在新项目中如何新增设备、工装、模具?

在APQP的概念设计阶段,根据制造可行性分析的结果,提出新增设备工装的需求,在APQP产品开发与验证阶段,根据样件制造的经验和产品特性及公差的要求,制定新增设备工装的开发计划,并明确了设备的加工精度及开发的里程碑时间节点,在APQP过程开发与验证阶段,综合分析设备的质量能力、产能、成本等要求,制定新增设备工装的技术方案。

案例一

五年前,一批产品由东南亚某国生产,经销商突然在品种的基础上增加20多种颜色,数量没有变化,但价格还要降低,那个国家的生产商直接拒绝,为了转移到国内生产,找了一个浙江的制造商,我们看中这家制造厂的唯一优势就是,他们有6条涂装流水线,能在短时间满足多种颜色的需求。

为了快速交货,由我策划布置他们的生产线,从以前的批量式生产转变为连续流生产,先前他们的生产方式采用大批量作业,每一道工序都是孤岛作业,工序与工序之间存在大量的在制品,交货期太长,完全不能满足我们这一批订单的要求。

这一次我必须改进他们的生产方式,采用连续生产流,将能够建立连续流的工序全部集中起来,按U形流水线布置,这样大量减少了在制品的数量,而且工序与工序之间没有搬运,提高了生产效率。

产品由打孔、折弯、点焊、打磨、涂装、组装等工序组成,前面打孔、折弯、点焊采用流水线布局,要求节拍在10s以内,我将新增设备工装清单交给工厂的老板说,这是为了满足订单所需的设备工装的数量、产品的加工精度等信息,后面我会完成这些设备工装的技术方案后再采购。

结果一周没有去他们工厂,他们老板自说自话的就买了两台全自动数控打孔机,而加工精度非常好,进工厂看到设备,还是日本产的高精度打孔机。老板给我介绍时,你看200多万的设备我一下就买了2台,你看合不合适?我能说什么呢?只能说明一点,中国企业的老板们,在投资设备上从来没有小气过。

哎,我们来分析一下,一台数控的打孔机的打孔精度是非常好,完全能满足产品特性及公差的要求,甚至超出了我们产品公差精度要求。但其节拍为60s/件,就算2台联动起来,也只是30s/件,而我们流水线理想节拍为10s/件,用这样的设备不能满足节拍要求和产能需求。

老板不解地问,那不是白买了。我说这也不是,这2台自动打孔机,最佳的用处不是用于生产加工,而是快速打样。这样高精度的机器,一定要在客户面前表现出研发与样件制造能力。

我们应该使用冲床、模具直接冲孔加工,这样加工精度刚好满足要求,最重要的是加工节拍能与后面的折弯、点焊的节拍是一致的,形成流水线加工。

点评:鲜老师认为在新增设备模具时,在得到产品图纸后制造可行性分析时,会根据图纸上特性及其公差确定新增设备的加工精度,同时也要根据过程流程图、产能策划与分析节拍来确定新增设备工装的加工节拍,以满足批量生产的要求。

从上述的案例不难发现,我们企业的老板们在投资设备工装上,从来不吝啬。但从新项目的管理角度出发,我们需要建立一套新增设备工装的管理流程,从设备的加工精度、节拍、投资成本等多个角度评价,如何在新项目中新增设备工装呢?具体参见下面的文章。

IATF16949标准对新设备、工装、模具的要求

在IATF16949标准的7.1.3.1工厂、设备及设备策划条款中要求,应用多方论证的方法,开发并改进工厂、设施和设备的策划,这里是一种工厂设施、设施的总策划。

在IATF16949标准的8.3.5.2制造过程设计输出条款中d,用于生产和控制的工装和设备,包括对设备和过程能力研究。

在过程设计开发中,要输出生产设备、工装、模具等生产资源,并对生产设备进行能力研究。

新增设备、工装、模具清单的概论

在产品概念设计后进行制造可行性分析,对相同或相似的产品进行制造可行性分析,提出新增设备、工装、模具的需求,在产品设计完成后,对照过程流程图、节拍分析、产品的加工精度,分析现有的设备能否加工,如不能加工,需要新增哪些设备、工装及模具。

时间安排

在APQP第一阶段,在概念设计后,根据制造可行性分析结果提出新设备、工装、模具等生产资源的需求,提出了初始新增设备、工装清单;

在APQP第二阶段,在产品设计阶段的末端,制作新增设备、工装、模具的开发计划;

在APQP第三阶段,过程开发阶段运用PFMEA分析、产能策划分析,制定新设备、工装、模具的精度、加工能力、产能等技术方案。

新增设备、工装、模具清单的输入:

