加工中心利用效率调查：加工中心利用情况不容乐观

　　2006年上半年，《机械工人》社进行了加工中心应用调查，这在业内引起较大反响。调查结果公布后，有人进行加工中心使用率的调查，考虑到使用率的重要性，于是我们利用《中国金属加工在线》，对该问题在网上进行了3个月的调查，现将结果公布如下。

　　这里所调查的加工中心使用率仅指加工中心开动率，是指加工中心的开动时间占一个工作日时间的比率，准确地讲是指主轴累积旋转时间占一个工作日的比率。以下简称开动率。

　　1、调查对象所在公司的性质为：国有企业占35%，民营企业占36%，外企和合资企业占29%。

　　2、调查对象所在单位的工作制为：8小时工作制（单班）占39%，16小时工作制（双班）占36%，24小时工作制（三班）占25%。

　　3、所在企业的加工中心开动率为20%以下的占16%，21%～40%占8%，41%～60%占15%，61%～80%占28%，81%以上的占33%。如图1所示。由调查可知，有近1/3的调查对象认为他们使用的加工中心开动率能达到81%以上，有61%人认为他们企业的加工中心开动率能在61%以上。但是，仍有16%的人认为加工中心开动率在20%以下，设备基本处于闲置状态。

　　机械加工工艺手册图1

　　4、如果对国有企业、民营企业和合资、外资企业分别统计，就会得出不同的结果。

　　(1)国有企业单班制占47%，双班制占44%，三班制占9%；民营企业单班制占47%，双班制占30%，三班制占23%；合资/外资企业单班制占20%，双班制占32%，三班制占48%。由此可以看出，合资/外资企业每天的工作时间最多，国有企业最少。如图2所示。

　　图3

　　由图3可以看出，开动率在61%以上的国有企业占到58%，民营企业占到62%，合资/外资企业占到66%。综合图2、图3不难看出，国有企业由于设备老化故障率增高，再加上管理方法和制度有待进一步改进，致使加工中心开动率低于其他企业。

　　加工中心的开动率是反映其利用率的重要指标，它取决于以下四个方面：技术准备工作、操作者的素质、机床的故障率和工艺的科学性。有专家称，通常在大批量生产条件、技术准备和生产调度较为科学的情况下，数控机床的开动率可达80%～90%。在多品种、小批量生产条件下，由于上述四方面的因素引起的待工和停工的时间就会增多，加工中心开动率会小于80%。据在20世纪90年代统计，在良好的生产管理等条件下，数控机床开动率可达到80%～85%，反之，则会降低。我国在20世纪90年代统计的数字显示，那时的加工中心开动率大致在50%以下，处于一个较低的水平。

　　这次的调查显示，我国加工中心开动率和以前相比，有了一定提高，但仍有39%的人认为，开动率在60%以下；而如果计算平均开动率，统计范围取中差，20%以下取0.15%，81%以上取85%，得到平均开动率只有60%，情景不容乐观。

　　如何提高加工中心开动率呢，我认为应该注意一下几点：

　　一是技术准备工作要充分，或者说是对加工中心的管理要科学。据一些使用数控机床较早的用户多年管理实践证明，凡是数控机床较多的单位，以相对集中管理的方式较好，即“专业管理，集中使用”的办法。工艺技术准备由工厂工艺技术部门负责，生产管理由工厂下达任务统一平衡。有的工厂实行数字化生产，技术部门根据生产信息制定或调出零件加工程序传输到加工中心，并实时将生产情况回馈到生产部门。拥有科学的物流系统、刀具管理系统和夹具管理系统，用计算机把数控机床生产所需的各种作业和加工信息管理起来，实行信息共享，以减少生产准备时间，优化物流线，有效的提高生产率。如小巨人公司，虽是进行多品种、小批量的生产，但由于实施数字化生产模式，据公司总工程师黄建文称，生产车间的加工中心开动率平均在80%以上。

　　二是提高加工中心使用者的技术素质，培养数控高技能人才。加工中心的使用和维修，较普通机床难度大，要想提高加工效率，必须培养一支高素质的技术队伍。这支队伍不仅仅指机床操作工，还有技术人员和机床维修工。要熟悉加工中心的性能，熟练使用夹具和刀具系统，这就需要对加工中心使用者进行专门培训。我国的高技能数控人才非常缺乏，企业应该下大力气培养数控技能人才。据第二届全国数控技能大赛决赛的裁判说，实操决赛中有些优秀的选手使用十指输入法进行程序输入，在最短的时间内使机床开动起来，这样就可以在的时间内加工完零件，取得了不错的成绩。

　　三是降低加工中心故障率。国产加工中心的可靠性和以前相比有了很大提升，但和国外知名品牌相比，还有不小的差距。在前不久进行的加工中心应用调查中显示，加工中心的换刀系统故障率最高，因此提醒用户在选择加工中心时多考虑换刀系统的可靠性。平常做好加工中心的保养和。如技术文件的翻译要准确、简洁，严格按使用手册对机床进行养护；加强备件尤其是进口备件的管理，培训专业维修队伍；进口备件价格贵，周期长，可尝试用国产元件替代进口备件；由于数控系统更新较快，可考虑对老系统的加工中心进行。

　　四是提高工艺的科学性。同常规工艺方法制订零件的机械加工工艺线一样，数控机床加工零件的工艺线的确定是工艺规程设计的主要内容，它对数控机床的使用效率、加工精度、刀具数量和经济性等问题有直接的影响。为了在加工精度的前提下，最大限度地提高生产率，在设计数控机床特别是加工中心的工艺方案时，应根据数控设备的特点，尽量做到工序集中，工艺线最短，空行程和其他辅助时间最少。如在一次定位装夹中，尽可能完成所有能够加工的表面，以减少工件的安装次数，缩短辅助时间。一些汽车发动机行业使用较多的五面体加工中心就可实现一次装夹加工五个面，有的还带有交换工作台，从而大大提高机床的使用效率。对于一些换刀时间长于回转工作台时间的加工中心，要考虑采用刀具集中工序，也就是用同一把刀把零件上相同的部位都加工完，再换第二把刀。要提高编程质量，注意指令并行执行，减少换刀次数，多点位换刀等等。较强的工艺能力不仅可以提高加工中心开动率，更重要的，它代表了一个职工、一个企业、甚至一个国家的技术水平。

　　实际上，加工中心开动率仅仅是反映其使用效率的一个方面，是提高加工中心使用效率的前提条件。要想提高加工中心的使用效率，仅仅提高其开动率还不够，还要使所用的加工中心的转速、进给等工艺参数优化，即使其满负荷的运转，还要综合考虑刀具、夹具的费用以使加工成本降低。

　　编者按：在加工中心开动率的调查中，我们得到同济大学张曙教授、机床所盛伯浩老师、金福吉老师、机床总公司恩宝贵老师的指点，盛伯浩老师还审读了全文，在此对他们的支持表示衷心的感谢。

　　本文由《机械工人》冷加工2006年第12期全文刊发，敬请关注！

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