刀具管理的探索和發(fā)展

    1.刀具管理的意義及其面臨的挑戰(zhàn)

    機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程涉及大量的機(jī)械加工，特別是金屬切削加工所加工產(chǎn)品的尺寸、形狀、位置精度、表面形貌等都與刀具有關(guān)，刀具的性能、質(zhì)量及其管理直接影響到能否順利加工出所需要的合格產(chǎn)品，影響到加工節(jié)拍和生產(chǎn)效率，影響制造成本的控制和降低，關(guān)系到制造型企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，這在汽車制造業(yè)中表現(xiàn)得更為突出。
    （1）汽車制造業(yè)中刀具發(fā)展和應(yīng)用的新特點(diǎn)
    現(xiàn)代汽車制造業(yè)的機(jī)械加工及其所用刀具技術(shù)近年來(lái)發(fā)展特別快，高新技術(shù)被大量采用，在加工工藝、切削方式、刀具結(jié)構(gòu)、刀具材料、表面工程等方面都已有了與過(guò)去傳統(tǒng)機(jī)械加工很大的不同點(diǎn)，首先是大量采用柔性加工生產(chǎn)線，采用高效、高速切削，各類數(shù)控加工中心機(jī)床被大量采用，與此相應(yīng)的是超硬刀具如CBN(立方氮化硼)、PCD(聚晶金剛石)刀具和新型硬質(zhì)合金刀具被大量采用，由表面工程和摩擦學(xué)技術(shù)最新發(fā)展所獲得的各種新型涂層應(yīng)用在刀具表面，新的刀具結(jié)構(gòu)和具有新型切削刃和幾何形狀的刀片被不斷研究和開(kāi)發(fā)出來(lái)，適應(yīng)數(shù)控機(jī)床和高速加工需要的刀具夾持及其與機(jī)床的連接件如HSK刀柄、熱套刀柄、液壓刀柄等以及其他新型刀柄獲得廣泛應(yīng)用。為提高生產(chǎn)效率和減少換刀時(shí)間在汽車零部件的加工中越來(lái)越多地使用了各種復(fù)合刀具，如鉆鏜復(fù)合、鉆鉸復(fù)合、鉆孔和螺紋加工復(fù)合等各類復(fù)合刀具，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的展開(kāi)式刀具滿足了很多特殊的加工要求，有些刀具甚至已發(fā)展成機(jī)、電、液一體化的裝置，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了傳統(tǒng)的刀具的概念。刀具需要維護(hù)和保養(yǎng)，需要預(yù)調(diào)整和檢測(cè)，刀具壽命需要得到控制，需要有完善的系統(tǒng)和一系列的管理來(lái)確保生產(chǎn)線及時(shí)得到符合要求的、數(shù)量足夠的刀具，并在發(fā)生加工問(wèn)題或刀具問(wèn)題時(shí)得到快速的響應(yīng)和支持，迅速分析和解決出現(xiàn)的問(wèn)題，以使生產(chǎn)正常進(jìn)行，并且包含刀具費(fèi)用在內(nèi)的制造成本應(yīng)具有足夠的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，所有這些都對(duì)刀具的管理提出了與過(guò)去不同的全新的要求。
    面對(duì)機(jī)械加工和刀具技術(shù)的高速發(fā)展，面對(duì)現(xiàn)代汽車制造業(yè)既要柔性還要高效生產(chǎn)的挑戰(zhàn)，面對(duì)日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和不斷降低制造成本的壓力，刀具的管理成為各汽車制造企業(yè)日益關(guān)注的熱點(diǎn)。
    （2）刀具及其管理對(duì)生產(chǎn)效率的影響
