发动机制造（精选12篇）
发动机制造 篇1
前言
生产技术对提高生产能力起到关键性的作用, 结合东安三菱近几年生产能力稳步提升的实际经验, 从提高产能和效率方面, 生产技术相关的方法起到了关键性的作用。
1 生产技术的定义
关于生产技术, 公司内部有这样的错误想法, 即只要按生产技术部门确定的做就可以, 那么什么是生产技术呢?我们可以将其分为“生产”与“技术”分开考虑。
1.1 所谓生产
东西是制造出来的。回复历史, 远古时代, 人们以狩猎及种谷物为生, 经常要忍受饥饿和严寒。如果使生产的基础更加稳定呢, 做点什么东西吧……、造点什么吧……举例来说, 奈良的大佛、刀剑类、陶瓷类等, 制造这些。就包含有生产技术。刀剑、陶瓷等生产用品现在还在生产, 但在现在这些属于工艺品, 不属于实用器及工业制品。所谓的工业品, 即航空器、建筑物、汽车、照相机、电视等, 需要大量的制造, 而大量制造用原来的制造方法已无法达成。工艺品与价格无关系。在工业品中, 航空机械、船舶、核发电等工业品与汽车还不一样。也就是说, 购买汽车的人是多数是无专业知识的人。这里, 我们所说的生产技术的“生产”, 只限定于汽车发动机行业的生产。
1.2 所谓技术
人所制造的东西, 无技术与熟练度要求的生产品是无价值的。只要是人所制造的东西, 就必须要求技术及熟练度, 无此两点的制造品在这世上是不能通用的。不需技术与熟练度的产品只能像孩子生产的东西。
1.3 生产手段的内容与分工合作
制造发动机的是操作者。不直接参与生产的人说得再多, 也不能解决问题。机械设备出故障后, 需要修理的人。所以说只有操作者与设备就能生产发动机也是不能成立的。应该说, 在竞争激烈的今天, 必须分工合作, 对成本与质量进行改善, 提高, 否则只按原来的那样去做, 其结果只能是被竞争所打败。
1.4 发动机的生产技术握在谁的手中
生产技术不是被给予的。不是制定计划, 让别人按计划作就可以的。应该是制作所所长以下所有人员应分担, 分工合作的。生产技术由生产技术部门负责, 其他人只要按要求去作就可以了, 这样的想法是错误的。东安三菱的生产技术应该由全员来分担, 分工。
2 我公司生产技术的开展方法
现场部门与生产技术部门的分工明确化:
生产技术需大家共同负责、分担。极端地说, 制造部门就负担哪部分、生产技术部门应负担哪部门。即明确制造部门与生产技术部门的任务和分工。
2.1 制造部门的任务
第一, 数量的使用现有设备。
第二, 发现工序内的不均、勉强和浪费, 并采取对策。
第三, 流程方法、人员配置、设备配置的修正, 即针对一条生产线整体进行修正改善。
第四, 详细分析各工序内容, 进行改善。
2.2 生产技术部门的任务
第一, 增产或减产时的对应设备计划
第二, 新车或新车型的对应准备
第三, 研究新设备、新工艺、新材料的发展趋势。但这不是生产技术的主要任务, 这只是一个次要任务。
第四, 要具有支援现场部门要求 (现场部门无法做到的事) 的体制。这是生产技术部门主要的任务。
2.3 生于生技、育于制造
按美国生产方式的话, 应分担工作的现场制造部门会变弱, 这样的话, 就无法达成日本式的发展。所以, 在日本, 应该是生于生技、育于制造的工作方法。生技不是神, 生技确定基本的作法 (生出孩子) , 确定后, 由制造部门培育、改善、利用。
3 流水作业与生产线的定义
3.1 分工化
分工化是指, 随着作业量与数量的增加, 1个人所需负担的部分将变小。如何分工, 与数量有很大的关系。分工的同时, 生产线还应同时处于最有效率的状态。
32生产线的构成
按工序配置设备, 就成为生产线, 这种想法是极其错误的。生产线的流动的, 要保持流动效率。
3.3 流水作业的本质
以河为例, 水流动才叫河。我们所处理的不是水。在现场我们所处理的是加工物。不能这停一下那挺一下。加工物要流动起来。而且要有节奏的流动, 这就要求分工的均一化及均等化。
4 作业改善的着手方法
4.1 分工是否均等。勉强、不均、浪费
生产线的分工是否均等, 必须要站在整条线的角度来排除勉强、不均、浪费。
所谓勉强……重劳动。可能导致不完全的作业。
所谓不均……作业量的不均。操作中的空手等待。
所谓浪费……不必须的动作、搬运、移动及其导致的空手等待
那么是否需要均等分工、是否需要重新分配调整呢?……。勉强现象, 只有自己试过才能了解。不均, 需要花时间去观察。浪费, 要观察考虑操作动作、搬运、身体移动。总之, 去接触、去观察、去实践, 就是发现问题的方法。由此进行改善是十分重要的。
4.2 由工时定额测算改为目视管理
4.2.1 工时定额测算不能完全反映真实
工时定额测算不能反映真实。它无法区分必要的动作、不必要的动作。只能取平均值, 将实际的波动与偏差隐藏。应该说, 作为一条生产线, 正因为有了波动与偏差, 才无法流畅的流动。所以说, 做多少次工时定额测算, 也无太大意义。
4.2.2 目视管理……排除过程中的浪费
首先要观察……在什么工序, 观察现实的情况, 确认勉强、不均、浪费情况。
然后, 思考……观察之后再进行思考。这一点大家都能做得到。只是想做不想做的区别。
制定方案对策……方案对策的制定根据经验不同, 会有一定的差别。但不高明的人, 如果不思考, 就不会有进步。一开始大家都不高明。都是通过训练才成长起来的。所以, 首先, 要根据个人的情况进行思考, 尽自己的能力进行思考
5 改善的开展方法
5.1 改善的开展方法a.心理预备
没有无法改善的作业。维持现状是不好的状态, 只有否定现状才会进步。另外, 相互庇护只会导致企业无法发展。
b.改善点的发现方法
应如何去观察支发现呢, 充分观察物的动作、人的动作就可以了。例如, 是否每次的操作内容都一样, 有无空手等待, 有无不易操作的作业?要以无意识的状态去观察。
c.改善对策的方案
方案一定要自己去考虑。参观其他地方, 将学习的内容直接利用, 是达不到好效果的。必须根据自己公司的作业量、物品的大小、工作的内容, 考虑适当的方法。找出问题点, 考虑如何改善就可以了。
5.2 改善班的任务a.说明
改善班的目的有二。
第一, ……保证生产线定员的应急人员
第二, ……提高自主性
如果是一种什么都依靠生产技术的体制, 是无法培养自主性、参与意识的。
b.活动对象
生产线的人就是培育生产线的父母, 要使人有这样的义务感, 所以必须要给生产线一定的自由度。改善班人员这是要培育生产线的人, 其人员选取条件应该是优秀的人员。
c.少动初期, 需适当的指导
最初时, 从制作梯子、踏板、操作台、台车等, '慢慢地提高, 在初期做一些力所能及的事, 并得到满足感。此时, 最重要的就是不能吹毛求疵。比如说一些“这是什么呀, 有什么用啊”, 等话时, 给人的打击是很大的。即使是不怎么中意的东西, 也要说“是吗, 还可以这样啊”等, 表示佩服。这样, 改善班的人也会感受到自己工作的重要性, 下次再想办法做新的有用的东西。所以, 吹毛求疵是不对的, 可以提出一些建议, “这里感觉不太好, 如果这样改一下的话, 是不是会好一点呢”等。
摘要：本文结合日本三菱的T/A指导及东安三菱合资公司的生产实际, 论述了生产技术的定义和基本概念, 针对实际生产中发生的一些问题, 论述了生产技术开展的方法。从作业改善、人员设备配置、目视管理、生产线定员等方面展开研究, 对制造工厂的产能提升有较大的借鉴作用。
关键词：生产技术,流水作业,目视化管理
参考文献
[1]江寿建.工厂工艺系统设计指南[M].北京:化学工业出版社, 1996.
[2]孔德音.机械加工工艺基础[M].北京:机械出版社, 2001.
发动机制造 篇2
天河区先烈东小学 六年五班 黄冰润 27号
今天，我在《十万个为什么》的工程科学分册中看到了这样一篇文章——《为什么要用陶瓷制造汽车发动机》。我十分好奇，陶瓷不是一敲就碎了吗？怎么还能做汽车发动机呢？于是我带着疑问读了这篇文章。
原来汽车的发动机是通过燃烧燃料，产生高温高压气体，从而形成推动汽车的动力。而且，发动机的燃烧温度越高，产生的动力越大，燃烧的效率也就越高。可是在世纪中，即使使用耐高温合金制成的发动机，它的使用温度最高也不过约1100℃，超过了这个“极限”，发动机的金属材料就会软化甚至毁掉。所以，不少汽车都装备了冷却系统，以保证发动技能持续正常的运转。
但是这样一来，不但进一步降低了热效率，也使发动机的整体重量和体积增大，影响到车速提高。就是这样，科学家们想到了陶瓷。随着陶瓷材料技术的发展，人们生产除了具有高强耐高温特性的新型陶瓷——氮化硅陶瓷、氧化锆陶瓷、碳化硅陶瓷等，他们能耐受1400℃以上的高温，用它们制成的发动机，即使内部温度达到1300℃，也根本不需要复杂的冷却系统降温。而且，这些陶瓷本身就比金属还轻。因此，陶瓷发动机体积小，重量轻，他的热效率了大刀约50﹪，能比金属发动机节省20﹪以上的燃料呢！
在我的印象当中，陶瓷是一种很脆的材料。但是科学家通过不断研究，将碳化硅的陶瓷材料和石墨结合在一起，形成韧性十足的新型耐高温复合材料。用这种陶瓷材料制造的汽车发动机，完全能适应汽车行驶中的强烈震动，即发挥了陶瓷耐高温的优点，又保持了以往发动机强度高的长处，真是一举两得。所以，陶瓷是一种很有前途的新型发动机。
由此我想到，通过现代科技的努力，能打破以往所谓的奇迹。就像陶瓷一样，就算十分脆弱，但在科学家的努力下，成了汽车发动器的优良材料。
发动机制造 篇3
关键词：汽车；发动机再制造技术；前景分析
中图分类号:G710文献标识码:A文章编号：1005-1422（2014）07-0186-03一、引言
如今，汽车从只有富人才能使用的交通工具变成了千家万户都普遍在使用的生活必需品。据统计，中国的一个中等城市平均每天有2000辆新的汽车出现在马路上，可见汽车在人们生活中的地位和重要作用。然而，汽车的使用频率过高和使用时间过长，容易导致内部机械零件的老化，将老化的零件进行修补和拆除，更换新的零件，到最后整车报废，几乎是每一辆汽车的寿命过程。这样的修补过程不仅耗费原材料，对养车的人来说也是一笔不小的花销。汽车报废后的价值等同于零，被当做废铁卖掉的结局，与可持续发展的政策背道而驰。在这种状况下，汽车发动机再制造技术兴起了。
二、发动机再制造技术概述
1.什么是发动机再制造技术
发动机再制造技术顾名思义，就是将废弃的旧发动机通过一些技术和方法进行再次加工，使其成为新的发动机再次进入汽车生产的环节当中。由于发动机在制造行业原材料为旧的发动机，并主要通过更换零部件的方式达到发动机再使用的目的，因此也被也称发动机专业修复技术。发动机再制造技术的基本过程是将废弃的旧发动机拆解成零部件并进行清洗，再以汽车生产厂家使用的技术对这些零部件进行检测，根据检测结果进行修理，通过多种技术应用和从发动机原产进够基础配件的方式修复发动机，使其焕然一新。
2.汽车发动机再制造的特点
汽车发动机再制造技术有以下几个特点：