1、制造可行性分析

2、特殊特性清单

3、PFMEA分析的结果

4、样件控制计划

5、过程流程图

6、产能策划分析表

新增设备、工装、模具的输出:

1、新增设备、工装、模具清单

2、新增设备、工装、模具的技术方案

新增设备、工装、模具的内容

在APQP第一阶段:策划阶段,概念设计后对相同或相似的产品进行制造可行性分析,提出新增设备、工装、模具的需求,具体见以前的一篇文章《为什么说制造可行性分析对于新产品导入至关重要?》。

在项目策划阶段,针对概念设计的输出,如:初始BOM、初始过程流程图、初始特殊特性清单,进行初始的资源可行性分析。过程工程师对现有的生产场地、生产设施、设备、模具进行充分了解、分析,以确定现有的生产资源是否满足概念设计的生产要求,可以包括以下内容:

-生产设施、生产设备、模具、工装、夹具的数量、精度、产能、开动率是否能够满足加工精度、质量、产量等要求;

-现有设备经过改造之后是否能满足加工精度、质量和数量的要求;

-如果现有设备或经过改造均无法满足要求,就需要新增设备、工装、模具、夹具。

总之,在项目策划阶段,在方案设计后,根据制造可行性分析的结果,可以提出新设备、新工装、新模具的需求。

在APQP第二阶段产品开发与验证阶段,制作样件控制计划,采用非正式量产的方法加工原型样件,然后对样件进行试验验证,样件通过后设计冻结,发布B版设计冻结图纸。具体见以前的一篇文章《为什么说原型样件是用于产品设计的物理验证?》

在产品开发的末端,已输出了图纸、BOM、技术规范、产品特殊特性清单,产品特性和公差要求已经明确。过程开发工程师结合产品特性以及公差,提出产品对设备需求精度、技术要求。下面表格标注部分的内容。

然后对照现有设备,填入目前设备的精度、能力及技术要求,如果现有的设备不能满足新项目对设备的需求,那么就要采取措施,可以采取的措施有:

-新增设备

-改造

-升级等。

当现有的设备能满足新项目对设备的需求时,就延用旧设备。

具体见下表标注部分的内容:

当新增、改造、升级设备工装时,需要建议项目计划,设置关键的里程碑时间节点,可能的里程碑时间:

-设计完成时间(APQP第三阶段完成,可以与产品设计同步进行)

-制造完成时间(APQP第三阶段完成,必须是产品设计冻结后,发布B版图纸后才能制造工装)

-验收时间(APQP第三阶段完成,运用正式工装样件来进行验证)

-认可放行时间(APQP第四阶段试生产中放行)

具体见下表标注部分的内容:

在APQP第三阶段过程开发与验证阶段,输出过程流程图、平面布置图、PFMEA分析的结果、控制计划、产能策划与分析表,从质量能力、产能、加工成本、投资额度等各方面综合分析,确定新设备、工装、模具数量、技术要求等技术方案,技术方案包括以下内容:

-加工过程的产品特性、公差要求和其它质量要求;

-对设备、工装作出详细的基本要求,如设备的名称、主要技术规格、数量等;

-对设备、工装的详细技术要求,包括对设备、工装的技术方案选择要求,如加工中心主轴跳动、定位精度、重复定位精度等。动态的关键过程特性的控制方法,如明确的电压、电流等参数实时监控,超差报警的要求;

-对设备、工装的工作环境条件作出明确的规范,如动力参数、水压、厂房参数、空气湿度、环境温度等;

-对设备、工装的电气技术要求;

-对设备、工装的主要外购零部件的技术、品牌要求;

-对设备、工装的制造进度要求及交货时间、交货地点的要求;

-对设备、工装的技术资料的要求,包括资料存储形式、数量、类别等;

-对设备、工装的验收条件要求;

-对设备、工装供应商的售后服务要求,包括培训、设备包装发运、质量保证及技术服务等。

-对设备、工装的耐久、寿命要求;

-对设备、工装的质量目标要求,包括MTBF平均故障间隔时间, MTTR平均故障修复时间, LCC全生命周期总成本等指标,作为验收的依据;

综上所述,鲜老师认为在APQP的第一阶段,概念设计阶段,根据制造可行性分析的结果,提出新增设备工装的需求,在APQP第二阶段,产品开发与验证阶段,根据样件制造的经验和产品特性及公差的要求,制作新增设备工装的开发计划,并明确了设备加工精度和开发的里程碑时间节点,在APQP第三阶段,过程开发与验证阶段,综合分析设备的质量能力、产能、成本等要求,制定新增设备工装的技术方案。

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