    刀具的性能與質(zhì)量直接影響到能否順利加工出所要求的合格產(chǎn)品，刀具能否滿足高速切削的要求，刀具壽命如何及換刀頻次高低都直接影響生產(chǎn)線開(kāi)動(dòng)率，影響到加工節(jié)拍和生產(chǎn)效率，而能否按時(shí)和保證質(zhì)量地將調(diào)整或修磨好的刀具提供給生產(chǎn)線又將直接關(guān)系到生產(chǎn)能否正常持續(xù)地進(jìn)行下去。由于汽車工業(yè)中大量采用的是流水生產(chǎn)，上道工序的生產(chǎn)直接影響到下道工序的生產(chǎn)，而為了提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本，又采用了大量的組合式刀具及由此引起的非標(biāo)刀具，因而一把關(guān)鍵的刀具特別是非標(biāo)刀具如不能按時(shí)供應(yīng)，就會(huì)如同串聯(lián)電路中一個(gè)元件損壞引起整條電路癱瘓一樣，會(huì)造成整條機(jī)加工生產(chǎn)線停產(chǎn)，而如果沒(méi)有應(yīng)急措施或不能快速反應(yīng)，還有可能造成總成裝配線甚至汽車總裝配線停產(chǎn)，由此可見(jiàn)刀具及其管理對(duì)汽車生產(chǎn)的重大影響。
    （3）刀具及其管理對(duì)制造成本的影響
    刀具及其管理費(fèi)用在汽車零部件制造費(fèi)用中占有相當(dāng)重要的一部分。一般情況下，一個(gè)年產(chǎn)幾十萬(wàn)臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱的工廠，每年刀具費(fèi)用可能會(huì)達(dá)到幾千萬(wàn)乃至上億元人民幣。此外，刀具和刀輔具庫(kù)存還要占用大量流動(dòng)資金。因此，降低刀具費(fèi)用就成為了汽車制造企業(yè)的一項(xiàng)十分重要、迫切而又難度頗大的任務(wù)。而刀具費(fèi)用的降低又與新刀具、新工藝、新技術(shù)、新材料的采用緊密相關(guān)，與刀具的采購(gòu)、物流、調(diào)整、修磨、刀具質(zhì)量控制、刀具優(yōu)化等一系列的刀具管理工作緊密相聯(lián)。
    刀具管理水平的高低直接關(guān)系到刀具的成本控制，刀具管理需要既能保證生產(chǎn)線及時(shí)得到符合要求的所需刀具，又能使庫(kù)存刀具數(shù)量保持在最低的必要水平上；使得流動(dòng)資金的占用及其引起的財(cái)務(wù)費(fèi)用降到最低；并能在發(fā)生刀具非正常消耗時(shí)做出及時(shí)和快速的反應(yīng)，確保生產(chǎn)正常進(jìn)行。
    刀具消耗量與很多因素有關(guān)，需要具體情況具體分析。在看總的刀具消耗費(fèi)用的同時(shí)，更重要的是看單件加工產(chǎn)品消耗的刀具成本,不僅要看直接的刀具成本，更要看刀具對(duì)生產(chǎn)效率的影響及其引起的總的制造成本的變化。新刀的性能、壽命及其采購(gòu)價(jià)格對(duì)刀具費(fèi)用的影響非常大，而可重磨刀具的數(shù)量、重磨次數(shù)及修磨費(fèi)用高低對(duì)刀具的總成本也有著顯著的影響；同時(shí)，還要注意一次性設(shè)備和刀具投資與長(zhǎng)期性刀具消耗費(fèi)用之間的關(guān)系，有的項(xiàng)目有可能在項(xiàng)目規(guī)劃時(shí)節(jié)約了設(shè)備投資，卻采用了昂貴的刀具或不合理的切削參數(shù)，造成刀具壽命短以及長(zhǎng)期的刀具消耗成本過(guò)高，需要綜合考慮和平衡。

    2.刀具一體化管理的出現(xiàn)和發(fā)展

    在現(xiàn)代汽車制造業(yè)中，刀具的管理已不再是簡(jiǎn)單的采購(gòu)刀具、庫(kù)存刀具以及等待生產(chǎn)線人員來(lái)領(lǐng)取刀具的傳統(tǒng)概念，伴隨汽車制造業(yè)大批量、柔性化生產(chǎn)和高新技術(shù)的大量采用，刀具的應(yīng)用及其管理已發(fā)展成為一門專門的專業(yè)，它涵蓋了刀具規(guī)劃、采購(gòu)、物流、調(diào)整、刃磨、修理、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)支持、加工問(wèn)題分析和解決、刀具優(yōu)化和刀具成本控制等多方面內(nèi)容，需要有全新的理念和方法，有一套完善的體系來(lái)運(yùn)作和控制，以期達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)。