第一，为了达到修复后的发动机与原厂发动机使用价值一致的目的，再制造采用的技术应等同于发动机生产厂家的技术，并且由于零部件的损坏需要更高的技术进行修理，因此，所应用的技术可能比原厂生产新发动机应用的技术更为领先。并且，再制造的发动机所要经过的质量安全监测与发动机生产厂家相同，甚至更为严格，以保证再制造的产品性能不输于原厂产品，因此可以说，汽车发动机再制造是高精尖的技术行业。
第二，发动机再制造需要采用至少等同于发动机生产厂家的技术，因此只有那些大型的工厂具备相应的人力、物理和财力，与此同时，还需要随着发动机生产技术的革新不断更新技术范围，可见再制造技术完全不同于普通的修理行业，是一个密集型的产业。
第三，在发动机再制造行业没有兴起之前，因为技术的局限，废弃的汽车发动机只能被当作废铁卖掉，回炉融掉重铸，成为最初级的原材料，但在再制造技术的帮助下，废弃的发动机能够作为新发动机诞生的基础，只需要通过技术的使用就可以变废为宝，省去了旧防冻剂从铸铁转为零部件的过程，据统计，这个过程至少节约了80%的经济和技术成本。并且，再制造的发动机因与新发动机的使用价值等同，因此不存在大修后的发动机油耗增多的问题，可见，汽车发动机再制造是环保行业。
3.发动机再制造技术发展史
国外的发动机再制造技术从上世纪60年代就开始了。政府工作人员和环境研究人员意识到来自那些老旧的汽车的尾气污染对空气和人们生活健康的威胁和报废汽车的回收处理困难等问题，在解决这些问题的过程中，发动机再制造技术的研究逐渐展开了。美英等国的再制造产业发展尤为迅速。美国政府甚至计划在2020年实现机械产品的零浪费，这也是再制造行业发展的最终目标。与此同时，德国和英国也开始积极发展再制造技术，并在中国和印度等国设立发动机再制造技术的研发中心和工厂。
三、我国汽车发动机再制造技术发展现状1.汽车发动机再制造的基本技术
汽车发动机再制造的基本步骤分为回收、拆卸清洗、再制造加工、装配、整机测试和销售。回收和拆卸清洗是为了判断发动机的损毁程度，再制造加工则是发动机重获新生的重点，装配后的测试则是保证再制造质量的关键。然而在整个过程当中，最能体现再制造技术的步骤还是发动机再制造加工。
发动机再制造主要目的是修复零部件，包括缸体、缸盖、曲轴和连杆等，表面工程技术尤其是纳米表面工程技术是零部件再制造的重要技术手段，应用纳米电镀技术、热喷涂技术等先进表面技术将保证再制造产品的质量。纳米电镀技术结合了纳米材料的特殊理学能力和电镀技术的压力原理，使纳米复合镀层的性能优于单一镀层；电弧喷涂技术则用于生产各种性能的图层，同时也能够修复磨损的零部件；纳米固体润滑干膜技术用于减少表面摩擦，能够提高机械的运行寿命。同时，汽车发动机再制造还有效的利用辐射条件下的润滑效果，实现零部件间的有效接触。
2.我国汽车发动机再制造技术发展的原因
我国汽车再制造技术发展起步较晚，是近20年才逐渐兴起的。通过对以往的文献分析和对现实的分析，总结出我国汽车发动机在制造技术发展的原因有以下几点：
首先，我国的经济发展带动了汽车零售业的发展，私家车的数量增多必然使汽车修理行业蓬勃发展，再制造技术的引进则是由于汽车修理业的发展而来的。
其次，节能环保的可持续发展路线的提出为再制造技术的引进和革新提供了政策上的支持，汽车发动机的再制造将节约总产量的3%以上，无疑是从能源到经济上的巨大贡献。
再次，随着世界政治经济全球化的发展趋势，节能环保已经不仅仅是一个国家的责任，再制造身为绿色行业，必然会得到社会各界的支持，另外，国外大多数汽车公司都将再制造作为售后服务的重点，我国的汽车制造业要想得到长足的发展，也必须在服务上与国际接轨。
·问题探讨·我国汽车发动机再制造技术发展探讨3.我国汽车发动机再制造技术发展状况
在1998年以前在中国所有的汽车制造企业都向汽车用户提供更换发动机零件或整体的服务，是因为当时我国缺乏再制造技术和设备的支持，发动机再制造的概念未被广泛接受，国内的售后市场也不具备充分的条件。1998年，上海大众成立了自己的发动机再制造车间，标志着发动机再制造技术在我国汽车制造业应用的开始。美国SUNNEN公司看到了再制造发动机在中国的巨大商机，适时成立了上海善能机械有限公司，在中国销售SUNNEN全系列发动机设备，试图领先中国的发动机再制造行业。目前，SUNNEN设备已经应用于上海大众、济南复强等发动机再制造的关键工序上。?
现在，中国的汽车工业正在以前所未有的速度向前发展，汽车厂商之间的竞争愈演愈烈，降低成本是大家的共同目标，发动机再制造的必要性越来越凸显出来，应用这项技术来降低生产成本，提高售后服务层次，增强产品的综合竞争力，是每一个汽车生产厂家的共同需求。
四、我国汽车发动机再制造技术发展前景分析1.汽车发动机再制造技术发展的趋势
2009年，中国汽车销量达1400万辆，成为世界第一大汽车市场，汽车保有量达6000多万辆。这为汽车零部件再制造提供了巨大市场。发动机再制造技术的精髓就在于对原有发动机的有效利用，这与可持续发展的观念不谋而合。如今，汽车发动机再制造技术已经成为各个汽车生产上的售后服务王牌，这项技术不仅可以有效地降低成本，提高售后服务质量，并且能够通过应用实践中的技术革新提升公司产品的整体竞争力。
由于发动机再制造技术的兴起和发展，汽车修理的时间大大缩短，人们在汽车保养上花费的成本有所降低，违法撞车的行为因为缺少废弃的发动机作为原材料也得到了一定的遏制。对于发动机生产环节来说，再制造技术也扮演着重要的角色。如在发动机制造厂，应用再制造技术对在线次品进行二次加工后的产品作为维修备件纳入售后服务系统，是对主生产线的重要补充。随着我国对外贸易的蓬勃发展和本国人民环保意识的增强，汽车发动机再制造技术的应用将会大面积展开，并且，由于这是一向绿色环保技术，也必将受到政府的重视，2008年7月3日在济南召开的汽车零部件再制造现场经验交流会上，国家发改委确定了全国汽车零部件再制造试点企业名单。我国再制造产业已经呈现出蓬勃发展的良好势头。
2.我国汽车发动机再制造发展中存在的问题
我国汽车发动机再制造行业虽然发展趋势大好，但也存在这一些问题，可以从国情、制度和管理三方面进行总结。在国情方面，中国人的“浪费”爱好是全世界人民有目共睹的，回收利用和变废为宝的作风一直是政府大力推行的，但实际上收效甚微。因此，发动机回收也十分困难；在制度方面，我国对废旧的发动机制定了回收规则，为了避免违法改装车辆，要求废旧的发动机砸碎重铸，这一规定严重制约了汽车发动机再制造技术的发展，因为该技术的发展是以废旧发动机的回收为基础的，另外，我国尚未将发动机再制造行业列入废品再生行业，因此该行业得不到政府的补贴，加之购买废旧发动机所附的高额税点，导致拥有该技术的企业实际缴税额的大幅增高，给企业的发展带来不良的影响，因此，很多经济实力不强的企业放弃了这一技术；另外，发动机在制造行业和其他新兴行业一样存在管理上的经验不足，并且政府未对新兴行业制定管理规定，导致行业内发展无条理，也是技术发展受阻的原因之一。
3.对我国汽车发动机再制造技术行业的建议
考虑到中国社会现有的国情和国家经济发展的趋势以及政府相关部门的动态和批示，针对上述问题给出以下建议：
（1）希望政府部门对发动机再制造行业给予足够重视，制定相关的政策，对这一新兴行业进行科学监管。
（2）行业内应形成统一的规则以保证再制造的发动机的质量，严格把好质量关，使新型的绿色行业真正起到节约环保的作用，避免成为制假贩假的场所。这需要政府和企业负责人的共同努力。
（3）制定科学的行业标准，目前执行的是新品标准，应该建立针对再制造的标准，以避免恶意竞争和产品及技术专利权的纠纷。
（4）建议国家出台相关政策鼓励消费者使用再制造产品，例如政府机关要优先采购使用再制造产品等，以刺激对再制造发动机的需求，通过扩大需求，侧记行业的发展和技术的发展。
（5）希望中国的汽车发动机再制造企业向国外企业学习先进的技术和管理方式，达到技术进步、服务提高和产品走向市场的协同发展。
五、结语
综上所述，我国的汽车发动机再制造技术处在蓬勃发展的阶段，并且由于市场需求和技术创新的影响，汽车在制造技术行业的发展是值得期待的。但同时此行业也存在着运营部粮和管理不善的问题，使得再制造的产品质量得不到保证，因此需要行业规则和政府监控的双重监督，才能使汽车发动机再制造技术健康地发展起来。
参考文献：
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发动机制造 篇4
1 设计与制造缺陷引发的发动机问题
1.1 水箱开锅现象普遍
发动机出现水箱开开锅有多方面原因, 水少, 水泵坏或控制电路坏, 水套堵塞, 使用的燃油不合规定, 点火正时不对, 长时间超负荷工作, 环境温度太高。冷却系工作不良导致冷却液温度过高, 水套内的污垢过多, 节温器, 水泵, 风扇总成出现故障等都有可能导致出现水箱开锅现象, 不过大多是由于发动机里的水泵叶轮损坏, 水箱内的水无法有效的循环和冷却的原因。
1.2 熄火不易重新启动汽车
汽车发动机经常出现停车熄火以后不能重新启动和动力不稳的现象, 这主要是由于汽车发动机内高压油管溢油原因导致的。在发动机的液压传动油路中, 连接各个液压元件并通过油压的传递使各个工作元件正常工作的液压元件叫高压油管, 高压油管又可以称为橡胶软管组合件, 它就像人的血管一样。汽车发动机的血管出现了问题, 发动机当然不能正常启动。
1.3 发动机异响
发动机异响分为很多种, 针对异响的产生首先要检查发动机外部情况, 看看是不是由于发电机, 水泵, 助力泵等产生的异响。此处所讲的发动机异响主要是指发动机内部产生的异响。发动机内部异响的产生大多是气门或者连杆曲轴瓦之间的间隙过大造成的, 检查发动机异响就需要将发动机拆开检查, 导致发动机产生异响的原因很多, 而且发动机的温度、保养紧密相联。
2 当前发动机设计与制造缺陷的优化措施
依据上文因设计与制造缺陷造成发动机故障的问题, 以下对不同的问题提供针对性性的解决办法, 尽量对发动机设计与制造阶段的缺陷进行优化, 提高汽车发动机的质量。
2.1 对发动机水箱开锅问题的排除
如果发动机出现水箱开锅现象, 发动机会因为散热不良, 导致温度过高, 这时应当即刻停止驾驶, 并且采取措施使发动机的水温保持在正常温度, 如果发现发动机水泵出现问题, 应当立即进行更换。造成发动机水泵出现问题的原因是发动机内的防冻液数量不足。防冻液在发动机内部的功能是防冻冷却, 由于发动机的机身大部分是金属制成, 在使用过程中难免会产生高温现象, 金属导热性能强, 如果防冻液数量不足, 就容易让水温比较高, 导致发动机散热较慢, 产生高温现象, 并且加剧内部元件的磨损。发动机水泵中的叶轮选用的是塑料材料, 质地比较脆弱, 其缺陷就是不耐高温, 由于叶轮受热损坏, 导致发动机冷却液难以循环, 发动机机的水温就更高, 排除发动机水箱开锅问题首先必须保证发动机内具备充足的防冻冷却液。其次对发动机要经常进行检查, 对散热器材经常擦洗, 使发动机的散热器材保持干净清洁的状态, 便于发动机及时散热。保证发动机的散热风扇功能良好, 注意散热风扇的皮带松紧度。如果在行驶过程中发现发动机温度居高不下, 应当及时对发动机进行冷却, 可以选择打开汽车引擎盖, 用湿毛巾捂住水箱盖, 把水箱盖拧下来, 进行降温, 切记不要用冷水进行浇灌, 以免引起气缸出现问题。
