傳統(tǒng)機加工行業(yè)要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展 比拼的究竟是什么？

    如今，從機械、家居到能源和建筑，各行各業(yè)都在追求“可持續(xù)發(fā)展”。事實上，從更狹義的角度來講，制造業(yè)的機械加工一直在追求某種形式的可持續(xù)性。加工在價格上具有競爭力的高質(zhì)量產(chǎn)品可使制造商獲利，從而維持企業(yè)的持續(xù)經(jīng)營。

    縱觀歷史，制造商一直在努力尋求使加工過程更高效、更具成本效益的方法，包括不斷開發(fā)先進和精密的生產(chǎn)機械，改進切削刀具以及優(yōu)化整個切削系統(tǒng)。具體策略包括高速加工、高進給加工、高性能加工和數(shù)字加工。
 
　　最近提出的一項可持續(xù)機械加工的計劃，旨在于整個產(chǎn)品生命周期中減少原材料的消耗、能源的使用和廢物的產(chǎn)生，使之至少達到與地球承載能力相平衡的水平。通常，關(guān)于可持續(xù)性的討論都集中在宏觀的全球環(huán)境問題上，而忽略了價格、成本、客戶滿意度、工藝知識和可靠性等基本要素。談到機械加工的可持續(xù)性，真正的成功始于簡單、直接的步驟和分析。

01、可持續(xù)定價
 
　　為商品或服務(wù)設(shè)定可持續(xù)價格是每個企業(yè)都會面臨的挑戰(zhàn)。價格必須足以彌補成本并產(chǎn)生利潤，但又必須在市場競爭中吸引客戶。如果客戶認(rèn)為產(chǎn)品物有所值，制造商便有設(shè)定更高價格的空間。
 
　　另一方面，如果來自客戶和競爭對手的壓力導(dǎo)致定價過低，利潤率就會受到影響。當(dāng)價格低于生產(chǎn)成本時，就會造成損失。如果競爭壓力使得價格過低，那么產(chǎn)品設(shè)計和加工人員就必須找到更便宜、更快、更好的生產(chǎn)方法，以削減生產(chǎn)成本，維持可持續(xù)的利潤率。
 
　　02、不可見成本
 
　　在許多企業(yè)中，盈虧臨界點其實并不明確。這是因為真實成本本身也不清晰。有一些隱藏的、被忽略的或未知的因素未被計入成本。典型的不可見成本包括計劃外停工、不合格工件和破損刀具。這些成本被認(rèn)為不具有代表性或不夠“真實”。這種對某些成本要素視而不見的態(tài)度或思維方式不僅限于生產(chǎn)人員，也可能存在于整個公司。
 
　　要實現(xiàn)可持續(xù)的成本結(jié)構(gòu)，就必須讓不可見成本可視化。制造人員必須從整體上檢查和評估加工過程以及組織內(nèi)活動的結(jié)構(gòu)和流程，以發(fā)現(xiàn)隱藏的成本。
 
　　03、客戶滿意度
 
　　客戶滿意度是經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵要素。客戶關(guān)心的是訂單何時能夠交付。在客戶心目中，“交貨期”從下達訂單后就開始計算。并且交貨期不單單只是生產(chǎn)時間。如果加工一個零件需要三周，但是管理活動前前后后需要兩周時間，那么車間必須坦誠告知客戶交貨期為五周。包括刀具在內(nèi)的金屬切削設(shè)備供應(yīng)商提供刀具庫存管理、刀具識別和機床監(jiān)控系統(tǒng)，使車間人員能夠跟蹤客戶作業(yè)，并最大限度地提高車間能力以滿足交貨期目標(biāo)并保持客戶滿意度。
 
　　04、浪費和度量
 
　　高效的制造可最大限度地減少時間、能源和原材料的浪費。加工過程產(chǎn)生的廢品(如切屑、切削油和冷卻劑等)所涉及的問題較為復(fù)雜。制造商習(xí)慣將廢品視為生產(chǎn)過程中不可避免的產(chǎn)物，并認(rèn)為這種狀況難以改變，因此在這方面投入甚少。
 
　　要想有效減少浪費并節(jié)約資源，就需要全面了解工件材料的特性和加工工藝。這意味著我們需要精確度量加工工藝的關(guān)鍵參數(shù)，明確加工結(jié)果。要做到真正意義上的精確，就應(yīng)當(dāng)盡量避免使用舍入的數(shù)字，例如整數(shù)通常代表估值，不能完全呈現(xiàn)實際情況，并且會在我們作出調(diào)整時妨礙對結(jié)果的有效確定。如果一個車間聲稱其生產(chǎn)效率“高于 60%”，那究竟是 61% 還是 95%？畢竟這兩個數(shù)字都高于 60%。同樣的，例如“切削速度約 200 米/分鐘”這樣的信息也不夠可靠。實際數(shù)值有可能是 195 米/分鐘或 206 米/分鐘，而不是一個整數(shù)估值。
 
　　在一個案例中，某車間老板確信其工廠的時間利用率為 70%(整數(shù))。然而，仔細(xì)測算后發(fā)現(xiàn)實際利用率只有 34%，原因在于工廠內(nèi)每三臺機器中只有一臺在工作，另外兩臺處于閑置狀態(tài)。因此，車間負(fù)責(zé)人的估算并無意義。
 
　　05、薪酬與可持續(xù)性
 
　　在分析與全球勞動力成本相關(guān)的可持續(xù)性時，對勞動生產(chǎn)率的評估應(yīng)排除工資成本。勞動生產(chǎn)率等于生產(chǎn)周轉(zhuǎn)率，減去購買商品和服務(wù)的成本，除以員工人數(shù)，再除以時間單位。