    （1）刀具一體化管理與傳統(tǒng)刀具管理的區(qū)別
    傳統(tǒng)的企業(yè)管理中將刀具僅作為一種輔助性的工具來(lái)管理，與刀具有關(guān)的采購(gòu)、物流、調(diào)整、刃磨、修理、加工問(wèn)題解決、刀具優(yōu)化、成本控制等業(yè)務(wù)分屬本企業(yè)內(nèi)不同的部門分別管理，未認(rèn)識(shí)到在大批量流水生產(chǎn)的現(xiàn)代化汽車制造企業(yè)中，特別是采用了高速、高效加工和柔性生產(chǎn)線以后，如何及時(shí)、按需、高效又低成本地向生產(chǎn)線供應(yīng)高性能、高質(zhì)量刀具與先進(jìn)的刀具管理理念和刀具管理系統(tǒng)緊密相關(guān)，如無(wú)可靠、受控、有效的刀具管理系統(tǒng)，不僅不能實(shí)現(xiàn)高速、高效加工，而且有可能使生產(chǎn)的正常進(jìn)行都成為問(wèn)題，也有可能造成嚴(yán)重的產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題和制造成本高昂。
    近年來(lái)探索和發(fā)展起來(lái)的刀具一體化管理，充分認(rèn)識(shí)到了與刀具有關(guān)的機(jī)械加工和相應(yīng)的刀具準(zhǔn)備是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)問(wèn)題，系統(tǒng)問(wèn)題就要用系統(tǒng)的觀點(diǎn)和系統(tǒng)的方法來(lái)解決，將與刀具有關(guān)的采購(gòu)、物流、調(diào)整、刃磨、修理、加工問(wèn)題解決、刀具優(yōu)化、成本控制等相關(guān)業(yè)務(wù)統(tǒng)一在一個(gè)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)一體化的管理，以此實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一指揮、協(xié)調(diào)、快速響應(yīng)和高效運(yùn)作，確保生產(chǎn)獲得可靠、有力的支持。
    （2）刀具管理外包的應(yīng)用
    刀具管理外包是根據(jù)價(jià)值鏈和社會(huì)大分工及規(guī)模效益的理論，出于對(duì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)快速反應(yīng)、提高效率、減少一次性投入、降低制造成本和發(fā)展與保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的需要，利用社會(huì)資源對(duì)刀具涉及的方方面面進(jìn)行一體化的管理，對(duì)有關(guān)業(yè)務(wù)流程進(jìn)行重新整合，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置，獲取差異化的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，以求獲得更高的效率、更高的質(zhì)量、更低的成本和最大的投資回報(bào)。
    刀具管理外包于二十世紀(jì)九十年代初出現(xiàn)在北美的美國(guó)通用汽車公司，這時(shí)可以稱為刀具管理發(fā)展的第一階段，實(shí)行的是初級(jí)層次的刀具管理外包，第一階段的刀具管理外包僅負(fù)責(zé)刀具的采購(gòu)和庫(kù)存管理。九十年代中期刀具外包管理的概念和做法逐漸傳播到歐洲、南美洲，隨后又傳到亞洲和大洋洲，出現(xiàn)了專門從事刀具管理的專職公司，如奧地利的TCM公司、美國(guó)FSS公司等。1996年在匈牙利的歐寶公司出現(xiàn)了現(xiàn)在意義上的較高層次的刀具管理，隨后在波蘭的大眾汽車公司、TRW公司等都開(kāi)始應(yīng)用刀具外包管理。