2.2 对熄火后难以启动问题的排除
针对高发动机难以启动问题, 是否是因为油阀密封性问题导致的可以通过以下方法进行检验。首先利用油量调节杆对发动机内的油量进行调节, 以到达高压油管停止供油为标准。将柱塞直槽的位置调整和套筒油孔一致, 然后往柱塞直槽内压入低压燃油, 同时增大油压, 这时观看发动机油阀状态, 如果油阀没有上升, 继续增大油压, 当油压达到最大时, 油阀还没有上升的迹象, 就说明油阀的密封出现问题。油阀的密封出现问题可以通过更换发动机油泵解决发动机难以启动的问题。也可以选择更换对密封性较好油阀偶件替换密封性不严的。保证油阀时刻处于良好的密封状态是解决发动机启动困难的有效方法。油管在冷车后可能回入空气, 若正成常发动后油管里都充满汽油, 就会正常, 但是冷车后, 油管不能保持压力, 空气跑进去, 所以冷车启动时汽油泵需要持续打油进入油路, 能让汽缸内油气足够充足至火花塞点火产生足够爆炸动能趋动发动机才能顺利启动。
2.3 发动机异响的排除
发动机出现异响问题首先要靠边停车对发动机进行检查, 然后对异响部位进行定位。定位方法可选用一把螺丝刀顶住怀疑部位, 用耳朵倾听。还可以选择分缸断火法进行听诊, 或者打开活塞和气缸, 仔细观察活塞裙部和发动机气缸内壁, 查看是否有纵向拉痕的痕迹, 如果有的话, 可以选择沾了油的细纱布进行研磨, 消除拉痕以后对发动机重新进行组装, 检测是否能重新启动。排除发动机异响还应着重从以下方面进行:首先检查发动机部位的螺栓, 查看是否有松动现象, 如有松动应及时进行拧紧加固。其次检查发动机温度, 观察是否因为发动机温度过高导致排气系统不畅, 如果发现排气管出现受损或者破裂现象应及时进行修复。第三, 观察发动机轴承和油压, 查看发动机轴承状态是否良好, 油压压力是否正常。如果问题较大, 则应请专业维修人员进行维修。
3 结语
发动机是汽车的心脏, 在汽车使用过程中, 不同阶段发动机出现的故障形式也不同, 应根据发动机设计与制造缺陷的的具体特点进行分析, 采用针对性方法排除发动机故障, 提高发动机质量, 并延长发动机的使用年限。
参考文献
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发动机制造 篇5
新型复合材料风扇的加工制造技术 碳纤维增强环氧树脂复合材料风扇
大涵道比涡扇发动机的碳纤维增强环氧树脂复合材料(CFRP)风扇叶片加工制造技术已经日益成熟。如图1 所示，GE90 系列的大型CFRP 风扇叶片约有1.2m 长，经过超声切割技术精确加工的数百层碳纤维预浸料布，进行铺设后进行热压制成。风扇叶形经过先进的计算机三元流优化设计，榫头到叶尖的厚度逐步从10cm 降低到0.6cm，并采用钛合金（后改为合金钢提高强度）包边增强的方式，重量也仅有22.7kg。此类经过气动优化、大尺寸、少叶数的风扇已经显示了突出优势，GE90-115B的风扇叶片有22 个，GEnx降低到18 个，而GE9X又降低到了16 个，既扩大了涵道比、增大了空气流量，又减少了风扇系统的重量。由于通过外涵道排出空气所形成的推力占据了商用发动机总推力的70%~90%，因此，增大空气流量、减少风扇系统的重量，会带来更好的燃油效率。例如，GE公司指出GE90-115B 仅此就提高了约1.5% 的燃油效率[1]。CFM 公司LEAP 发动机的直径约3m，共用了18 个总重量为76kg 的CFRP 叶片，相比之下，CFM56 则有36 个总重高达150kg的钛合金叶片。新的碳纤维三维编织/ 树脂传递模塑成形（RTM）制造工艺可以进一步提高风扇叶片的强度，因此，新一代GEnx及LEAP 发动机上都将采用这一技术制造风扇叶片。斯奈克玛公司为LEAP 发动机CFRP 风扇叶片开发的碳纤维三维编织/RTM 制造工艺中，长度以千米计的碳纤维进行三维编织后经超声加工方法制成预制体，再在专门开发的RTM 模具中注射树脂并进行热压固化制成叶片（图2）。叶片的成型过程需要24h，然后再进行钛合金包边并完成LEAP 发动机风扇叶片的最终加工[2]。不过，普惠等公司开展的一些试验也表明，为保证零件强度——例如防鸟撞，CFRP 材料风扇叶片要做的比传统钛合金叶片相对厚一些，这会降低发动机的气动性能。因此，在直径较小的发动机上采用超塑成形/ 扩散连接（SFP/DB）工艺制成风扇叶片的优势仍然存在。这样，风扇叶片可以做的较薄、强度够、气动性能也好。CFM 也在进一步将碳纤维增强环氧树脂复合材料（CFRP）制作的风扇机匣在LEAP 发动机上进行测试。2 金属基/ 陶瓷基复合材料风扇
金属基/ 陶瓷基复合材料（MMC/CMC）风扇的研发也一直在深入开展。MMC/CMC 材料比CFRP 具有更好的强度、刚度以及高温性能，因此，在发动机上多种类型的零件都有较好的应用前景。GE 公司在GE9X 的技术验证评估中认定，CMC 材料轻质高强的特点使得他们能够在与现有GE90 的CFRP 风扇叶片相同强度的情况下，可以做得更薄，并减少到16 个风扇叶片，这有望将发动机效率提高10%。罗尔斯· 罗伊斯公司也在一个名为UltraFanTM的项目中对新型C/Ti 复合材料叶片进行验证，计划在未来一代大型发动机上替换SPF/DB 钛合金风扇叶片。他们预期，如果未来将风扇及机匣都替换为此类C/Ti 复合材料，将有望使发动机减重700kg。3 新型复合材料风扇的零部件加工制造工艺 如何进一步提高新型复合材料的可加工性，以稳定的工艺方法确保表面完整性并降低零件的疲劳破坏概率，仍然是夯实航空发动机新型复合材料工程应用的前提和基础。由于复合材料的内部微结构较常用合金材料要特殊得多，其组成成分构成比较复杂，相对于基体材料，增强相（纤维或者颗粒增强体）的硬脆性高、可加工性普遍很低；运用传统车铣等加工方法时，切削力不稳定、刀具磨损太快、表面完整性差，有时候还会导致纤维和基体结合面上发生纤维拉出、脱开等损坏。近年来，非传统加工方法在CFRP 零件加工上的应用取得了明显的效果，如图3、4 所示。超声切割、激光切割等方法已经成为碳纤维预制体加工中的重要手段，而水射流加工（包括高压水加工、磨料水射流（AWJ）加工等）在CFRP工件的材料去除上有更好的成本效益，旋转超声加工(RUM)则在CFRP/Ti 合金的叠层结构制孔上比较有优势。因此，近年来CFRP 零件在风扇等冷端零部件上的应用与其加工制造工艺的逐渐稳定成熟有直接的关系。不过对于金属基/ 陶瓷基复合材料（MMC/CMC）而言，其工程性能更高，但是，制成工艺也更难。MMC/CMC 零件制成工艺的稳定性还有待进一步提高，以SiC复合材料为例，尽管已经开展了多年的密集试验研究及验证测试，如何克服硬脆特性，实现高表面完整性和精度的加工，还是摆在其加工机理研究中的一个核心问题。钛合金压气部件的加工制造技术 钛合金的精密高效加工技术
钛合金材料在航空发动机中有极其广泛的应用，特别是用以生产压气机等冷端零部件或结构件。其中，中等强度高损伤容限型钛合金Ti-6Al-4V 因在耐热、强韧、耐腐蚀、抗疲劳及可加工性方面具有较好的综合性能而占据主体地位。Ti-6Al-4V 材料零件加工制造技术在欧美发达国家、俄罗斯及我国都经过了几十年的研究及广泛应用，当前技术研究重点集中于如何高效率地实现高精度、高表面完整性和高性价比的钛合金零件加工，如图5 所示。新一代的刀具，如超细晶粒硬质合金刀具、无粘结剂微晶粒立方氮化硼（CBN）刀具等的技术验证研究都表明：通过合理采用切削参数，如微晶粒CBN刀具加工试验中选择切削速度约为400m/min，进给速度约为0.01mm/r，能够将钛合金的切削效率显著提高，并实现更高的刀具寿命[3]。当然，对于钛合金高速切削加工技术仍有待深入探索，例如，表面氧化、烧伤及不合理的残余应力等影响表面完整性的情况对切削工艺条件，包括主要加工参数、切削液等，都非常敏感。能否发展少或者无冷却液的加工技术，如何实现高速切削又少磨损等成为研究的重点。无余量精密锻造压气叶片的加工制造技术
无余量精密锻造转子叶片技术也是航空发动机钛合金零件制造及应用的重要发展趋势之一。通过无余量精密锻造工艺直接形成叶片的复杂曲面，能大幅度改善叶身在高温、高压及高速旋转条件下的抗疲劳性能和有效工作寿命，如图6 所示。当然，钛合金转子叶片的无余量精密锻造工艺要远比普通的模锻技术复杂，成本也要高出数倍以上。同时，此类叶片的榫头部分的精密加工是一项技术难题。由于叶身所具有的自由曲面及薄壁特性，以无余量成形的薄壁曲面叶身为零件的定位夹紧、加工测量基准时，容易出现过大的偏差及变形，精度不易保证。传统上用于无余量精密成形叶片加工的方法是使用低熔点合金浇注方式形成过渡基准，把叶身曲面点定位转换成规则的面定位，再进行加工。但这种工艺存在非常明显的缺陷，包括基准转换与定位误差扩大、加工过程中零件表面污染、工艺链长效率低等。西方先进的发动机制造企业已经基本淘汰此类技术，转而应用基于多点定位支撑方式、“安装/ 检测/ 优化”集成控制的自适应保形精密加工技术，通过工装与机床刀具之间实现自适应数控联动，以最大限度地保障加工精度和表面质量。3 钛合金整体叶盘的加工制造技术 钛合金整体叶盘制造技术也是一个极其重要的技术领域，如图7 所示。整体叶盘在小尺度紧凑结构的发动机上有重要应用。例如，小涵道比的EJ 200 发动机上就采用了6 个整体叶盘，包括一个带有大扭转率的宽弦叶形风扇叶盘。常用加工方法包括对整体盘坯进行铣削加工、电化学加工（ECM）方法加工等，水射流（WJC）加工方法在叶盘去余量粗加工中也有应用（余量可以高达几十mm，甚至加工出某些三维轮廓）。对于有更高性能表现的双性叶盘而言，通过线性摩擦焊（LFW）将叶盘与精密锻造的叶片进行连接，从而形成整体结构，也是一项有重大意义的工艺。表面强化工艺能极大地增强零件抗疲劳、微动磨损及应力腐蚀的能力，罗尔斯·罗伊斯公司发展的激光冲击喷丸（LSP）强化技术，通过钕玻璃激光器产生1000MW 峰值功率及百万磅/平方英尺的压力波，能在钛合金叶片表面形成1.0 mm 深的压应力层，大幅度提升叶片的工作性能。热端部件的新材料应用及加工制造技术 新型伽马钛合金零部件