        這一公式可在不考慮勞動力成本影響的情況下衡量勞動生產(chǎn)率，并對不同工資等級的國家或企業(yè)的勞動生產(chǎn)率進行有效比較。例如，西方國家一個熟練的機器操作員的工資可能是一個低薪國家操作員工資的十倍，但這種差異并不代表實際的生產(chǎn)力差異。低薪國家 10 名操作員生產(chǎn)的零件數(shù)量可能比西方國家 1 名操作員生產(chǎn)的要少，質(zhì)量也更低。
 
　　然而，如果低薪國家的實際勞動生產(chǎn)率(按上述方法衡量)與西方國家處于同一水平，那么要在西方國家實現(xiàn)經(jīng)濟上可持續(xù)的生產(chǎn)力，就必須投資于創(chuàng)新的技術(shù)和生產(chǎn)方法以及對制造業(yè)工作人員的持續(xù)教育。
 
　　高勞動生產(chǎn)率表明，制造人員對自己的工作有十足的把握，并具備綜合知識和技能。因此他們能夠更快地工作、充分發(fā)揮自身能力并獲得更高的工作滿意度。如今，在多品種、小批量的生產(chǎn)環(huán)境下經(jīng)常會發(fā)生意料之外的事情，打亂生產(chǎn)計劃。然而，經(jīng)驗豐富、訓(xùn)練有素的操作人員可以快速調(diào)整操作，靈活應(yīng)對生產(chǎn)瓶頸和其他破壞性事件。
 
　　06、可靠的加工工藝
 
　　可持續(xù)的加工過程是可靠且可預(yù)測的，并且能夠最大程度地減少能源浪費。不可靠的工藝會導(dǎo)致工件返工或報廢，以及因產(chǎn)品不合格而導(dǎo)致原材料、能源和勞動力的浪費。
同樣，從可持續(xù)性的角度來看，在制品 (WIP) 本質(zhì)上也是一種浪費。從經(jīng)濟角度來看，在制品代表金錢、時間和占地空間的浪費。此外，儲存的半成品在物流系統(tǒng)中移動時可能會損壞。因此，車間的在制品應(yīng)盡可能減少。
 
　　07、降低能耗
 
　　縱觀歷史，制造業(yè)總能用更少能源消耗獲得更大成果。例如，在上世紀(jì) 80 年代初，許多車間的機床功率都在 70 千瓦或以上。如今，功率為 7 千瓦的銑床所提供的生產(chǎn)率可以比那些十倍功率的銑床還要高?？沙掷m(xù)的加工過程可將每立方毫米或立方英寸材料的能耗降至最低。最大限度地降低能耗，自然而然可減少能源浪費，使加工過程更加環(huán)保。
 
　　08、效率最大化
 
        一個五軸加工中心在一個工作日內(nèi)的電能消耗(這些數(shù)據(jù)收集自一臺機器，可供一般性參考)。令人驚訝的是，這臺機器使用的大部分能量并不是被主軸消耗的。主軸和軸驅(qū)動電機通常只消耗 30% 的能量，而各種冷卻系統(tǒng)消耗 44%，其余的則由泵、變壓器、機器控制和其他系統(tǒng)所消耗。因此，當(dāng)機床不在進行切削作業(yè)時，機床的大多數(shù)其他系統(tǒng)仍會繼續(xù)消耗能量。

        高效利用能源可以在整體能源使用量小幅增加的情況下，顯著提高產(chǎn)品產(chǎn)量。假設(shè)在第一個場景里，一個工件的實際加工需要一個小時。通過編程，設(shè)置和等待時間需要 6 個小時，機床將在 8 小時內(nèi)生產(chǎn)兩個工件。當(dāng)機床進行切削時，能耗可視為 100% 或一個名義單位。切削操作消耗 20% 的能量，而機床不在切削時消耗 80% 的能量單位。因此，機床一天的總能耗為 6.8 個單位，產(chǎn)出為兩個工件。
 
　　第二個場景，對過程進行了分析并著重考慮了如何削減浪費的時間。通過分析，可將閑置時間縮短至 5 個小時，減少了 16.5%?，F(xiàn)在有三個小時的切削時間，可生產(chǎn)三個工件。每天的總能耗為 7 個單位，比第一個場景高出 3%。
 
　　在第一個場景中，生產(chǎn)一個工件需要 3.4 個能量單位，而在第二個場景中，每個工件的生產(chǎn)需要 2.2 個能量單位。第二個場景中每個工件的能耗減少 36%，而每日能耗僅增加 3%。在第一個場景中生產(chǎn)三個工件需要機器運行更長時間并消耗更多能量。由此可見，可持續(xù)加工不一定旨在消耗更少的能量，而是要用所耗能量做更多工作。
 
　　09、總結(jié)
 
　　長期以來，制造商通過加工價格具有競爭力的高質(zhì)量產(chǎn)品來追求經(jīng)濟可持續(xù)性，從而支持和維持其業(yè)務(wù)發(fā)展。經(jīng)濟的可持續(xù)性包含多個方面，但總的來說，這些組成部分都是基礎(chǔ)性且直接了當(dāng)?shù)?。最重要的是，?jīng)濟的可持續(xù)性意味著制造商需要切實、準(zhǔn)確地評估生產(chǎn)過程中各方面的浪費情況，并采取合理的應(yīng)對措施。
 
　　制造商在實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)性過程中所解決的問題，也使得他們得以應(yīng)對和降低其業(yè)務(wù)對環(huán)境的影響，并實現(xiàn)全球意義上的可持續(xù)性。