    這期間，北美的汽車制造企業(yè)更廣泛地推行了現(xiàn)代刀具外包管理，2000年，美國(guó)通用汽車公司決定在所有的動(dòng)力總成新項(xiàng)目中實(shí)行第二階段的刀具管理外包，在第二階段的刀具管理外包中，刀具管理外包供應(yīng)商不僅要負(fù)責(zé)第一階段刀具管理外包所要承擔(dān)的全部工作，還要負(fù)責(zé)刀具的調(diào)整、修磨和工程方面的工作。目前通用汽車公司已有多個(gè)工廠實(shí)施刀具管理外包，如Flint Engine South，Warren Transmission，Silao Engine Plant，Ypsilanti Transmission等工廠。
    隨著汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的激烈和刀具管理對(duì)現(xiàn)代汽車生產(chǎn)的重大影響為越來(lái)越多的汽車制造企業(yè)高層領(lǐng)導(dǎo)所重視，越來(lái)越多的汽車制造企業(yè)開(kāi)始重視刀具的一體化管理，試圖在刀具管理方面作出新的探索，包括應(yīng)用刀具管理外包這種模式。上海通用汽車公司從建設(shè)初期就規(guī)劃并采用了刀具外包管理，上海合創(chuàng)企業(yè)公司與美國(guó)Valinite刀具公司合作承擔(dān)了上海通用汽車公司動(dòng)力總成廠的首期刀具管理任務(wù)，2002年起TCM中國(guó)公司在中國(guó)第一次以按單件工件加工所需刀具費(fèi)用的方式承接了上海通用汽車公司動(dòng)力總成廠的刀具管理任務(wù)。隨后德國(guó)藍(lán)幟公司也承接了大眾汽車變速器(上海)公司的刀具管理任務(wù)。國(guó)內(nèi)已有相當(dāng)一部分工廠正在考慮或已開(kāi)始著手采用這種新的刀具管理模式，如一汽大眾、上海大眾、奇瑞汽車、上汽通用五菱甚至韓國(guó)的汽車公司都曾組織力量研究和了解有關(guān)刀具一體化管理的經(jīng)驗(yàn)，有的也準(zhǔn)備采用刀具管理外包這種模式，如現(xiàn)在上海大眾動(dòng)力總成有限公司已采用刀具管理外包，上汽通用五菱也正著手實(shí)施刀具管理外包。
    （3）刀具一體化管理的不同模式
    刀具一體化管理可以有不同的實(shí)現(xiàn)模式，可以通過(guò)外包的方式實(shí)現(xiàn)刀具一體化管理，也可以由需要刀具管理的企業(yè)自營(yíng)一體化管理，也可以通過(guò)由發(fā)包企業(yè)參股設(shè)立的刀具管理公司來(lái)進(jìn)行，其共同點(diǎn)是要實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一、和諧的系統(tǒng)，并要確保該系統(tǒng)受控和高效運(yùn)轉(zhuǎn)。不同的模式各有長(zhǎng)處和短處，需要依據(jù)企業(yè)的自身情況和戰(zhàn)略考慮，采用最有利于提高企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的做法。
    刀具一體化管理的不同的模式，各有其特定的應(yīng)用條件，關(guān)鍵是要適合本企業(yè)的內(nèi)、外部條件，具體情況具體分析，采取相應(yīng)的對(duì)策，以達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，獲得理想的效果。對(duì)于采用哪一種模式進(jìn)行管理，需要綜合考慮多方面的因素，如項(xiàng)目的性質(zhì)、企業(yè)的供應(yīng)鏈管理方法、建立和更新過(guò)程的成本、刀具方面設(shè)備的投資、人力資源的考慮和安排、物流成本、刀具庫(kù)存成本的考慮和死庫(kù)存風(fēng)險(xiǎn)的大小、設(shè)備維修的成本、對(duì)由于刀具供應(yīng)或刀具質(zhì)量造成的生產(chǎn)損失的風(fēng)險(xiǎn)控制等，還要考慮外包市場(chǎng)的成熟度和可供選擇的外包供應(yīng)商的數(shù)量和質(zhì)量等多方面情況。
    刀具管理的概念和創(chuàng)新正不斷向深入發(fā)展，在管理模式上、管理方法上、控制機(jī)制上、績(jī)效評(píng)估上都有很多問(wèn)題需要回答，需要進(jìn)一步的探索和實(shí)踐。