新型伽马钛合金（γ-TiAl）如图8 的二元相图所示，是一种极其复杂的金属间化合物，在耐高温、结构强度、抗腐蚀性以及阻燃（抗钛火）性能上有很好的表现，高温工作性能与Inconel718 镍基合金接近，但密度只有其一半。因此，γ-TiAl合金零部件近年来已经成为航空发动机研制中的热点之一[4]，逐步在热端零部件上得到应用，例如GE 公司在GEnx-1B 发动机上已经采用γ-TiAl合金（Ti-48-2-2）制造低压涡轮的最后两级叶片[5-6]，如图9 所示。不过，γ-TiAl合金的金属延展性、损伤容限都比较低，脆性也大，传热性能低也比较黏，可成型性（如铸造等）及可加工性都较差。相比之下，用它来替换的常用镍基高温合金，如Inconel718，则在延性和塑性变形方面工艺性更好，加工工艺也更成熟。因此，γ-TiAl属于典型的难加工材料。罗尔斯·罗伊斯公司对γ-TiAl合金零件的可加工性、多种加工方法开展了多年的加工制造验证性研究也表明，在铣削、车削、磨削、钻孔、EDM 以及抛光过程中，加工表面的完整性一直是关键难点之一，加工工艺参数选择不当会导致零件表面缺陷较多，在较薄结构上出现崩碎、尖锐边以及裂纹等问题，刀具的磨损问题也更突出。近几年，美国矿物、金属和材料学会（TMS）也召开数次γ-TiAl合金技术的国际学术会议，以期望从材料属性、工艺参数及加工方法等变化出发，探索与表面完整性破坏（如表面划伤、表面烧伤、微裂纹、切屑瘤、残余应力等表面缺陷）之间的内在作用与联系，并进而寻求在γ-TiAl的机械加工过程中提高疲劳性能和抗应力腐蚀性能的方法。2 新型高温合金零部件
近年推出的ATI718Plus 超级合金也在高温零部件制造上有很大的应用前景。ATI 718Plus 作为一种低成本合金材料，工作温度较传统的Inconel718 合金提升了55℃，强度、可制造性等与传统Inconel718 相似。718Plus 合金制造的热端零件能够比Waspaloy及其他类似高温合金承受更高的强度，可成形性及可加工性、耐磨损性等也相对好些。因此，罗尔斯· 罗伊斯公司已经开始在发动机上运用基于这种更佳性价比材料的转子及静子部件、紧固件等进行技术验证。在关键的单晶超级合金高压涡轮叶片制造上，国外第二代（如Rene N5、CMSX-
4、PWA1484）、第三代（如Rene N6、CMSX-10）的单晶超级合金经过多年发展，零部件精密铸造、涂层技术、加工工艺等已经比较稳定，如Meyer Tool 公司制造的涡轮导向叶片，能够达到± 0.01mm 的加工误差和R a 0.2 的粗糙度。这在各类主力发动机上都得到了广泛应用。GE90 发动机上采用的导向叶片是用Rene N5 制造的，在约1500 ℃的涡轮进气温度（TET）通过了18000 个循环的耐久测试（近似于6~7 年的商业化飞行服务）。各类高性能超级合金材料在GE 发动机热端部件上的综合运用，也将排气温度（EGT）提高了约20 ℃。能在长时间高温度下工作，强度及微观结构的稳定性都比较好的单晶高温合金ReneN6、MX4[7-8]都在进行深度工程验证后也陆续投入到了发动机型号应用上。由于单晶合金制成的高压涡轮叶片要长时间暴露于1300℃以上的高温气流之中，因此，不仅需要复杂的内部冷却气流通道，还要在表面使用特制的低热导率热障涂层(TBCs)。然而，沉积了TBC 涂层之后继续精密加工气膜孔的工作变成了一项极其困难的任务——既要在极难加工、高硬度、低热导性TBC 和单晶超级合金基体上制孔，又要保持小孔的表面完整性防止裂纹。GE/Synova公司合作发展了能够精密地穿透TBC 材料，加工出高质量气膜孔的Laser MicroJet微孔加工技术[9]。陶瓷基高温复合材料零部件
陶瓷基高温复合材料（CMC）的强度、刚度、高温性能等都非常好，材料密度又较低，在发动机热端零部件上具有极大的研究和应用前景。NASA、GE 及PW 公司都注意到了熔渗法制备的碳化硅连续纤维增强陶瓷基复合材料（Melt Infiltrated SiC/SiC CFCC）制成的零部件具有较好的热导率、抗热冲击、抗蠕变性等，在高温环境下对冷却空气的需求（比高温合金材料）更小，未来有极高应用潜力[10]。不过由于在1200℃的高温空气（含水蒸气等）下，SiC陶瓷材料存在氧化反应，因此，他们发展了一种环境阻障涂层(EBC)[11]（图10），以等离子喷涂技术在火焰筒内层制成了包括125μm 厚的Si 粘结层、125μm 富铝红柱石（Mullite）中间层和125μm 厚的BSAS 表面层。GE公司在GEnx发动机的验证试验中测试了包括内外火焰筒、第一级高压涡轮罩壳、第一级导向叶片、第二级导向叶片等零件，这些碳化硅连续纤维增强陶瓷基复合材料零件在高温实验中展现了极高的抗氧化性（如图11），预示了将来的巨大应用前景。GE、罗尔斯·罗伊斯公司联合开展的F136 发动机项目上进行的技术试验也表明，SiC颗粒增强复合材料制作的低压涡轮叶片比以前的镍基合金叶片大幅减重，同时耐高温性好减少了对冷却气体的使用，有望显著改善发动机的推力和使用效率。高温合金材料的蜂窝结构的使用也有望进一步提高涡轮的结构工艺性、降低重量并提高冷却效率。GE 公司在涡轮导向叶环上安装了高温合金蜂窝结构，在GE、Campbell 合作开展的研究中，能够用VIT-CBN 砂轮和特制的高压冷却液加工蜂窝结构材料，达到极高的品质和公差水平，没有毛刺和碎屑连接在零件上，从而极大减少了后续工序，提高生产效率。
结束语
在航空发动机中广泛使用更高的比强度、高温性能、性价比等机械物理性能的CFRP/CMC/MMC 复合材料、γ-TiAl金属间化合物及新一代超级合金等材料制成关键零部件，是航空发动研制与性能提升的重要发展趋势。但是，只有经过深入地制造工艺探索并在极其严格的技术验证过程中证明了零部件结构及其工艺方法的可靠性及成本有效性之后，先进性能的材料及其零部件的制造工艺才能真正成为航空发动机先进制造技术发展的助推器。当前，我国航空发动机先进制造技术既面临着宝贵的发展契机，又承受着巨大的发展挑战。深入探索新型高性能材料的基本性质、理清零部件制造的工艺特点，从理论本质和工程技术两个层面掌握零部件先进加工制造技术的内涵，是推动我国航空发动机先进制造
发动机制造 篇6
摘 要：计算机信息技术带动发动机制造业的发展，数控技术成为提高发动机运行效率的关键。数控技术是运用计算机操控制造流程的自动化技术，不仅可以提高产品质量，而且还提高了工作效率。本论文从研究数控机床的特点出发，针对发动机制造中高效数控机床的应用进行分析。
关键词：发动机；数控机床；制造；应用
科技的发展促进产品市场的竞争，推动制造业产品的科技含量越来越高，品质也逐渐提高，品种更为多样。面对制造业产品研制周期缩短，如果依然采用传统的加工制造方法，很难使得产品在市场竞争中占有竞争优势。特别是目前各种机械部件形状复杂多样，且对加工制造具有高质量的要求，即需要將计算机自动化技术引入到加工制造业当中，采用基于计算机技术而建立起来的数控技术，将所有可应用的技术都采用计算机一体化操纵方式，使得制造业发生了极大的变化。
1 数控机床的工作原理
数控机床，简称“数字控制机床”（Computer Numerical Control Machine Tools）是在机床上安装自动控制系统，可以对所制造产品的各个环节都按照一定的计算机逻辑程序进行。具体而言，就是控制系统在执行各种命令的时候，是要对控制编码以及相关符号进行逻辑性处理。所有的译码都使用数字表示。这些数据信息被输入到数控装置中，经过运算处理后得出操作结果。数控装置可以根据所获得的控制信号对机床上的操作进行控制，包括图纸设计的产品只存和形状等等，都可以在数控机床上进行加工、生产。
2 数控机床的加工特点
在数控机床上对各种零部件进行加工的过程中，要严格执行所规定的加工动作，加工的过程中就要采用自动化操作方式，根据计算机程序所确定的参数来执行操作动作。相比较于普通的机床，数控机床采用自动化技术所具备的特点表现为以下几个方面：
2.1 数控机床的环境适应性比较强
数控机床加工的过程中，主要编制计算机程序，将加工程序输入到系统中，就可以进行数控机床的自动化操作了。如果加工尺寸有所改变，只需要修改程序或者操作参数即可。目前的加工制造业以批量生产为主，采用数控机床可以对加工产品的改型提供了便利，使得工作效率大大提升。
2.2 数控机床具有较高的产品加工精度
数控机床运行的过程中，当数控装置输出一个脉冲，数字伺服系统就会产生精度为0.1μm至1.0μm的位移量。机床传动丝杠实现了间歇补偿，闭环系统则可以对数控机床运行所产生的螺距以及传动误差进行控制，加之数控机床具有良好的热稳定性和刚性，使得数控机床的加工具有较高的精度。数控机床所采用的是计算机程序进行控制操作。这种自动化的加工方式可以避免人为操作所造成的加工误差，确保所加工的产品特征一致、质量稳定。一些难度相对较高的零件，采用数控机床进行加工更能够使其规格符合设计要求。
3 数控机床的系统构成
3.1 数控机床的机床本体
数控机床的机床本体是部件加工的基础环节，在数控机床上所加工的部件也是基本部件。数控机床的机床本体同时还发挥着监测的作用，对传动部件的精度具有一定的影响。
3.2 数控机床的数控装置
数控机床的控制系统通常会选择CNC数据系统。该系统的组成包括中央处理存储器、数据输入接口和数据输出接口。中央处理器是系统的核心部分，包括数据存储器、数据控制器、数据运算器和总线。中央处理器的数控装置所具备的控制功能通过数据控制加工程序得以实现，所有的控制功能都是在内部存储器中提取程序来实现，所发挥的功能包括数据的输入和存储、数控加工、插补运算等等。所有的数据信息传输都是通过设备接口完成。如果控制对象有所变化，或者需要对一些功能进行调整，只需要调整设备的接口就可以获得应用效果。
3.3 数控机床的伺服系统
伺服系统是数控机床对系统进行在线检测的时候进行伺服控制。数控机床的伺服系统所发挥的主要控制功能包括进给位置的控制，即对部件所移动的位置进行控制；主轴转速的控制，即对机床移动部件的速度进行检测。
4 发动机制造中数控机床的应用
数控机床具有加工高效率、高精度的特点，且数控机床运行的过程中具有较高的稳定性，可以在发动机制造中广泛应用。由于发动机对加工精度要求比较高，因此在生产线中引入了数控机床，使得发动机的零部件的生产成本有所降低，产品质量得以提高。
数控机床需要具有较高的加工效率，而且要求精度也很高，对设备的稳定性也具有较高的要求。在发动机制造中应用数控机床，可以使得所加工的产品具有更为符合设计要求。为了使得发动机的柔性程度良好，在对缸体加工、缸盖加工的过程中，应用数控机床的切削工艺，就可以使得加工产品的精度有所提高。由于缸体和缸盖的零件形状较为复杂，在加工之后需要使用数控单砂轮磨削，不仅使得零件形状符合设计要求，而且可以使刀具的成本有所降低[4]。此外，缸盖多会选择铝合金材料，其具有良好的加工性能，应用数控机床高速切削，可以确保产品精度的同时，还提高了零件生产效率。
5 结语
综上所述，在发动机制造中，数控技术得以应用，主要在于发动机的零部件要求精度高。随着发动机制造业的发展，行业竞争加剧，就需要提高发动机产品的质量和工作效率，采用数控技术，实现发动机零部件的智能化加工，使得发动机零部件在低成本的情况下批量生产，以更好地满足发动机制造需求。
参考文献：
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[3]谭健祥，姚广袖，连修玉.高效数控机床在发动机制造中的应用[J].装备制造技术，2014（01）：90-92.
