控制的策略，为公司供应链的精益改进奠定基础。关键词：工艺装备；种类管理；需求预测；库存；成本中图分类号：F273.4文献标识码：BDOI：10.16621/ki.issn1001-0599.2023.05D.04工艺装备成本控制策略研究孔德瑞（庆安集团有限公司，陕西西安710018）项目名称2020 年2021 年变化幅度通用刀具26242808184通用量具36843264专用刀具78386784专用量具1938201678磨具磨料2682735五金工具1681779万能量具1331385合计62826711429表 1近两年工装库存种类的结构分析种序号 类别增加原因1新品开发为满足图纸要求，新增专用工装已经成为常态；技术人员会优先选用一些市场最前沿的工装，用于提高效率2技术改进技术方案优化，选用最高效的工具；某类工装加工效率的提升，导致旧工装被替换3计划管理集团公司每两年招标制度会引入大量新的品类；缺少工装使用寿命数据，导致计划的精准性较差，呆滞库存的风险增加4库存管理旧的库存没有消耗殆尽，新的工装已经开始使用，造成库存呆滞现象；工装技术参数不完善，没有发挥对技术人员的引导作用8设备管理与维修2023 5（下）数据库文件，在工艺方案修改、新品加工等需要新提非标刀具时，先检索该数据库是否已有合适的刀具可以选用，如果有则可以直接纳入工艺借用。这样不仅减少了非标刀具的种类，缩短因非标刀具等待造成的零件交付周期延长，还降低了新刀具的管理成本和所需的安全库存成本。另外，可以将该数据库与设计共享，在满足产品设计要求的情况下优先选用该数据库内的尺寸进行设计，从前端防止工装复杂度的增加。2.2构建工装寿命及需求测算模型工装寿命定义为工装从投入使用到报废为止的使用时间，即工装从起效到失效的总时间，它的寿命影响因子众多且复杂3。本文不进行具体的参数试验研究，只从大数据迭代的维度出发，建立工装寿命预测模型，期望在 MRO（Maintenance，Repair andOperations，维护、维修和运营）方面建立起可供计划部门参考的工装 BOM（Bill of Material，物料清单）。最终实现以计划为核心，牵引工装资源准备，助力企业实现高效供应链和低成本运营。2.2.1构建工装寿命测算模型计划的源头是需求，需求的核心是寿命，利用工装历史消耗数据推算出工装的使用寿命，结合零件的订单量以及交付周期等计算出精确的需求量，构建以大数据为依据的工装寿命测算模型，减少呆滞库存风险。工装寿命及需求测算模型如图 2 所示，其中：工装寿命=零件交付总数/刀具消耗总数；工装未来需要量=工装寿命零件订单数量。该模型能够对 MRO 类型的物料寿命进行精准测算，建立起相对准确的 MRO 物料的 BOM 清单，对后期工装计划的准确性提高有很高指导意义。2.2.2搭建需求预测模型在响应成本一定的情况下，响应速度是有限的，企业需要在既定的成本下尽可能地提高工装需求预测的准确度，避免计划不足给后期供应链执行带来的压力，增加不必要的生产成本。预测一般分为定性预测和定量预测两种，定性预测包括市场调研预测法、头脑风暴法以及德尔菲法等。定量预测以历史数据为依据，建立数学模型，对事物未来发展进行科学的定量分析，时间序列预测法和回归分析预测法是定量预测常用的方法6。在需求预测上，通过应用指数平滑法（时间序列预测法的一种），根据历史需求数据和订单计划，制定出符合公司实际的需求预测方法6。Yt+1=Dt+（1-）Yt其中，Dt为第 t 期的实际需求，Yt+1为 t+1 期的预测值，为移动加权系数（01）。可以通过调整 来调整实际值与预测值的权重：产品结构越稳定、平滑系数 就越小，预测就越平稳；产品结构变动越大、平滑系数 就越大，预测也就越灵敏。另外，可以按照最可能（m）、最乐观（o）、最悲观（p）3 种情况取值。为提高预测的准确度，最终的 Yt+1按照贝塔计算公式4进行计算。Yt+1=Yto+1+4Ytm+1+Ytp+16在预测周期 t 方面，可以分别按照周和月进行计算，通过改变时间周期的大小来排除异常值。以公司某工装的需求为例，按照新品导入的比例进行调整（图 3）。