发动机制造 篇7
现代战争是高科技、信息化战争,要求装备研制周期不断缩短,装备性能不断提高,要求制造企业能够对市场需求作出快速的响应,这对装备研制生产企业提出了更高的要求。各企业把数字化设计与制造技术应用及数字化管理水平提高作为实现上述目标的重要手段。
制造执行系统(manufacturing execution system,MES)是近年来发展起来的面向制造车间的生产管理技术与实时信息系统。将企业上层的生产计划与车间层的工业控制系统联系起来,并将所有实时信息集中起来进行统一决策。它针对位于企业计划层和工业控制层之间的执行层,研究如何将制造系统的计划进度、产品过程控制、物料管理、质量监控、设备管理等综合考虑,以提高产品制造车间自动化管理水平。
1 发动机产品制造车间管理需求
以某企业发动机缸盖生产车间为背景,车间共有数控加工设备10台,目前缸盖产品类型有8种,产品工艺复杂,质量精度高。管理现状为:
1)生产作业计划制定主要依靠调度员经验,制定作业计划需要及时掌握已有资源信息及资源准备情况,这些信息采用人工查阅,作业计划执行情况需要人工统计,工作量大且效率不高。
2)由于生产计划由人工经验制定,导致设备利用率低,不能发挥设备的最佳效能。
3)生产过程信息量大,且主要采用人工处理,影响并制约生产效率提高。
目前的管理现状成为制约企业生产能力提高的突出问题,迫切需要采用新的高效的管理模式,应用数字化的管理工具,提高制造车间生产能力及管理效率。
2 发动机产品制造车间制造执行系统模型
分析发动机缸盖生产车间的各生产业务管理流程及生产车间的管理需求,采集流程中传递与处理的信息,分析各业务与信息模型间的相关关系,在网络协同制造环境支持下,设计适合该车间生产管理的连接车间计划层及生产层的车间制造执行系统。该软件系统采用先进的生产管理技术手段,系统应用提高了车间生产管理的效率,提高了制造车间的生产能
2.1 车间制造执行系统功能模型
系统由4个核心功能模块和31个主要程序模块组成。系统功能图如图1所示,核心功能模块包括计划管理、工艺管理、资源管理、质量管理。基于Web的数字化生产车间制造执行系统软件能够实现车间作业计划的最优排序,计划调度管理,生产进度实时统计、工艺信息的浏览,NC程序的上传与下载,制造资源管理、质量管理等功能。该系统采用B/S模式开发,以Java为开发语言、Oracle9i为数据库平台。该系统实现了与工艺信息及设备层制造信息的集成,在制造车间内实现了产品制造过程的信息闭环式控制与管理。各模块功能描述如下:
计划管理:它是车间制造执行系统的核心,通过输入排序基础信息包括:工艺路线;工作日;设备日加工能力及班次;排产任务。采用基于优先规则的启发式优化算法,以交货期最短、设备利用率最高、生产成本最低为优化目标实现工序作业任务的优化排序,将工序任务下达到各设备的上位机中,接受生产过程的实绩信息,对各个设备的工序完工情况动态统计与直观显示。有机协调整个生产系统,并向决策层反馈计划执行情况。
工艺管理:对车间生产工艺进行存储及浏览,可提供各类人员浏览;对NC程序按照设备型号及所属工序属性识别并进行集中统一管理,可实现程序的上传及下载。编制各设备各工序刀具清单,下达刀具管理人员完成刀具配置任务。
资源管理:实现设备台帐及故障信息的管理,刀具、工装及协作件的台帐管理、出入库信息管理,对各资源状态信息进行查询。刀具配置管理主要实现接收刀具清单,对刀后,将刀具及刀具参数信息传递设备工作站,用于编程及程序调试。
质量管理:实现产品质量检验数据存储与分析、产品检验报告的录入、不合格品管理、废品台帐管理及统计。形成质量报表。将数据库中CMM产生的关键工序检验数据存入系统数据库中,对重点关键质量特征实现统计分析。提供产品检验报告模板,录入相应数据,形成产品最终检验报告。建立废品台帐一定时间内,对废品数量、废品工序分布进行统计;实现量具出入库台帐的查询与管理、对量具收发信息进行管理,对量具检定信息进行管理。
2.2 车间制造执行系统数据模型
分析车间计划、质量检验、工艺文件、设备台帐、工装、刀具台帐等生产管理基本信息表,设计系统数据库。首先需要分析程序模块与数据表的存取关系,形成C-U关系矩阵,矩阵直观地表明程序模块与数据表之间的存取关系,C表示程序模块数据库,U表示程序模块使用数据库,A表示程序模块创建并使用数据库。生产车间系统C-U矩阵如图2所示。
2.3 车间制造执行系统网络模型
制造执行系统功能建立在生产车间局域网环境中,网络连接如图3所示,根据MES功能设置,在车间管理室、工艺室、刀具室、检验室、计划室、调度室、材料室设置计算机终端,执行生产管理各项业务功能。信息输入、查询、统计及生产报表输出。在每台数控设备附近设置一台上位机,数控设备通过上位机连入车间局域网,并实现数据通讯包括工序任务完工报告、设备故障报告、NC程序上传下载。
网络采用两级以太网交换机结构组建,主干为千兆。系统中各计算机终端通过交换机连入车间局域网中,网中各终端通过TCP/IP网络协议进行数据通讯,每台数控设备通过标准的RS-232串口或机床自带的以太网口与其上位机相连,该方法结合了TCP/IP网络的快速性及RS232串口数据传输的可靠性的优点,组成了车间级系统集成网络的混合式结构。系统集成结构图如图4所示。
3 结束语
本文针对发动机缸盖制造过程,设计了基于WEB的B/S结构的的车间制造执行系统,实现车间计划的优化排产与调度、生产全过程的数据信息集成与监控,提高设备利用率。以制造执行系统为数字化管理工具,使生产过程数据处理高效准确,提高车间生产管理效率。
参考文献
[1]王京辉.制造执行系统在航天产品制造车间的应用模型研究[J].航天制造技术,2005,(2):52-54.
[2]杨光,刘利剑,等.面向机械车间的制造执行系统[J].制造业信息化,2007,(4):103-105.
发动机制造 篇8
为贯彻落实《循环经济促进法》和国家“十二五”规划《纲要》精神, 按照《循环经济发展战略及近期行动计划》 (国发[2013]5号) 的要求, 支持再制造产品的推广使用, 促进再制造旧件回收, 扩大再制造产品市场份额, 国家发展改革委、财政部、工业和信息化部、商务部、质检总局组织开展再制造产品“以旧换再”试点工作, 并委托中国国际工程咨询公司对2014~2015年度再制造产品推广试点企业资格项目 (再制造汽车发动机、变速箱) 进行公开征集。
中国国际工程咨询公司根据《再制造产品“以旧换再”推广试点企业评审、管理、核查工作办法》, 组织专家对10家申报企业进行了评审, 初步确定10家申报企业具备再制造产品推广试点企业资格及推广产品的型号、数量等。根据征集公告要求, 推广产品质量应当达到原型新品标准, 具备由依法获得资质认定 (CMA) 的第三方检测机构出具的性能检测合格报告 (或列入国家试点验收公告目录) , 产品合格证书中的质保期承诺不低于原型新品;推广置换价格为产品扣除旧件残值后的价格, 不得超过原型新品的60%, 是企业的最高销售限价。以上相关内容及材料, 均由相关企业提供了证明文件和材料。
附:拟确定的再制造产品 (再制造汽车发动机、变速箱) 推广试点企业
发动机制造 篇9
关键词：发动机,曲轴连杆,工作性能,检测
当前我国轻型发动机产业已经发展到一个新的关键时期, 如何进一步实现产品创新升级持续发展, 我国轻型发动机产业由轻型发动机制造大国迈向制造强国, 将我国轻型发动机产业实体做大做强提升上一个新台阶?我们认为应当充分重视对轻型发动机、以及轻型零配件的开发研究。曲轴连杆机构是发动机的关键组成部分, 对发动机的工作性能和寿命都具有十分重要的影响。
一、曲轴连杆机构的组成及工作与受力
1. 曲轴连杆机构的组成
从总体上讲, 它由连杆总成和曲轴总成组成。连杆总成由连杆小头轴承, 或小头衬套、连杆和连杆轴承组成。如果是分体式连杆, 还有连杆大头盖、连杆螺栓等。
2. 曲轴连杆机构的工作与受力
由于曲轴连杆机构是在高压下作变速运动, 因此它在工作中的受力情况复杂;分析曲轴连杆机构在工作中的受力其中既有气体作用的主动力又有由变速变向运动所引起的往复惯性力、离心力、摩擦力。
由于发动机工作时产生的气体作用力、侧向力、惯性力、离心力、摩擦诸作用力。各种力作用在曲轴连杆机构的各相关零件上, 使其受到压缩、拉伸、弯曲、扭转等不同形式的载荷。为了保证工作可靠, 减少磨损, 减小对发动机的工作性能和使用寿命的影响, 因此, 我们在结构制造技术上必须注意采取相应的措施。
二、曲轴连杆机构制造应达到的技术要求
由于曲轴连杆机构是在高压下作变速运动, 因此它在工作中的受力情况较为复杂, 为了提高发动机的工作性能和寿命, 要求工作中在承受力和传递力的过过程中不允许有变形并具有较高的强度、刚度和工作可靠性。因此, 对曲轴连杆机构的制造加工和装配质量尺寸精度和位置精度提出了较高的技术要求:
曲轴连杆机构必须要有极好的刚性;连杆小头孔中心线、大头孔中心线、曲轴销中心线和曲轴中心线必须在同一平面内相互平行, 不得在空间有相互交叉扭曲;小头孔与大头孔中心线、曲轴销与曲轴中心线必须与气缸中心线垂直;曲轴的旋转质量必须符合平衡计算与设计的要求。并且应做必要的动平衡试验;左、右曲轴主轴颈的同轴度不得大于0.02～0.05mm;连杆大头与轴承的径向间隙一般在0.0lmm以内, 极限值不大于0.05mm;连杆大头装配后在曲拐内的轴向间隙一般为0.10～0.35mm, 具体数值应以设计精度要求为准;曲轴总成装入曲轴箱后的轴向间隙, 一般不大于0.40mm, 过大则会产生异响。在一些要求较高的发动机采用了轴向止推弹簧来消除这一间隙的影响。
三、曲轴连杆制造材料的选择
曲轴连杆的制造材料对发动机的工作性能有很大的影响。例如由于制造热或者处理工艺的问题造成连杆的刚性不足, 在工作中产生弹性变形, 致使发动机敲缸、单边磨损, 可靠性、寿命异常降低。其发动机的磨损、变形, 振动和噪音有很大部分是由曲轴连杆造成的。因此曲轴连杆制造材料及工艺的选择必须满足以下要求:
有较高的刚性及疲劳强度;有较高的轴颈表面硬度以及较好的循环韧性 (内摩擦所消耗的功) 和淬透性;有较好的制造工艺性。
四、提高曲轴的检测及装配质量
在制造加工发动机曲轴时, 为了保证其曲轴的装配质量和发动机的整机工作性能, 必须严格控制曲轴的制造质量和装配精度。例如如果曲轴装配时出现如下图1所示:a为左、右曲轴两主轴颈不同轴度误差;b为左、右曲轴两主轴颈不平行度误差;而这类形位误差会严重影响发动机的整机工作性能, 而且如果装配后再用机械校正的方法也很难得到满意的工作性效果。因为校正的方法会造成应力, 装配后仍然还是会带来工作变形, 并影响到发动机的整机工作的质量和性能。因此必须从根本上严格控制曲轴的制造过程和检测、装配质量。
为提高轻型发动机发动机曲轴制造加工中曲轴的检测及装配质量, 应研究和改进提高曲轴的检测及装配技术方法。严格控制曲轴的几个关键制造尺寸, 为了减小应力应尽量避免装配后采用校正的方法。为保证曲柄销和主轴颈的平行度及两主轴颈的同轴度, 曲轴左、右半部应严格按曲柄臂半径R分组, 然后分别将不同组别进行装配。并且严格控制曲轴连杆机构的质量和动、静平衡, 以保证平衡曲轴连杆机构的旋转惯性力等。采用高精度先进的气电组合测量仪对曲轴进行检测;由于其检验方法选择采用气动式测量仪, 其气动测量头在被检测孔中为非接触式检测, 无磨损, 而且由于运用双管式气动测量头的原理, 可以排除零件形状误差对检测时的影响, 由此可获得正确且较高的测量精度和装配质量。
五、曲轴连杆机构的运动平衡
据了解目前我国在曲轴连杆机构实际加工制造过程中, 很多配套生产厂家在装配前未进行专门必要的动平衡检测和调整, 有的甚至连静平衡检测和调整也未进行;而总装厂则又很少有严格的检查和控制, 因而严重影响了发动机的工作性能, 造成发动机的振动和噪音、加剧了气缸的磨损, 影响到发动机的寿命和可靠性。这是十分值得引起我们注意的问题。
六、结语
本文对曲轴连杆机构的本身组成及工作与受力的情况加一说明, 对在实际应用中一些实际问题探讨, 真正认识到曲轴连杆机构对发动机的工作性能和寿命具有十分重要的作用。在发动机使用和工作过程中, 其发动机的磨损、变形, 振动和噪音有很大部分是由曲轴连杆造成的。因此, 研究轻型发动机曲轴连杆的制造技术, 对提高发动机的工作性能具有重要的实际意义。
参考文献
[1]《内燃机学》, 机械工业出版社, 1999年, 周龙保.
发动机制造 篇10
近年来我国轻型发动机、摩托车用发动机、小型动力机、小型动力发电机制造工业高歌猛进取得了前所未有的发展;我国轻型发动机年生产能力已达2000~3000万台以上, 奠定了生产能力崛然雄居世界第一的大国地位。其轻型发动机产品种类比较齐全, 生产能力不断扩张增长, 产品的性能、质量水平也日益提高;从而奠定了实力雄厚的我国轻型发动机制造工业体系。当前我国轻型发动机产业已经发展到一个新的关键时期, 如何进一步实现产品创新升级持续发展我国轻型发动机产业、由轻型发动机制造大国迈向制造强国?将我国轻型发动机产业实体做大做强提升上一个新台阶;我们认为应当充分重视对轻型发动机、以及轻型零配件的开发研究;曲轴连杆机构是发动机的关键组成部分, 对发动机的工作性能和寿命都具有十分重要的影响。
1 曲轴连杆机构的组成及工作与受力
曲轴连杆机构的功用是把由燃气膨胀作功作用在活塞上的力转变为曲轴的转矩, 以为发动机对外提供动力输出机械能。在发动机工作时, 气缸内最高温度可达到2500K以上, 最高压力可达到90bar。而在现代轻型发动机发动机最高转速可达15000r/mim, 则活塞每秒钟将完成500个行程, 可见其线速度很高。因此曲轴连杆机构的工作特点是在高温、高压和交变力冲击的条件下运转工作。其工作条件恶劣且受力复杂。
1.1 曲轴连杆机构的组成
从总体上讲, 它由连杆总成和曲轴总成组成。连杆总成由连杆小头轴承, 或小头衬套、连杆和连杆轴承组成。如果是分体式连杆, 还有连杆大头盖、连杆螺栓等。轻型发动机曲轴连杆机构主要组成零件如图示:
1.2 曲轴连杆机构的工作与受力
由于曲轴连杆机构是在高压下作变速运动, 因此它在工作中的受力情况复杂;分析曲轴连杆机构在工作中的受力其中既有气体作用的主动力又有由变速变向运动所引起的往复惯性力、离心力、摩擦力。
由于发动机工作时产生的气体作用力、侧向力、惯性力、离心力、摩擦诸作用力。各种力作用在曲轴连杆机构的各相关零件上, 使其受到压缩、拉伸、弯曲、扭转等不同形式的载荷。为了保证工作可靠, 减少磨损, 减小对发动机的工作性能和使用寿命的影响, 因此, 我们在结构制造技术上必须注意采取相应的措施。
2 曲轴连杆机构制造应达到的技术要求
由于曲轴连杆机构是在高压下作变速运动, 因此它在工作中的受力情况较为复杂, 为了提高发动机的工作性能和寿命, 要求工作中在承受力和传递力的过过程中不允许有变形并具有较高的强度、刚度和工作可靠性, 因此, 对曲轴连杆机构的制造加工和装配质量尺寸精度和位置精度提出了较高的技术要求:
(1) 曲轴连杆机构必须要有极好的刚性;
(2) 连杆小头孔中心线、大头孔中心线、曲轴销中心线和曲轴中心线必须在同一平面内相互平行, 不得在空间有相互交叉扭曲;
(3) 小头孔与大头孔中心线、曲轴销与曲轴中心线必须与气缸中心线垂直;
(4) 曲轴的旋转质量必须符合平衡计算与设计的要求。并且应做必要的动平衡试验;
(5) 左、右曲轴主轴颈的同轴度不得大于0.02~0.05mm;
(6) 连杆大头与轴承的径向间隙一般在0.01mm以内;极限值不大于0.05mm;
(7) 连杆大头装配后在曲拐内的轴向间隙一般为0.10~0.35mm;具体数值应以设计精度要求为准;
(8) 曲轴总成装入曲轴箱后的轴向间隙, 一般不大于0.40mm, 过大则会产生异响。在一些要求较高的发动机采用了轴向止推弹簧来消除这一间隙的影响。
3 曲轴连杆制造材料的选择
曲轴连杆的制造材料对发动机的工作性能有很大的影响。例如由于制造热或者处理工艺的问题造成连杆的刚性不足, 在工作中产生弹性变形, 致使发动机敲缸、单边磨损, 可靠性、寿命异常降低;其发动机的磨损、变形, 振动和噪音有很大部分是由曲轴连杆造成的。因此曲轴连杆制造材料及工艺的选择必须满足以下要求:
1) 有较高的刚性及疲劳强度;
2) 有较高的轴颈表面硬度以及较好的循环韧性 (内摩擦所消耗的功) 和淬透性;
3) 有较好的制造工艺性。
轻型发动机发动机大都采用锻造曲轴连杆, 其常用的材料为优质碳素钢及合金钢。常用的优质碳钢为:45、50号碳钢 (GB699-65) , 合金钢为35Mn2, 45Mn2, 35CrMOA, 40CrNi, 40Cr, 18 Cr2Ni4WA等。而新发展起来的鎂铝合金、高强度碳素纤维材料则有较好的研究发展应用前景。
对于锻造曲轴连杆, 特别是高强度合金钢曲轴连杆, 其制造技术对合金钢曲轴连杆的机械性能影响较大, 应当引起我们重视:
(1) 应当用模锻法制造毛坯。以保证金属纤维方向和曲轴连杆工作时的最大主应力方向相一致, 即纤维应顺着曲柄和轴颈的轮廓分布。如纤维组织不能正确分布, 则容易导致曲轴连杆强度大大的降低。
(2) 正确地选择热处理工艺。对于钢材, 凡能提高抗拉极限σb的措施和因素, 也能提高疲劳极限, 材料的组织愈均匀, 晶粒愈细, 抗疲劳强度愈高, 但同时对疲劳缺口的应力集中也愈敏感。对于曲轴连杆这种受交变冲击的零件, 虽然用中、低温回火, 有利于改进材料的机械性能, 但为了降低对应力集中的敏感性, 常选用高温回火。
(3) 由于高强度合金钢对于表面应力集中的敏感性较高, 所以要求曲轴连杆在整体加工后再抛光, 并且不许表面碰伤, 因为表面碰伤痕往往成为极危险的尖锐缺口。为了进一步提高材料的抗疲劳强度, 还可以采用表面强化法, 其实质是预先给零件表面加以压缩应力, 以达到提高抗疲劳强度的目的。
(4) 高强度合金钢曲轴连杆在机械加工或表面强化处理过程中, 都要尽可能地减少变形。因变形过大在校正时往往容易削弱材料的疲劳强度。
4 提高曲轴的检测及装配质量
在制造加工发动机曲轴时, 为了保证其曲轴的装配质量和发动机的整机工作性能, 必须严格控制曲轴的制造质量和装配精度。例如如果曲轴装配时出现如图2所示:a为左、右曲轴两主轴颈不同轴度误差;b为左、右曲轴两主轴颈不平行度误差;而这类形位误差会严重影响发动机的整机工作性能, 而且如果装配后再用机械校正的方法也很难得到满意的工作性效果。因为校正的方法会造成应力, 装配后仍然还是会带来工作变形, 并影响到发动机的整机工作的质量和性能。因此必须从根本上严格控制曲轴的制造过程和检测、装配质量。
4.1 提高曲轴的检测及装配质量的问题
那么如何从根本上严格控制提高曲轴的检测及装配质量?为了研究提高曲轴的检测及装配质量的问题, 下面举一实例加以具体分析讨论研究:
现以某轻型发动机发动机曲轴制造图为例 (见图3) :其在零件设计图上对零件的位置精度提出了较高的要求, 其中对于曲轴轴销孔Φ16-0-0..108以曲轴轴径Φ20+0.09为基准, 规定平行度误差在100mm长度上不平行度不得大于0.02mm;这是一个比较关键的尺寸精度。
目前, 在实际生产中为控制其平行度误差, 一般采用的常规检验方法是将曲轴零件的两个顶尖孔连心线作测量基准, 用两个顶尖将工件两端顶紧定位, 然后在销孔Φ16-0-0..108内插入检验棒, 通过在标棒上打千分表的方法来检测其平行度位置误差, 见图4:
为了消除孔径本身制造公差 (孔径大小) 的影响, 故将标棒的尺寸在Φ16-0.1到Φ16-0.08之间分作10组, 检验时由小到大逐一插入。采用这种检测方法带来以下问题:
1) 验效率低, 不适宜于批量生产;
2) 测量不精确, 容易引起生产与检验部门之间的争议。例如, 工件孔径Φ16-0-0..108实际尺寸按随机分布, 现将标棒分10组尺寸段逼近, 其误差难于避免;其二, 当孔径有形状误差如锥度误差时, 通过标棒打千分表, 检验认为零件平行度不合格, 而实际上是合格品并符合产品设计图要求;未能真正体现产品的设计思想和工艺要求。
4.2 检测基准和方法的选择
为提高检测质量, 可以选用四种测量基准方案来实现:
1) 选择以零件的外圆柱面Φ20+0.009为检测基准;
2) 选择以外圆锥轴ф15mm锥度1:5 (±2′30″) 作为检测基准;
3) 选择以两顶尖孔GB145-59中心连线为检测基准;
4) 选择以曲轴盘ф70mm下端面B面作为检测基准。
4.3 提高加工及检测精度的分析
分析发动机曲轴的产品部件装配图及整机装配图, 曲轴装配后, 将以其曲径Φ20+0.009装入发动机体轴承孔中, 在活塞的作用下作高速旋转运动;若组装后连杆曲轴销与轴承孔轴心线不平行 (即曲轴轴销孔Φ16-0-0..108与轴径Φ20+0.009轴线不平行) , 将直接影响发动机的工作性能, 引起发动机活塞拉伤、噪声、振动和影响工作效率。因此, 在加工、装配及检测中, 必须严格控制并保证曲轴轴销孔Φ16-0-0..108与Φ20+0.009轴径两者间的平行度要求。
根据实际的生产工艺条件和状况, 合理的工艺方案和检测控制手段应当取以曲轴盘端面B作为定位检测基准, 即上述方案4) 。通过分析我们知道, 采用以轴径Φ20+0.009作定位基准在实际工艺过程中是难以实现的, 应采取符合工艺过程实际的工艺方案:既在检测控制曲轴轴销孔Φ16-0-0..108与轴径Φ20+0.009平行度误差时, 采取以曲轴盘端面B作为测量定位基准, 以使得检测与工件的机械加工和组装的定位方式一致, 这样可以最终保证控制产品的装配质量。
4.4 提高曲轴检测及装配质量的意见
为提高轻型发动机发动机曲轴制造加工中曲轴的检测及装配质量, 应研究和改进提高曲轴的检测及装配技术方法;严格控制曲轴的几个关键制造尺寸, 为了减小应力应尽量避免装配后采用校正的方法。为保证曲柄销和主轴颈的平行度及两主轴颈的同轴度, 曲轴左、右半部应严格按曲柄臂半径R分组, 然后分别将不同组别进行装配。并且严格控制曲轴连杆机构的质量和动、静平衡, 以保证平衡曲轴连杆机构的旋转惯性力等。采用高精度先进的气电组合测量仪对曲轴进行检测;由于其检验方法选择采用气动式测量仪, 其气动测量头在被检测孔中为非接触式检测, 无磨损, 而且由于运用双管式气动测量头的原理, 可以排除零件形状误差对检测时的影响, 由此可获得正确且较高的测量精度和装配质量。
5 曲轴连杆机构的运动平衡
据了解目前我国在曲轴连杆机构实际加工制造过程中, 很多配套生产厂家在装配前未进行专门必要的动平衡检测和调整, 有的甚至连静平衡检测和调整也未进行;而总装厂则又很少有严格的检查和控制, 因而严重影响了发动机的工作性能, 造成发动机的振动和噪音、加剧了气缸的磨损, 影响到发动机的寿命和可靠性。这是十分值得引起我们注意的问题。
6 结语
轻型发动机发动机曲轴连杆机构的参数、品质和质量是轻型发动机的核心所在对轻型发动机的性能品质和产业发展, 对提高我国轻型发动机产业出口和参与国际竞争力, 始终起着关键主导作用。因此, 发展轻型发动机发动机产业, 其中研究提高发动机内在制造技术质量的一些主要问题值得我们注意。
参考文献
[1]刘峥, 王建昕, 编著.汽车发动机原理教程[M].清华大学出版社, 2001, 9.
[2]周龙保.内燃机学[M].机械工业出版社, 1999.