从图 3 的数据分析可知，用原始的平均数预测方法，其中有 6 个月该工装的偏差率（实际需求数量-预测数量实际需求数量100%）超过了 30%，而通过指数平滑法预测的该指标只有 2 个月。2.3量化库存水位如果在需求预测方面失控，会造成现场工装的短缺，最容易解决的办法就是提高库存水位，用于弥补需求计划方面的不足，维持生产稳定，但是这样会增加管理成本，占用公司大量的资金，同时也增加了呆滞库存的风险。在典型生产制造企业中，一般需求的不确定性、供应周期的不确定性以及有货率的不确定图 2工装寿命及需求测算模型图 1非标刀具参数数据库9设备管理与维修2023 5（下）性数据都服从正态分布（图 4）。假设要求的综合有货率系数为Z，那么库存水位设置的数量 Q=+Z6。其中，代表需求均值，代表需求、供应和有货率的综合标准差。该策略的目标在于量化管理库存水位，降低库存金额和呆滞库存的风险。在库存设置过程中，应确保所有的决策都是以数据为基础的，以夯实公司基层管理的基石，助力企业实现轻资产运营，提高市场竞争力。3总结通过这些策略的应用，公司库存种类由原来的 6711 种缩减至目前的 6281 种，库存种类减少 6.4%，工装管理的成本和复杂度明显改善。经过对库存种类优化，工装消耗明显降低，工装消耗与生产产值之比较上年同期降低 3.4%，对公司成本控制起到积极推动作用（成本改善也有管理、技术、质量改进的因素）。种类降低后，库存数量减少，工装的标准化程度也有所提高，采购的规模效应有所体现，大幅降低工装的采购费用。在后期的工作中，一方面要对所有改进策略的数据进行维护，强化现有的成果；另一方面要将研究的重心向前端设计移动，通过集成产品开发（Integrated Product Development，IPD）的方式降低产品生命周期中工装的成本，从源头上做到前端防杂。参考文献1刘飞，张晓冬，杨丹.制造系统工程 M.北京：国防工业出版社，2000.2刘宝红.采购与供应链管理 M.北京：机械工业出版社，2019.3薛宏.企业级刀具全生命周期管理系统研发 D.重庆：重庆大学，2015.4 Project Management Institute，Inc.Project Management Institute AguidetotheprojectmanagementbodyofknowledgePMBOKGuide M.USA：Project Management Institute，Inc.，2017.5刘宝红，赵玲.供应链的三道防线 M.北京：机械工业出版社，2018.6金宝辉.供应链管理 M.成都：西南财金大学出版社，2019.编辑吴建卿图 3某工装预测对比分析图 4库存水位设置计算模型0引言为保障能源安全，近年国家提出加大油气勘探开发、加强石油保障能力建设等要求。石油钻井因受地区地质结构影响，易频繁发生井漏、溢流等现象，促使欠平衡钻井技术在油气层勘探和开发方面不断创新，利用节流阀的启闭，控制一定的套压来维持井底压力始终略大于地层压力。精细控压钻井近年成为钻井工程压力控制技术的主流发展方向，主要是利用调节型电动执行机构对节流管汇精确控制井口压力，即采用电控精细控压钻井控制系统反向对井底进行补压，解决窄密度窗口安全钻井、高密度泥浆漏失引起的钻井复杂和井控风险等问题。在节流管汇控制系统中应用调节型电动执行机构，是为了更好地确保精确、安全和可靠地控压，在节流管汇的控制系统中通过远程控制、本地自动控制和本地手动阀位控制相结合的模式，控制节流阀实现精细控压1。通过随钻压力测量和数据监控等动态管理，实现井筒环空压力面的精准控制，保证井底压力平稳。精细控压钻井技术能够根据地质环境变化，有效对控压钻井过程做摘要：精细控压钻井是钻井控制技术的主流发展方向，根据地质环境变化，通过精细控压可有效对钻井过程优化调整，实施随钻压力测量和数据监控等动态管理，控制节流阀进行精细控压。技术发展要求提高控压钻井的控制精度，提升控制软件的控制水平。关键词：精细控压；电动执行；节流管汇中图分类号：TE927文献标识码：BDOI：10.16621/ki.issn1001-0599.2023.05D.05电控精细控压钻井控制系统设计与应用任伟（川庆钻探工程有限公司，四川成都618300）10