发动机制造 篇11
一、引言
1.项目背景
某航空发动机企业多年来在信息化建设取得了丰硕成果，在航发行业内起到了典型示范作用。企业实施了PDM、ERP、MES和综合协同平台，初步实现了 PLM系统与 ERP和 MES系统的集成。这些技术的应用，有效支撑了企业的业务发展与技术创新。
数字化制造系统项目是信息化建设向数字化工厂推进过程中重大措施，建立基于现代先进技术的数字化制造平台，支持科研型号的快速研制，为批产线的数字化制造进行技术储备，最终全面提升企业的制造能力与科学管理。
2.现状分析
航空发动机研发平台由三部分组成：设计平台、试制平台和实验平台，目前我国最急需的是试制平台。为了中国航空动力事业的发展，加强中国航空发动机试制平台建设，该企业孕育十余载，打造了科研试制中心。该部门以科研为主，生产具有明显的多品种、小批量、随机性大和变化大等特点，需要在项目管理、技术管理和生产管理三个方面进行创新和探索，借助信息化的管理手段，实现项目管理、技术管理和生产管理的自动化和透明化。
在科研试制项目管理方面，为了达到以最短的时间、最低的成本实现科研项目的快速研制产成的目的，通过“项目团队管理”来适应科研试制小批量、低速率生产的特点。该模式是一种以柔性的组合，以最少的人员构成，采用各种先进的管理方法、技术、知识，对项目各要素和各阶段高度集成、持续创新性的管理模式。总之，具有“小团队，高集成，全过程，创新性，柔性化”等特点，通过和技术管理进行“一体化”的高度集成，对组织管理、范围管理、时间管理、成本管理、质量管理、人力资源管理、沟通管理和采购管理八个项目管理方向进行全面管理。
在科研试制技术管理方面，基于MBD的设计制造协同，技术人员参与设计的总体方案论证、结构设计、详细设计的工艺性审查，进行结构化、数字化工艺编制、工装设计以及数控编程和仿真。通过设计与工艺并行、工艺与工装设计并行、工装设计与制造并行及工艺与编程并行，提前启动生产准备，缩短型号研制周期。
在科研试制生产管理方面，以科研生产项目为目标，通过研制生产能力负荷分析、研制完工节点计划制定、 “1”级里程碑研制计划下达、研制日班产和研制现场调度、工序检验和不合格品处理、研制数据收集及研制产品入库管理等，对产品制造的全生命周期进行综合管控，达成科研试制快速反应目标。
在现场执行方面，以研制任务为基础，实现快速的技术准备、生产准备为前提，应用了 PDM/MPM系统工艺编制、工艺审批等现有的功能。完成了制造资源管理、DNC、设备数据采集及监控等基本功能实施，并实现 DNC与 PDM系统的信息集成。
3.建设思路
数字化制造系统总体建设原则为：分条线、同推进、多论证和备预案。
分条线：以其功能范围和实施主体主要分为如下 4个条线：项目管理系统、PDM/MPM系统、MES/MI系统及系统集成。
同推进：4大条线同时推进，同步实施，保证系统建设的完整性、统一性。
多论证：各个条线在同步实施的过程中，无论遇到任何的技术要点、难点、风险点，及时与技术专家进行会谈、论证，评估后方可继续实施。
备预案：各个系统在实施前，分别提前准备风险预案，重点关注安全性、稳定性、可靠性要求。
二、主要业务需求分析
1.业务流程分析
研制生产线主要业务流程包括任务接收、工艺设计、工装设计、数控编程与切削仿真、数控测量编程与仿真、生产过程仿真、生产排程、工装准备、生产投料、加工操作、数据采集、产品检验及成品入库等环节。任务的开始和接收、项目进度监控与公司 ERP系统和项目管理系统进行数据和信息交换，实现统一管理。关键业务流程有如下几项。
项目管理：提供工作计划制定、任务分解、资源协调及进度监控等功能。上接公司 ERP系统、项目管理系统的主生产计划和主项目计划，下接 MES系统的车间生产计划。
工艺工装仿真与优化：接收并执行公司下发的工艺、工装设计任务；依据设计所下发的产品设计数据进行工艺、工装设计及仿真优化，包括 NC编程与仿真、CMM编程与仿真。
生产管理与制造执行：接收并执行快反线项目管理下发的生产任务，依据工艺、工装仿真与优化下发的制造数据包（工艺路线、物料需求、工时定额、操作说明及检验要求等数据）进行车间加工计划排程、调度执行、设备控制、数据采集、统计分析、过程监控、物料管理和计划完工等生产线制造执行与生产管理工作。实做数据保存到公司工程数据中心。
尺寸公差质量管理：接收设计所产品设计数据，获取设计质量要求，结合工艺质量要求定义质量规划，在产品制造过程中通过制造执行系统在关键环节获取质量信息，记录超差品的处理过程和数据，在统计分析的基础上提供改进或优化建议。实现质量信息在各相关部门间的共享和图形化展示。
系统集成：提供快反线信息化平台与公司 IT系统的集成功能。包括快反线项目管理与公司项目管理系统的集成；快反线与公司 MES系统的集成；快反线与公司 ERP系统的集成。
2.业务需求分析
（1）项目管理需求。
作为型号工程研制阶段重要产品零部件的试制单位，由于试制零件种类多、数量少、要求高、首次制造和进度紧等方面的特点，需要在企业内部建立基于零部件的项目管理模式，来应对试制零部件业务特点，满足试制零件项目的立项管理、团队管理、里程碑计划管理、监控及反馈管理（包括进度反馈、质量反馈和成本反馈）。
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（2）技术管理需求。
作为试制分厂，当前正在使用总厂 PDM系统支撑工艺设计工作，为了提升工艺设计效率，会在二级工艺流水的管理、导航式工艺设计管理模式、制造工艺资源库管理、全三维工艺设计、零部件工序尺寸公差规划管理、三维工艺仿真与优化、开工前检查管理、集成化质量检验准备及分析管理、转批产技术管理和试制加工记录管理方面进一步深化应用。
（3）资源管理需求。
基于工具库管理是对设备、工装及刀具等资源的维护保养、借用、维修和资源状态等进行管理。通过对制造资源的有效管理，实现资源合理利用。
（4）生产管理需求。
计划管理主要包括了生产计划的接收、完工节点计划管理、1级里程碑计划管理、计划能力分析、生产过程监控等。计划能力分析包括对设备、人员等能力的分析。
（5）现场管理需求。
现场管理包括物资投料、零件加工及交付过程管理，并对过程数据进行实时采集、生产物资管理、电子看板功能和产品追溯管理。
（6）检测管理需求。
检测管理包括检测设备的自动数据采集和工序检验。需要对 CMM测量仪、白光、手持测量仪器等，按照预先定义的数据采集要求，获取产品质量数据并上载到质量管理模块中。需要依据工艺包信息形成包含零件工序，各工序检验指标项及指标检验标准的检验指导，作为工序检验的参考依据。
（7）数控程序管理与数采。
通过 DNC实现对数控加工程序编制、更改、审批，以及数控加工程序上传下载管理。通过 MDA采集数控设备数据并传送到 MDC，实现设备远程监控和分析。
三、总体方案设计
1.系统目标
数字化制造系统的目的在于利用先进的数字化制造技术，打造具有工厂自身特色的数字化科研试制平台，实现生产、技术、质量和经营等业务的全面信息化管理，并给管理人员及领导提供决策支持。实现快速制造，支撑以项目制造为纽带的业务的顺畅运作，从接单、工艺设计到向批产转移交付、以及提供后续技术服务。信息系统将承担神经系统的作用，是实现顺畅运作，科学和优化决策的必要手段。打造技术创新能力体系。转化数字化制造技术，向批产线转化关重件快速工艺、制造模式；转化先进数字化制造体系和管理模式。
2.总体方案框架
数字化制造系统总体架构充分考虑了工厂的实际业务需求，同时也考虑了与 PDM、MPM和 ERP、MES等系统的信息集成。数字化制造系统以“全数字化工厂”为目标，主要内容包括 6个部分：项目管理模块、技术管理模块、制造执行模块和 DNC/MDC模块，整个系统与公司 ERP、其它 MES等信息系统实现有效对接，实现数据、流程和业务的深度集成。
四、主要技术特点
1.将项目管理与离散性生产管理相融合
数字化制造系统将项目管理与离散性科研生产管理融合在一起，横向由项目管理贯穿于科研生产的每一个业务，纵向是按照部门分工的科研生产的精细化管理。项目管理关注每一项任务的在全生命周期变化情况，离散性科研生产管理关注每个部门内部业务的精细化与合理化。
2.技术与生产的“一站式”管理
技术数据根据生产计划情况直接从技术系统传递到车间现场和设备中，设备执行过程数据事实反馈给生产管理与技术系统。达到技术准备时提前参考现场数据，现场生产严格执行技术要求，实现生产技术“一体化”。
五、应用情况
1.应用情况介绍
数字化制造系统（一期）项目已经完成实施，制定了数字化制造系统总体方案及系统详细方设计方案，建立了试制部门数字化制造系统的基础框架，实现了制造资源管理、DNC、设备数据采集及监控模块在工厂模型上运行，并取得了明显的应用效果。下面简要介绍该系统的应用情况。
（1）DNC应用：DNC系统实现数控程序从 PDM系统到数控机床“一体化”管理，所有数控机床通过 DNC系统给数控机床传输加工程序。主要特点如下。
◎采用技术先进：采用了国际上最先进的“以太网口”通讯技术。
◎程序传输速度快：数控程序传输速度达到了其它军品厂 DNC系统的速度的 100多倍（例如：其它军品厂传输一个 2兆的程序至少需要 2小时，而我们只需要 1分钟就可完成）。
◎与 PDM系统完全集成：DNC系统完全实现了与PDM系统无缝隙集成，程序传递到设备加工前需要在 PDM中进行校验审批，保证了数控程序的准确性，利用技术手段杜绝了加工程序随意改动的现象。
◎加工程序可回溯性强：PDM系统中管理的存档的数控程序与机床中加工的数控程序完全一致，在任何时候都能回溯到零件加工时数控程序的状态。
（2）MDC应用：MDC系统已经采集到机床加工数据17项，不仅实现了数控机床远程监控，而且通过采集的数据能够客观而全面地记录零件加工最终的执行过程，为科研试制个方面工作的改进落实提供数据支持。主要特点如下。
◎机床远程监控：MDC能时时将数控设备加工的各种数据传递到远程的任何一台计算机上，工艺人员和生产管理人员在办公室就能实现清楚地了解到每一台数控机床的当前情况。
◎机床故障分析：通过采集到的机床故障信息，能够分析机床各种故障的规律，为机床维护保养和故障预警提供数据支持。
◎加工参数分析：通过采集到的加工参数，能够分析各种零件的加工规律，为新件研制中最佳参数选择提供支持。
◎刀具寿命管理：通过数据采集，实现现有刀具寿命采集，不仅能够管理到每一把刀具的当前寿命，而且能够分析不同加工材料和不同加工参数对刀具的消耗情况，为刀具采购提供数据支持，做到刀具精细化管理。
（3）在线刀具管理：对刀仪网络化管理是通过 DNC网络技术实现对刀仪与数控机床直接互通，达到对刀数据自动采集，自动传递到相应机床的制定刀库。主要特点如下。
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◎对刀数据管理自动化：实现对刀仪自动采集对刀数据并自动传递给制定机床的刀库中，代替人工抄写对刀数并手工录入到指定机床的工作，不仅提高了工作效率，而且起到了很好的防错作用。
◎为刀具选用提供方便：刀具返磨后可通过对刀仪测量刀具的当前尺寸，并自动传递到工具室，技术人员随时可以查询到所需要规格的刀具，不仅可以提高刀具利用率，而且可以为刀具返磨提供历史经验分析。
（4）制造资源管理：制造资源系统的建设不仅适应了刀具管理项目化的要求，而且实现了刀具全生命周期、精益管理的目标。特别是在刀具管理中全面应用了二维码技术，实现一刀一码的精细化管理。
◎管理透明化：全面管理了所有刀具，管理人员和工人可通过自己的计算机随时查询到所需刀具数量、状态（现存、借出和返磨等）、具体位置。实现了工具工装台帐信息的共享，提高了工具工装管理效率。
◎刀具项目管理：将不同种类、批次的刀具分到不同项目中进行管理，并通过系统进行控制，只有加工某项目零件时才可以借用此项目刀具。避免滥用刀具的情况发生，并能计算出每个项目加工过程中刀具的使用成本。
◎借还快捷：所有工具均粘贴了二维码，只要扫描一下二维码（只需几秒）便可完成借还管理。不再需要手工登记资料借还记录，提高了工作高效、并保证记录准确。
◎库存报警：对于超出了最高库存或低于安全库存的工具，系统能够自动提示。便于管理人员随时掌握库存的警戒状态。
2.系统持续建设完善
数字化制造系统（一期）仅仅是打基础，没有实施生产、技术等重要的功能模块，由于没有将现有的设备运行情况数据、刀具管理数据与科研生产结合到一起，所以没有发挥出更大的效益（如：各种材料不同加工参数对加工质量、加工效率、刀具消耗的影响，生产计划执行过程的分析等）。
六、项目实施总结
数字化制造系统只有在充分理解业务需求的情况下，采用成熟、适用的信息技术手段，使业务流程最大程度的在信息系统内被固化、优化，使业务数据得以标准化、规范化，从而支持工厂各个层面对信息系统、数据的操作和分析要求，最终使业务能力提升。
以项目团队的组织形式开展工作，该系统基于产品全生命周期管理的理念，融入国际上先进的信息化管理模式，结合工厂自身业务的实际情况，通过实现以技术实现为核心的业务信息自动化，服务请求与处理流程知识化，以项目团队的管理模式，提升科研生产能力。系统上线运行后，工厂生产管理得到了显著提升，实现了基于业务数据的决策支持。
七、结语
在数字化工厂（Digital factory）的概念被越来越多的企业所接受的今天，建设数字化工厂势在必行，数字化制造系统让管理者实现全方位的、高效的、穿透式管理。以数字化制造系统建设为契机，可以优化管理流程，提升创新能力，提高工作效率；利用先进数字化制造技术可以优化实际生产过程，在不影响生产效率的前提下，细化管理的粒度，提升生产管理能力。在即将进入工业 4.0的大时代潮流中，数字化制造系统的建设显得特别紧迫，也是制造企业今后生存和发展的重要保证。 IM
发动机制造 篇12
自日本丰田率先提出精益生产管理模式后,国内不少制造企业开始纷纷将丰田成功的精益生产管理模式引入企业中。如一汽和二汽汽车集团,海尔和海信电器行业以及其它制造行业等分别采用精益生产管理模式,最后取得成功效果[1]。随着制造企业陆续向“多品种、小批量”生产方式过渡的过程中,选择精益生产管理模式已是企业获得长期发展的大势所在。然而,目前国内不少制造企业在采用精益生产管理模式过程中,由于对精益思想观念的认识不足,在组织、流程以及标准等不同生产管理要素方面暴露出了不少问题,从而影响了制造企业的生产管理效率,进而影响了产品的生产进度和质量。基于此,本研究主要运用定性研究方法,对目前国内发动机制造企业实施的精益生产管理模式现状进行管理诊断,查找影响精益生产管理模式的不同方面问题,针对问题对该类企业现有的精益生产管理模式进行合理改进,并提出一系列保障策略,以保证该类企业精益生产管理模式顺利实施。
1 相关研究现状评述
丰田精益模式起初被应用于最基本的制造过程中,其目的是减小企业每一制造环节上不必要的浪费和损失,提高企业整体制造效益[2]。美国麻省理工学院认真比较了日本丰田和美国福特汽车的生产组织模式,从不同角度进行了对比分析并强调,精益模式不仅体现在生产方面,而且也体现在企业日常运营活动中的管理等不同领域。随后,詹姆斯将精益生产、精益管理等不同概念叙述的细致入微,并指出,精益模式理论不久将会被应用于各行各业的更高层次上[3]。国内不少学者基于企业实施精益模式的成功案例,结合国外相对成熟的精益体系对精益模式中的不同生产和管理要素进行了不同层次研究。刘石兰等学者探究了企业在推行精益模式过程中,要求拥有与之匹配的企业组织体系,合理的组织界面是有效实施精益模式的重要保障,并在此基础上提出了精益视角下的企业组织变革模型[4]。张震,黄淇等在企业精益流程模式运行过程中出现的一系列问题进行了概述,并着重提出制造企业的生产流程一般由多个工序组合而成,如果其中任意工序出现问题,均会导致木桶效应的出现,致使精益管理流程模式执行失败等[5]。精益思想随着国内外相关研究者的深入研究,精益理论体系开始走向全面化,精益思想最显著的一个特点是减少浪费,以最小成本获取最大产出,目前国内制造企业从生产管理角度,陆续引进精益模式,以发动机行业为代表的制造企业实施精益生产管理模式的现象更为突出。
2 发动机制造企业精益生产管理模式存在问题
2.1 精益生产管理组织界面问题
据调查与相关统计,发动机制造企业的组织结构一直沿袭传统的职能式组织架构,随着该类企业产品结构发生变化,不同部门科室数量以及人员数量不断增加,致使该类企业的组织层级增多。从组织界面横向角度看,部门壁垒严重,横向协作困难,协调机制比较薄弱,导致生产组织横向界面管理模糊,生产管理活动开展困难,组织效率低下。从组织界面纵向角度来看,庞大的组织部门和组织队伍使得组织层级越来越多,出现了任务分工不清、不同职能工作人员安排不合理、多头管理、基层协调成本过高等不良现象。同时,某些部门机构职能存在重叠、遗漏等问题,导致不同人员重复配置和一事多人管的不良现象发生,从而找不到责任主体,这些问题导致了生产管理组织界面纵向管理比较泛化。
2.2 精益生产管理流程问题
从投入产出角度来看,发动机制造企业主要流程包括采购流程、研发流程、库存管理流程以及生产流程等。随着流程数量的越来越多,某些流程的不连续性以及流程环节缺失问题开始出现,目前发动机制造企业现有的部分流程描述比较粗略,流程与流程之间、流程环节与环节之间联系紧密性弱,有些流程之间孤立存在,缺乏一个高效完整的生产管理流程体系,导致对实际工作指导、不同流程环节信息的迅速传递等指导意义比较弱。如在采购流程中,缺乏供应商管理流程体系的建设,导致对供应商供货的及时性、质量的保证性等相关信息掌握不充分。采购流程在运行过程中,由于某些环节上的子流程存在缺失现象,以致难以描述整个采购管理流程体系框架。
2.3 精益生产管理标准问题
据目前发动机制造企业相关资料及实际调查获悉,该类企业在日常生产管理活动中,除了产品质量标准和工艺标准有效实施外,其他标准只存在概念上的意义,并未得到有效实施和统一积累。有些生产管理标准虽然进行了编制,但没有充分考虑相应的流程,导致流程与其标准未同步的问题时常出现。同样,有些生产管理流程在实施过程中,因为没有同步性的标准与之相配,导致生产管理流程不能顺利进行。其次,不少制造企业在制定生产管理标准时,没有形成一套量化的指标体系作为指标制定的依据,导致在标准实施过程中难以对其进行准确的衡量,致使生产管理活动运行达到什么程度却难以界定。再次,生产管理标准的制定缺乏可持续进行理念,有些生产管理标准在企业中反复修改,并没有形成一个真正统一的、科学合理的标准。
3 发动机制造企业精益生产管理模式改进
3.1 精益生产管理组织界面改进
为保障精益生产管理模式持续改进、顺利实施,减小或消除职能式组织界面的障碍,促进该类企业战略目标的实现,其生产管理组织界面总体改进如下:
首先确立组织界面优化目标,依托正式化和程序化的战略管理体系,进行组织界面优化。加快职能式组织界面向扁平化组织界面发展,消除部门之间的壁垒,提高横向部门之间的沟通和协作效率。其次,对发动机制造企业的整个组织界面运行过程进行重新思考,跨部门团队式组织界面是发动机制造企业对其组织界面进行改进的首选方式,能够有效促进扁平化组织界面的建立,减少臃肿的组织层次,提高组织运行效率,实现企业全员参与管理,以快速应对内部生产管理活动中流程、标准等不同精益生产管理体系要素的变化,具体如图1所示。
3.2 精益生产管理流程改进
全面仔细查找生产管理流程中不同子流程环节的缺失部分,构建不同子流程之间相互联系的生产管理流程体系,详细描述整个流程管理体系架构图,以保证采购、研发、库存、生产等不同流程之间、流程不同环节之间信息的迅速传递和响应。采购管理流程是整个制造企业投入产出过程中的核心流程,是后续研发、库存管理、生产流程的指导性流程,因此要重点查找采购管理流程中不同子流程环节的缺失部分,构建不同子流程之间相互联系的采购管理流程体系。整个采购管理流程体系运行的始点为用户需求单位而不是简单的生产单位提交的用料计划,在改进采购管理流程的过程中,应对用户对产品的需求情况进行合理分析,为后续采购过程中提供目标性指导。有效采购管理流程运作过程如图2所示。
3.3 精益生产管理标准改进
为保证发动机制造企业改进后的精益生产管理流程顺利实施,离不开精益生产管理标准的改进设计。精益生产管理标准的有效改进和设计是推进精益生产管理模式有序运行的重要保障。精益生产管理标准体系构建应从组织、流程两个方面进行重点考虑,改进和设计与组织、流程等不同方面相匹配的生产管理标准,形成组织、流程和标准三维度的生产管理标准体系。同时,在生产管理标准改进设计的过程中,要坚持如下四条基本原则。首先,要树立生产管理标准实施可持续发展的理念;其次,不同的生产管理标准要与不同的生产管理要素运行保持同步;再次,改进设计生产管理标准的重要依据是构建一套量化的指标体系;最后,保证制定的每一生产管理标准在实施过程中进行积累和统一,并在每次实施过程中不断强化和改进,形成科学合理的生产管理标准。
4 发动机制造企业精益生产管理模式运行保障策略
4.1 完善信息化管理策略
信息化管理是制造企业精益生产管理模式正常运行的信息化保障,因此必须把信息化管理作为保证精益生产管理模式有效运行的关键性基础环节。首先,做好人力资源、物料、客户等不同主体方面的主文件基础数据管理,以充分反映整个生产管理运作过程中所有不同主体的状态和信息。其次,在生产过程中进一步完善物料清单以及工艺路线的基础数据,根据基础数据的变化情况进行动态性管理,提高基础数据管理的有效性。再次,借助于网络化硬件设施,对生产管理过程中的不同方面信息进行有效收集和存储,以保证相关信息的全面掌握。
4.2 调整人员管理策略
首先,建立营造学习氛围的学习型组织。通过建立学习型组织,培养员工的创新性思维,提高员工的创新性能力。其次,改进实现多技能生产的员工培训方案。加强员工培训,系统性地制定全方位的培训计划和方案,采取适合不同层次员工的培训方式进行培训,提高员工的一专多能性,保证精益生产管理模式正常进行。再次,完善旨在提高员工士气的激励机制。认真考察不同员工的不同层次需求,有针对性地对不同层次需求的员工采取不同激励政策。
4.3 完善企业文化建设策略
首先,转变企业层文化理念。在精益生产管理活动中,领导可以引导和激励员工持续性地改善,充分发挥员工的创新精神。其次,形成针对项目的团队文化。发动机制造企业应高度重视加强团队建设,在建设团队过程中接纳并吸收精益生产管理这一理念,形成团队建设机制,提高部门之间的沟通协调效率。再次,建设提升员工专业能力的班组文化。班组管理者要树立以人为本的文化理念,通过班组管理者与员工的自由沟通和交流,让员工参与工作管理中来,积极提出改进班组工作的一系列意见,促进员工解决实际问题的积极性和主动性。
5 结论
本研究主要运用定性研究方法对发动机制造企业目前实施的精益生产管理模式问题进行剖析,指出主要存在于组织界面、流程和生产管理标准三方面的生产管理问题。基于此问题对精益生产管理模式进行改进,并提出改进后的精益生产管理模式运行保障策略。该研究不仅能够让企业内部管理者高度重视生产管理活动中出现的不同方面问题,为管理者针对性地采取有效策略提供参考依据。而且能够让发动机制造企业内部工作人员重新对精益生产管理思想进行深入理解,进一步丰富精益生产管理知识体系。
摘要：本研究以发动机制造企业为研究对象,运用定性研究方法对该类企业目前实施的精益生产管理模式问题进行剖析,并指出主要存在于组织界面、流程和生产管理标准三方面的生产管理问题。基于此,对精益生产管理模式进行改进,并提出改进后的精益生产管理模式运行保障策略,以保证发动机制造企业精益生产管理模式的持续改进和顺利实施,从而不断提高该类企业的生产管理效率,以最小的成本实现企业最大效益。
关键词：生产管理问题,精益生产管理模式改进,保障策略
参考文献
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[2]Biskup D,Feldmann M.Lean Extended:world Class Manufacturing in an Era of Hyper competition[J].2006,57(3):296-303.
[3]Jamas,L.H Reducing Variability to Improve Performance a Lean Construction Principle.Journal of Construction Engineering and Management[J].2004,128,(2):144-154.
[4]Shi-Lan Liu,Huo B.,Selen W.,Yeung J.H.Y.,et al.Understanding drivers of performance in the3PL industry in Hong Kong[J].International Journal of Operations and Production Management,2008,28(8):772-800.